基于51单片机的简易计算器

1.简介
本计算器是以MCS-51系列AT89C51单片机为核心构成的简易计算器系统。该系统通过单片机控制，实现对4*4键盘扫描进行实时的按键检测，并由LCD1602显示屏将过程与结果显示出来。
2.硬件原理图

硬件主要由四部分组成

单片机最小系统
4*4矩阵键盘
LCD1602显示屏
系统电源

3.程序设计
（1）矩阵键盘驱动程序

/*------------------------------------------------矩阵键盘按键值| 1 | 2 | 3 | + |  | 4 | 5 | 6 | - |  | 7 | 8 | 9 | * |  | 0 | . | = | / | #define KeyPort P1/*------------------------------------------------
按键扫描函数，返回扫描键值
------------------------------------------------*/
unsigned char KeyScan(void)  //键盘扫描函数，使用行列反转扫描法
{unsigned char cord_h,cord_l;//行列值中间变量KeyPort=0x0f;            //行线输出全为0cord_h=KeyPort&0x0f;     //读入列线值if(cord_h!=0x0f)    //先检测有无按键按下{DelayMs(10);        //去抖if((KeyPort&0x0f)!=0x0f){cord_h=KeyPort&0x0f;  //读入列线值KeyPort=cord_h|0xf0;  //输出当前列线值cord_l=KeyPort&0xf0;  //读入行线值while((KeyPort&0xf0)!=0xf0);//等待松开并输出return(cord_h+cord_l);//键盘最后组合码值}}return(0xff);     //返回该值
}
/*------------------------------------------------按键值处理函数，返回扫键值可以根据需要改变返回值
------------------------------------------------*/
unsigned char KeyPro(void)
{switch(KeyScan()){case 0x7e:return '1';break;//0 按下相应的键显示相对应的码值case 0x7d:return '2';break;//1case 0x7b:return '3';break;//2case 0x77:return '+';break;//3case 0xbe:return '4';break;//4case 0xbd:return '5';break;//5case 0xbb:return '6';break;//6case 0xb7:return '-';break;//7case 0xde:return '7';break;//8case 0xdd:return '8';break;//9case 0xdb:return '9';break;//acase 0xd7:return 'x';break;//bcase 0xee:return '0';break;//ccase 0xed:return '.';break;//dcase 0xeb:return '=';break;//ecase 0xe7:return '/';break;//fdefault:return 0xff;break;}
}

（2）LCD1602驱动程序

#define CHECK_BUSYsbit RS = P2^4;   //定义端口
sbit RW = P2^5;
sbit EN = P2^6;#define RS_CLR RS=0
#define RS_SET RS=1#define RW_CLR RW=0
#define RW_SET RW=1 #define EN_CLR EN=0
#define EN_SET EN=1#define DataPort P0/*------------------------------------------------判忙函数
------------------------------------------------*/bit LCD_Check_Busy(void) {
#ifdef CHECK_BUSYDataPort= 0xFF; RS_CLR; RW_SET; EN_CLR; _nop_(); EN_SET;return (bit)(DataPort & 0x80);
#elsereturn 0;
#endif}
/*------------------------------------------------写入命令函数
------------------------------------------------*/void LCD_Write_Com(unsigned char com) {  while(LCD_Check_Busy()); //忙则等待RS_CLR; RW_CLR; EN_SET; DataPort= com; _nop_(); EN_CLR;}
/*------------------------------------------------写入数据函数
------------------------------------------------*/void LCD_Write_Data(unsigned char Data) { while(LCD_Check_Busy()); //忙则等待RS_SET; RW_CLR; EN_SET; DataPort= Data; _nop_();EN_CLR;}/*------------------------------------------------清屏函数
------------------------------------------------*/void LCD_Clear(void) { LCD_Write_Com(0x01); DelayMs(5);}
/*------------------------------------------------写入字符串函数
------------------------------------------------*/void LCD_Write_String(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s) {     while (*s) {     LCD_Write_Char(x,y,*s);     s ++;  x++;   }}
/*------------------------------------------------写入字符函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_Char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char Data) {     if (y == 0) {     LCD_Write_Com(0x80 + x);     }    else {     LCD_Write_Com(0xC0 + x);     }        LCD_Write_Data( Data);  }
/*------------------------------------------------初始化函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Init(void)
{LCD_Write_Com(0x38);    /*显示模式设置*/ DelayMs(5); LCD_Write_Com(0x38); DelayMs(5); LCD_Write_Com(0x38); DelayMs(5); LCD_Write_Com(0x38);  LCD_Write_Com(0x08);    /*显示关闭*/ LCD_Write_Com(0x01);    /*显示清屏*/ LCD_Write_Com(0x06);    /*显示光标移动设置*/ DelayMs(5); LCD_Write_Com(0x0C);    /*显示开及光标设置*/
}

（3）主函数

/*------------------------------------------------主程序
------------------------------------------------*/
main()
{unsigned char num,i,sign;                  unsigned char temp[16];        //最大输入16个bit firstflag;float a=0,b=0;unsigned char s;LCD_Init();         //初始化液晶屏DelayMs(10);        //延时用于稳定，可以去掉LCD_Clear();LCD_Write_String(0,0," LCD calculator");    //写入第一行信息，主循环中不再更改此信息，所以在while之前写入LCD_Write_String(0,1," Fun: + - x / ");    //写入第二行信息，提示输入密码while (1)         //主循环{num=KeyPro();  //扫描键盘if(num!=0xff)  //如果扫描是按键有效值则进行处理{ if(i==0)    //输入是第一个字符的时候需要把改行清空，方便观看LCD_Clear();if(('+'==num)|| (i==16) || ('-'==num) || ('x'==num)|| ('/'==num) || ('='==num))//输入数字最大值16，输入符号表示输入结束{i=0;  //计数器复位if(firstflag==0)  //如果是输入的第一个数据，赋值给a，并把标志位置1，到下一个数据输入时可以跳转赋值给b{sscanf(temp,"%f",&a);firstflag=1;}else  sscanf(temp,"%f",&b);for(s=0;s<16;s++) //赋值完成后把缓冲区清零，防止下次输入影响结果temp[s]=0;LCD_Write_Char(0,1,num); ///if(num!='=')      //判断当前符号位并做相应处理sign=num;      //如果不是等号记下标志位else{  firstflag=0;   //检测到输入=号，判断上次读入的符合switch(sign){case '+':a=a+b;break;case '-':a=a-b;break;case 'x':a=a*b;break;case '/':a=a/b;break;default:break;}sprintf(temp,"%g",a);    //输出浮点型，无用的0不输出LCD_Write_String(1,1,temp);//显示到液晶屏sign=0;a=b=0;            //用完后所有数据清零for(s=0;s<16;s++)temp[s]=0;}}else  if(i<16){if((1==i)&& (temp[0]=='0') )//如果第一个字符是0，判读第二个字符{if(num=='.')  //如果是小数点则正常输入，光标位置加1{temp[1]='.';LCD_Write_Char(1,0,num);//输出数据i++;}           //这里没有判断连续按小数点，如0.0.0 else{temp[0]=num; //如果是1-9数字，说明0没有用，则直接替换第一位0LCD_Write_Char(0,0,num);//输出数据}}else{temp[i]=num; LCD_Write_Char(i,0,num);//输出数据i++;   //输入数值累加}}}    }
}

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