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基于51单片机计算器

分类：嵌入式

2015-08-06 15:28:42

整体规划（1课时）

1、用protues进行原理图绘制

2、用keil软件进行代码编写与调试

3、Keil + protues进行仿真实验

4、处理器采用Atmel公司的AT89C51，晶振频率12MHz，源代码用C语言编写

5、此项目可以分为3个模块：LCD1602显示部分、按键扫描部分、核心计算部分

LCD1602模块（3课时）

1、阅读LCD1602手册，明白每一个引脚的用途，按照手册连接原理图

2、仔细阅读1602控制指令，编写LCD1602控制程序

指令1：清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置
指令2：光标复位，光标返回到地址00H
指令3：光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效

指令4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁

指令5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标

指令6：功能设置命令 DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F: 低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符

指令7：字符发生器RAM地址设置

指令8：DDRAM地址设置

指令9：读忙信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。

指令10：写数据

指令11：读数据

点击(此处)折叠或打开

#include <reg52.h>
2. #include <lcd_1602.h>
3. #define uchar unsigned char
4.
5. float power(int num, int p);
6.int powerr(int num, int p);
7.
8.//RS 高电平选择数据低电平选择命令/地址
9.//R/W 高电平读低电平写
10.
11.uchar code cmd[] = {
12. 0x01, //清屏
13. 0x02, //光标返回00h
14. 0x06, //开显示，无光标，不闪烁
15. 0x38 //8位总线，双行显示，5*7阵列
16. };
17.
18.void delay_1ms();
19. void delay_10us();
20.
21.int lcd_1602_busy() //读忙信号
22.{
23. uchar tmp;
24. P0 = 0xff; //将P0口设置为输出
25. LCD_1602_RW = 1;
26. LCD_1602_RS = 0;
27.
28. LCD_1602_EN = 1;
29. delay_10us();
30. tmp = P0;
31. LCD_1602_EN = 0;
32.
33. return (bit)(0x80 & tmp);
34.
35.}
36.
37. void lcd_1602_write_cmd(uchar cmd) //发送命令\地址
38.{
39. while(lcd_1602_busy());
40.
41. LCD_1602_RW = 0;
42. LCD_1602_RS = 0;
43. P0 = cmd;
44.
45. LCD_1602_EN = 1;
46.// P0 = cmd;
47. delay_10us();
48. LCD_1602_EN = 0;
49.}
50.
51. void lcd_1602_write_data(uchar dat) //发送数据
52.{
53. while(lcd_1602_busy());
54.
55. LCD_1602_RW = 0;
56. LCD_1602_RS = 1;
57. P0 = dat;
58.
59. LCD_1602_EN = 1;
60.// P0 = dat;
61. delay_10us();
62. LCD_1602_EN = 0;
63.}
64.
65. void lcd_1602_init() //lcd初始化
66.{
67. lcd_1602_write_cmd(0x01);
68. lcd_1602_write_cmd(0x0c);
69. lcd_1602_write_cmd(0x38);
70. lcd_1602_write_cmd(0x01);
71. delay_1ms();
72.}
73.
74. void lcd_1602_write_char(uchar x, uchar y, uchar dat)//写字符
75.{
76. if(x == 0)
77. {
78. lcd_1602_write_cmd(0x80 + y%16);
79. lcd_1602_write_data(dat);
80. }
81. else
82. {
83. lcd_1602_write_cmd(0xc0 + y%16);
84. lcd_1602_write_data(dat);
85. }
86.}
87.
88. void lcd_1602_write_string(uchar x, uchar y, uchar *string)//写字符串
89.{
90. while(*string != '\0')
91. {
92. lcd_1602_write_char(x, y++, *(string++));
93. }
94.}
95.
96. void lcd_1602_write_num(uchar x, uchar y, float num)//写数字
97.{
98. int i;
99. int nu = (int)num;
100.
101. char string[5];
102. for(i=0; i<4; i++)
103. {
104. string[i] = nu/powerr(10, 3-i) + '0';
105. nu = nu % powerr(10, 3-i);
106. if(nu < 10)
107. string[i+1] = nu + '0';
108. }
109. string[4] = '\0';
110. lcd_1602_write_string(x, y, string);
111.}
112.
113.int powerr(int num, int p) //求num的p次方
114.{
115. int sum = 1;
116.
117. while(p)
118. {
119. sum = sum*num;
120. p--;
121. }
122.
123. return sum;
124.}
按键模块
1、阅读课本第10章按键扫描方法
2、绘制按键原理图
3、编写按键扫描程序
点击(此处)折叠或打开
1./**************************************************
2.函数功能：按键扫描
3. 实现4*4键盘扫描，记录下每一个按键
4.*****************************************************/
5.int keyscan()
6.{
7.
8. P3=0xfe;
9. temp=P3;
10. temp = temp & 0xf0;
11. if(temp!=0xf0)
12. {
13. delay(10);
14. if(temp!=0xf0)
15. {
16. temp=P3;
17. switch(temp)
18. {
19. case 0xee:
20. key = '1';
21. break;
22.
23. case 0xde:
24. key = '2';
25. break;
26.
27. case 0xbe:
28. key = '3';
29. break;
30.
31. case 0x7e:
32. key = '+';
33. break;
34. }
35. while(temp!=0xf0)
36. {
37. temp=P3;
38. temp=temp&0xf0;
39. beep=0;
40. }
41. beep=1;
42. return 1;
43. }
44. }
45. P3=0xfd;
46. temp=P3;
47. temp=temp&0xf0;
48. if(temp!=0xf0)
49. {
50. delay(10);
51. if(temp!=0xf0)
52. {
53. temp=P3;
54. switch(temp)
55. {
56. case 0xed:
57. key='4';
58. break;
59.
60. case 0xdd:
61. key='5';
62. break;
63.
64. case 0xbd:
65. key='6';
66. break;
67.
68. case 0x7d:
69. key='-';
70. break;
71. }
72. while(temp!=0xf0)
73. {
74. temp=P3;
75. temp=temp&0xf0;
76. beep=0;
77. }
78. beep=1;
79. return 1;
80. }
81. }
82. P3=0xfb;
83. temp=P3;
84. temp=temp&0xf0;
85. if(temp!=0xf0)
86. {
87. delay(10);
88. if(temp!=0xf0)
89. {
90. temp=P3;
91. switch(temp)
92. {
93. case 0xeb:
94. key='7';
95. break;
96.
97. case 0xdb:
98. key='8';
99. break;
100.
101. case 0xbb:
102. key='9';
103. break;
104.
105. case 0x7b:
106. key='*';
107. break;
108. }
109. while(temp!=0xf0)
110. {
111. temp=P3;
112. temp=temp&0xf0;
113. beep=0;
114. }
115. beep=1;
116. return 1;
117. }
118. }
119. P3=0xf7;
120. temp=P3;
121. temp=temp&0xf0;
122. if(temp!=0xf0)
123. {
124. delay(10);
125. if(temp!=0xf0)
126. {
127. temp=P3;
128. switch(temp)
129. {
130. case 0xe7:
131. key = '0';
132. lcd_1602_write_data(key);
133. break;
134.
135. case 0xd7:
136. key='.';
137. lcd_1602_write_data(key);
138. break;
139.
140. case 0xb7:
141. key='=';
142. break;
143.
144. case 0x77:
145. key='/';
146. break;
147. }
148. while(temp!=0xf0)
149. {
150. temp=P3;
151. temp=temp&0xf0;
152. beep=0;
153. }
154. beep=1;
155. return 1;
156. }
157. }
158. return 0;
159.}

核心计算模块

1、测试LCD1602显示程序是否正确

2、测试按键扫描程序是否正确

3、在Linux环境下调试计算程序。

首先将扫描到的按键存储在数组中，然后从数组提取操作数和操作码，调用计算子程序进行计算，最后输入计算结果。

以上过程需要先在Linux环境下模拟，因此需要少许Linux知识。

点击(此处)折叠或打开

#include <reg51.h>
2. #include <stdio.h>
3. #include <calculate.h>
4.
5. extern uchar key;
6.
7.int f = 0;
8.int str_len = 0;
9.int operand_num = 0;
10.int operator_num = 0;
11. float end = 0.0;
12.int a = 0, b = 0;
13.
14. char xdata input[100];
15. float xdata operand[10]={0};
16. char xdata operator[10];
17.
18. void get_operand(char *string);
19. void str_int(char *str, float num[]);
20.
21. float power(int num, int p);
22. float powe(int p);
23. float operat();
24.
25. void cmg88()//关数码管，点阵函数
26.{
27. DU=1;
28. P0=0X00;
29. DU=0;
30.}
31.
32. #if 0
33. void main()
34.{
35. cmg88();
36. lcd_1602_init();
37. delay_1ms();
38. lcd_1602_write_char(0, 13, '0');
39.
40. while(1)
41. {
42. while(!keyscan());
43.
44. if((key >= '0' && key <= '9') || key == '.') //显示扫描到的数字，不显示运算符号
45. lcd_1602_write_char(0, str_len, key);
46.
47. input[str_len] = key;
48. str_len ++;
49. if((key > '9' || key < '0') && key != '.') //扫描到+-/*
50. {
51. get_operand(input); //获取操作数
52. operator[operator_num] = key; //操作码保存在数组中
53. operator_num ++;
54. f++;
55.
56. if(f>1)
57. {
58. operat(); //扫描到2个以上操作码，进行运算
59. lcd_1602_write_num(1, 0, end); //显示得到的结果
60. }
61. }
62. }
63.}
64.
65./*****************************************************************
66.函数功能：获取操作数，并将小数点过滤
67.******************************************************************/
68.void get_operand(char *string)
69.{
70. int i;
71. char str[20] = {' '};
72. for(i=0; i<str_len; i++)
73. {
74. if((string[i] > '9' || string[i] < '0') && string[i] != '.')
75. {
76. str[i] = '\0';
77. lcd_1602_write_cmd(0x01);
78. break;
79. }
80. str[i] = string[i];
81. }
82. str_int(str, operand);
83. str_len = 0;
84. operand_num ++;
85.}
86./*****************************************************************
87.函数功能：字符串转浮点数
88. LCD1602只能显示字符，按键扫描到的也是字符
89. 所有的字符都必须转换为数字彩能参加运算
90.******************************************************************/
91.void str_int(char *str, float num[])
92.{
93. int i = 0, len_i = 0, len_f= 1, j = 0;
94. while(1)
95. {
96. if(str[i] == '.')
97. break;
98. if(str[i] == '\0')
99. break;
100. i++;
101. }
102. len_i = i;
103. while(len_i)
104. {
105. num[operand_num] += (str[len_i-1]-'0')*power(10, j);
106. j++;
107. len_i--;
108. }
109. j = 1;
110. while(str[i] == '.')
111. i++;
112.
113. while(str[i] != '\0')
114. {
115. num[operand_num] += (str[i]-'0')*powe(j);
116. j++;
117. i++;
118. }
119.}
120./*****************************************************************
121.函数功能：求一个数的n次方
122.******************************************************************/
123.float power(int num, int p)
124.{
125. float sum = 1;
126.
127. while(p)
128. {
129. sum = sum*num;
130. p--;
131. }
132.
133. return sum;
134.}
135./*****************************************************************
136.函数功能：求10 的-n次方
137.******************************************************************/
138.float powe(int p)
139.{
140. float sum = 1;
141. while(p)
142. {
143. sum = sum/10;
144. p--;
145. }
146.
147. return sum;
148.}
149.
150./*****************************************************************
151.函数功能：计算过程
152.******************************************************************/
153.float operat()
154.{
155. if(b == 0)
156. {
157. switch (operator[a])
158. {
159. case '+':
160. end = operand[b] + operand[b+1];
161. break;
162. case '-':
163. end = operand[b] - operand[b+1];
164. break;
165. case '*':
166. end = operand[b] * operand[b+1];
167. break;
168. case '/':
169. end = operand[b] / operand[b+1];
170. break;
171. default:
172. break;
173. }
174. b = 2;
175. a++;
176.
177. return end;
178. }
179. if(b != 0 )
180. {
181. switch (operator[a])
182. {
183. case '+':
184. end = end + operand[b];
185. break;
186. case '-':
187. end = end - operand[b];
188. break;
189. case '*':
190. end = end * operand[b];
191. break;
192. case '/':
193. end = end / operand[b];
194. break;
195. default:
196. break;
197. }
198. a++;
199. b++;
200.
201. return end;
202. }
203.}
204. #endif

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