单片机简易加法计算器程序

学到这里，我们已经掌握了一种显示设备和一种输入设备的使用，那么是不是可以来做点综合性的实验了。好吧，那我们就来做一个简易的加法计算器，用程序实现从板子上标有0～9数字的按键输入相应数字，该数字要实时显示到数码管上，用标有向上箭头的按键代替加号，按下加号后可以再输入一串数字，然后回车键计算加法结果，并同时显示到数码管上。虽然这远不是一个完善的计算器程序，但作为初学者也足够你研究一阵子了。

首先，本程序相对于之前的例程要复杂得多，需要完成的工作也多得多，所以我们把各个子功能都做成独立的函数，以使程序便于编写和维护。大家分析程序的时候就从主函数和中断函数入手，随着程序的流程进行就可以了。大家可以体会体会划分函数的好处，想想如果还是只有主函数和中断函数来实现的话程序会是什么样子。

其次，大家可以看到我们再把矩阵按键扫描分离出动作以后，并没有直接使用行列数所组成的数值作为分支判断执行动作的依据，而是把抽象的行列数转换为了一种叫做标准键盘键码（就是电脑键盘的编码）的数据，然后用得到的这个数据作为下一步分支判断执行动作的依据，为什么多此一举呢？有两层含义：第一，尽量让自己设计的东西（包括硬件和软件）向已有的行业规范或标准看齐，这样有助于别人理解认可你的设计，也有助于你的设计与别人的设计相对接，毕竟标准就是为此而生的嘛。第二，有助于程序的层次化而方便维护与移植，比如我们现在用的按键是44的，但如果后续又增加了一行成了45的，那么由行列数组成的编号可能就变了，我们就要在程序的各个分支中查找修改，稍不留神就会出错，而采用这种转换后，我们则只需要维护 KeyCodeMap 这样一个数组表格就行了，看上去就像是把程序的底层驱动与应用层的功能实现函数分离开了，应用层不用关心底层的实现细节，底层改变后也无需在应用层中做相应修改，两层程序之间是一种标准化的接口。这就是程序的层次化，而层次化是构建复杂系统的必备条件，那么现在就先通过简单的示例来学习一下吧。

作为初学者针对这种程序的学习方式是，先从头到尾读一到三遍，边读边理解，然后边抄边理解，彻底理解透彻后，自己尝试独立写出来。完全采用记忆模式来学习这种例程，一两个例程你可能感觉不到什么提高，当这种例程背过上百八十个的时候，厚积薄发的感觉就来了。同时，在抄读的过程中也要注意学习编程规范，这些可都是无形的财富，可以为你日后的研发工作加分的哦。

#includesbitADDR0=P1^0;sbitADDR1=P1^1;sbitADDR2=P1^2;sbitADDR3=P1^3;sbitENLED=P1^4;sbitKEY_IN_1=P2^4;sbitKEY_IN_2=P2^5;sbitKEY_IN_3=P2^6;sbitKEY_IN_4=P2^7;sbitKEY_OUT_1=P2^3;sbitKEY_OUT_2=P2^2;sbitKEY_OUT_3=P2^1;sbitKEY_OUT_4=P2^0;unsignedcharcodeLedChar[]={//数码管显示字符转换表0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};unsignedcharLedBuff[6]={//数码管显示缓冲区0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF};unsignedcharcodeKeyCodeMap[4][4]={//矩阵按键编号到标准键盘键码的映射表{0x31,0x32,0x33,0x26},//数字键1、数字键2、数字键3、向上键{0x34,0x35,0x36,0x25},//数字键4、数字键5、数字键6、向左键{0x37,0x38,0x39,0x28},//数字键7、数字键8、数字键9、向下键{0x30,0x1B,0x0D,0x27}//数字键0、ESC键、回车键、向右键};unsignedcharKeySta[4][4]={//全部矩阵按键的当前状态{1,1,1,1},{1,1,1,1},{1,1,1,1},{1,1,1,1}};voidKeyDriver();voidmain(){EA=1;//使能总中断ENLED=0;//选择数码管进行显示ADDR3=1;TMOD=0x01;//设置T0为模式1TH0=0xFC;//为T0赋初值0xFC67，定时1msTL0=0x67;ET0=1;//使能T0中断TR0=1;//启动T0LedBuff[0]=LedChar[0];//上电显示0while(1){KeyDriver();//调用按键驱动函数}}/*将一个无符号长整型的数字显示到数码管上，num-待显示数字*/voidShowNumber(unsignedlongnum){signedchari;unsignedcharbuf[6];//把长整型数转换为6位十进制的数组for(i=0;i<6;i++){buf[i]=num%10;num=num/10;}//从最高位起，遇到0转换为空格，遇到非0则退出循环for(i=5;i>=1;i--){if(buf[i]==0){LedBuff[i]=0xFF;}else{break;}}for(;i>=0;i--){//剩余低位都如实转换为数码管显示字符LedBuff[i]=LedChar[buf[i]];}}/*按键动作函数，根据键码执行相应的操作，keycode-按键键码*/voidKeyAction(unsignedcharkeycode){staticunsignedlongresult=0;//用于保存运算结果staticunsignedlongaddend=0;//用于保存输入的加数if((keycode>=0x30)&&(keycode<=0x39)){//输入0-9的数字//整体十进制左移，新数字进入个位addend=(addend*10)+(keycode-0x30);ShowNumber(addend);//运算结果显示到数码管//向上键用作加号，执行加法或连加运算}elseif(keycode==0x26){result+=addend;//进行加法运算addend=0;ShowNumber(result);//运算结果显示到数码管//回车键，执行加法运算(实际效果与加号相同)}elseif(keycode==0x0D){result+=addend;//进行加法运算addend=0;ShowNumber(result);//运算结果显示到数码管}elseif(keycode==0x1B){//Esc键，清零结果addend=0;result=0;ShowNumber(addend);//清零后的加数显示到数码管}}/*按键驱动函数，检测按键动作，调度相应动作函数，需在主循环中调用*/voidKeyDriver(){unsignedchari,j;staticunsignedcharbackup[4][4]={//按键值备份，保存前一次的值{1,1,1,1},{1,1,1,1},{1,1,1,1},{1,1,1,1}};for(i=0;i<4;i++){//循环检测4*4的矩阵按键for(j=0;j<4;j++){if(backup[i][j]!=KeySta[i][j]){//检测按键动作if(backup[i][j]!=0){//按键按下时执行动作KeyAction(KeyCodeMap[i][j]);//调用按键动作函数}backup[i][j]=KeySta[i][j];//刷新前一次的备份值}}}}/*按键扫描函数，需在定时中断中调用，推荐调用间隔1ms*/voidKeyScan(){unsignedchari;//矩阵按键扫描输出索引staticunsignedcharkeyout=0;staticunsignedcharkeybuf[4][4]={//矩阵按键扫描缓冲区{0xFF,0xFF,0xFF,0xFF},{0xFF,0xFF,0xFF,0xFF},{0xFF,0xFF,0xFF,0xFF},{0xFF,0xFF,0xFF,0xFF}};//将一行的4个按键值移入缓冲区keybuf[keyout][0]=(keybuf[keyout][0]<<1)|KEY_IN_1;keybuf[keyout][1]=(keybuf[keyout][1]<<1)|KEY_IN_2;keybuf[keyout][2]=(keybuf[keyout][2]<<1)|KEY_IN_3;keybuf[keyout][3]=(keybuf[keyout][3]<<1)|KEY_IN_4;//消抖后更新按键状态//每行4个按键，所以循环4次for(i=0;i<4;i++){//连续4次扫描值为0，即4*4ms内都是按下状态时，可认为按键已稳定的按下if((keybuf[keyout][i]&0x0F)==0x00){KeySta[keyout][i]=0;//连续4次扫描值为1，即4*4ms内都是弹起状态时，可认为按键已稳定的弹起}elseif((keybuf[keyout][i]&0x0F)==0x0F){KeySta[keyout][i]=1;}}//执行下一次的扫描输出keyout++;//输出索引递增keyout=keyout&0x03;//索引值加到4即归零//根据索引，释放当前输出引脚，拉低下次的输出引脚switch(keyout){case0:KEY_OUT_4=1;KEY_OUT_1=0;break;case1:KEY_OUT_1=1;KEY_OUT_2=0;break;case2:KEY_OUT_2=1;KEY_OUT_3=0;break;case3:KEY_OUT_3=1;KEY_OUT_4=0;break;default:break;}}/*数码管动态扫描刷新函数，需在定时中断中调用*/voidLedScan(){staticunsignedchari=0;//动态扫描的索引P0=0xFF;//显示消隐switch(i){case0:ADDR2=0;ADDR1=0;ADDR0=0;i++;P0=LedBuff[0];break;case1:ADDR2=0;ADDR1=0;ADDR0=1;i++;P0=LedBuff[1];break;case2:ADDR2=0;ADDR1=1;ADDR0=0;i++;P0=LedBuff[2];break;case3:ADDR2=0;ADDR1=1;ADDR0=1;i++;P0=LedBuff[3];break;case4:ADDR2=1;ADDR1=0;ADDR0=0;i++;P0=LedBuff[4];break;case5:ADDR2=1;ADDR1=0;ADDR0=1;i=0;P0=LedBuff[5];break;default:break;}}/*T0中断服务函数，用于数码管显示扫描与按键扫描*/voidInterruptTimer0()interrupt1{TH0=0xFC;//重新加载初值TL0=0x67;LedScan();//调用数码管显示扫描函数KeyScan();//调用按键扫描函数}