2021年07月27日 | LCD液晶显示的51单片机简单计算器

概述

LCD液晶显示的51单片机简单计算器可实现完成了两个范围在0到255的数加、减、乘、除运算，其中减法可显示负数，除法只保留整数并由LCD液晶显示。并在实验室实验箱，实现上述功能。完成该任务需要熟悉和了解控制LCD液晶屏的显示的方法，矩阵键盘读取按键值的方法、89C51系列单片机的相关知识、C51编程和数字电子技术的相关知识。

完整代码：https://download.csdn.net/download/weixin_43786907/16524021。

方案

我使用实验室试验箱的2×8矩阵键盘作为的16个按键作为输入分别为0到9、“+”、“-”、“*”、“/”、“=”与复位，由单片机计算并通过LCD显示。

矩阵键盘输入映射与设计原理

系统输入有：0到9、“+”、“-”、“”、“/”、“=”与复位对应矩阵键盘的16个按键。我将矩阵键盘16个按键赋予按键值与并且与实际意义形成映射。

矩阵键盘按键值:

矩阵键盘的输入映射:

矩阵键盘实际上是一个28的矩阵按键，在矩阵键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样10个I/O口就可以扫描2*8=16个按键是否按下。

矩阵键盘原理图:

当A端口全部为低电平，D端口的1、2引脚不全为高电平就有按键按下。当确定有按键按下后，A端口的引脚轮流输出低电平，判断D端口的1、2引脚在A端口的哪个引脚为低电平时，D端口的1、2引脚会出现低电平，从而确定哪个按键按下。具体而言，让A端口信从“11111110”到“11111101”……“01111111”循环。D端口的1、2引脚接收两位行信号。A端口八列逐列扫描，当D端口的1、2引脚有一个引脚接收到低电平时便可确定在哪一列，按键按下，再确定D端口第一位为低电平，便可确定哪一列按下。行列结合便可确定哪个按键按下。

软件设计

软件设计思路

程序运行时，首先会判断是否按键按下，若有按键按下确定是哪个按键。并在LCD上显示，按下等号后开始计算，并在LCD上显示结果，并再次判断是否有按键按下，程序循环。若按下复位，程序恢复到初始状态。

软件代码

（1）基本定义部分

#include                             //C51系列开发头文件

#include                            //绝对地址访问头文件

#define u8 unsigned char                      //类型重命名

#define u16 unsigned int                      //类型重命名

#define keymax 100                            //按键缺省值

#define Y1602C_W_CON  XBYTE[0xC000]           //LCD写命令地址

#define Y1602C_R_CON  XBYTE[0xC001]           //LCD读忙状态地址

#define Y1602C_W_Data  XBYTE[0xC002]          //LCD写数据地址

#define Y1602C_R_Data  XBYTE[0xC003]          //LCD读数据地址

xdata u8 COM_8255 _at_ 0xF003;                //8255的控制口

xdata u8 PA_8255 _at_ 0xF000;                 //8255的PA口

xdata u8 PB_8255 _at_ 0xF001;                 //8255的PB口

xdata u8 PC_8255 _at_ 0xF002;                 //8255的PC口

void InitLCD();                               //LCD初始化

void DelayXms(u8 X);                          //毫秒延时

void WR_Con(u8 ConData);                      //LCD写数据

void WR_Data(u8 wData);                       //LCD写数据

u8 AllKey();                                  //检测是否有按键按下

u8 keynum=0;                                  //按键号码

u16 a=0,b=0;                                  //当前数值与转存数值

u8 fuhao=0;                                   //符号标志1:+ 2:- 3:* 4:/

（2）延时函数

void DelayXms(u8 X)

{ u8 i,j;

i = 2*X;

do

{ j  = 250;

do

{}while(--j);

}while(--i);

}

（2）LCD相关函数

void WR_Data(u8 WData)

{ Y1602C_W_Data = WData;

while(Y1602C_R_CON & 0x80);

}//LCD写数据子程序

void WR_Con(u8 ConData)

{ Y1602C_W_CON = ConData;

while(Y1602C_R_CON & 0x80);

}//LCD写指令子程序

void InitLCD()

{ DelayXms(5);        

WR_Con(0x38);       //写指令，5*7点阵，8位CPU接口    

WR_Con(0x0C);       //设定为整体显示，光标不显示

WR_Con(0x06);       //设定光标正向移动

WR_Con(0x01);        //清屏

WR_Con(0X80);        //显示初始位置

}//LCD初始化

（3）按键与显示相关函数

u8 AllKey()

{ PB_8255 = 0x0; //全"0"->扫描口

return ~PC_8255 & 0x3; //读键状态, 取低二位

}//判断是否有按键按下，返回0无按键按下

u8 keyi()

{

u8 i;

u8 j=keymax;                                    //设置键值为缺省值

if (AllKey()!=0)                                //判断有无按键按下

{

DelayXms(10);

if (AllKey()!=0)                            //消抖再判断

{

i = 0xfe;                        //设置行扫描初值为00000001

j=0;                                    //按键初值为0

while(i!=0xff)

{

PB_8255 = i;

if((PC_8255&0x1)==0)

{                             //0行有键闭合

break;

}

else if((PC_8255&0x2)==0)

{   //1行有键闭合

j+=8;                  //按键值加8

break;

}

j++; //按键值加1

i=((i<<1)|1);             //行扫描

}

}

while((AllKey()!=0));                      //等待按键松开

}

if(j<10)                                      //为数值

{

WR_Data((j+'0'));                     //数值转化为对应ASCII码

}

if(j==10)

{

WR_Data('+');                        //显示“+”

}

if(j==11)

{

WR_Data('-');                       //显示“-”

}

if(j==12)

{

WR_Data('*');                      //显示“*”

}

if(j==13)

{

WR_Data('/');                      //显示“/”

}

if(j==14)

{

WR_Data('=');                      //显示“=”

}

if(j==15)

{

WR_Data(' ');                      //显示“空”

}

return j;

}//返回按键值并通过LCD显示映射值

（4）运算处理函数

void calculate()

{

u8 i,j,k;

u16 c;

u8 jieguo[10];

if(keynum<10)                                //数字处理

{

a=10*a+keynum;                           //原数值*10+现数值

keynum=keymax;                           //按值设为缺省

}

  else if(keynum==10)                        //按键为“+”号

    {

   b=a;

   a=0;

   fuhao=1;

   keynum=keymax;

  }

    else if(keynum==11)                       //按键为“”号

{

  b=a;

  a=0;

  fuhao=2;

  keynum=keymax;

   }

   else if(keynum==12)                   //按键为“*”号

    {

   b=a;

   a=0;

   fuhao=3;

   keynum=keymax;

    }

else if(keynum==13)                 //按键为“/”号

{

b=a;

a=0;

fuhao=4;

keynum=keymax;

}

   else if(keynum==14)                   //按键为“=”号

{

             if(fuhao==1)                          //加法处理

               c=b+a;

if(fuhao==2)

{

if(b {

WR_Data('-');        //减法处理考虑负数

c=a-b;

}

else

       c=b-a;

}

if(fuhao==3)               //乘法处理考虑负数

c=a*b;

if(fuhao==4)               //除法处理

  (unsigned int)c=b/a;

        if(c==0)                  //得数为0特殊处理

WR_Data('0');

else

{

         for(i=0;c>0;i++)         //得数显示

{

j=c%10;

                                 c=c/10;

jieguo[i]=j;

    }

k=i;

for(j=0,i=i-1;j {

WR_Data((jieguo[i]+'0'));

}

}

a=0;b=0;fuhao=0;  //计算完毕，回到初始值

}

        if(keynum==15)                     //复位，回到初始值

{

a=0;

b=0;

fuhao=0;

InitLCD();

   }

}

（5）主函数

void main()

{

    COM_8255 = 0x89; //8255设置

InitLCD();                         //LCD初始化

while(1)

{

keynum=keyi();                  //读取键值

calculate();                   //运算

}

}

完整代码：https://download.csdn.net/download/weixin_43786907/16524021