2021年11月09日 | 51单片机实现带数码管显示的加法简易计算器

一、使用proteus绘制简单的电路图，用于后续仿真

二、编写程序

/********************************************************************************************************************

---- @Project: LED-74HC595

---- @File: main.c

---- @Edit: ZHQ

---- @Version: V1.0

---- @CreationTime: 20200701

---- @ModifiedTime: 20200701

---- @Description: 数字1键对应S1键，数字2键对应S2键，数字3键对应S3键…. 数字9键对应S9键, 数字0键对应S10键。加号键对应S13，等于号键对应S14，清除复位按键对应S16。其它按键不用。

---- 常用的加法计算器功能。有连加功能。

---- 本程序有2个窗口。

---- 第1个窗口：原始数据和运算结果窗口。  比如加法运算中的被加数

---- 第2个窗口：第二个参与运行的数据窗口。比如加法运算中的加数

---- 单片机：AT89C52

********************************************************************************************************************/

#include "reg52.h"

/*——————宏定义——————*/

#define FOSC 11059200L

#define T1MS (65536-FOSC/12/500)   /*0.5ms timer calculation method in 12Tmode*/

#define const_voice_short 40 /*蜂鸣器短叫的持续时间*/

#define const_voice_long 900 /*蜂鸣器长叫的持续时间*/

#define const_key_time 9 /*按键去抖动延时的时间*/

#define const_1s  96 /*大概产生一秒钟的时间基准*/

/*——————变量函数定义及声明——————*/

/*定义数码管的74HC595*/

sbit Dig_Hc595_Sh = P2^0;

sbit Dig_Hc595_St = P2^1;

sbit Dig_Hc595_Ds = P2^2;

/*定义蜂鸣器*/

sbit Beep = P2^7;

/*作为中途暂停指示灯 亮的时候表示中途暂停*/

sbit LED = P3^5;

/*定义按键*/

sbit Key_S1 = P0^0; /*第一行输入*/

sbit Key_S2 = P0^1; /*第二行输入*/

sbit Key_S3 = P0^2; /*第三行输入*/

sbit Key_S4 = P0^3; /*第四行输入*/

sbit Key_D1 = P0^4; /*第一列输入*/

sbit Key_D2 = P0^5; /*第二列输入*/

sbit Key_D3 = P0^6; /*第三列输入*/

sbit Key_D4 = P0^7; /*第四列输入*/

unsigned char ucKeyStep = 1; /*按键扫描步骤变量*/

unsigned int uiKeyTimeCnt = 0; /*按键去抖动延时计数器*/

unsigned char ucKeyLock = 0; /*按键触发后自锁的变量标志*/

unsigned char ucRowRecord = 1; /*记录当前扫描到第几列了*/

unsigned char ucKeySec = 0; /*被触发的按键编号*/

unsigned char ucDigShow8 = 0;   /*第8位数码管要显示的内容*/

unsigned char ucDigShow7 = 0;   /*第7位数码管要显示的内容*/

unsigned char ucDigShow6 = 0;   /*第6位数码管要显示的内容*/

unsigned char ucDigShow5 = 0;   /*第5位数码管要显示的内容*/

unsigned char ucDigShow4 = 0;   /*第4位数码管要显示的内容*/

unsigned char ucDigShow3 = 0;   /*第3位数码管要显示的内容*/

unsigned char ucDigShow2 = 0;   /*第2位数码管要显示的内容*/

unsigned char ucDigShow1 = 0;   /*第1位数码管要显示的内容*/

unsigned char ucDigDot1 = 0;

unsigned char ucDigDot2 = 0;

unsigned char ucDigDot3 = 0;

unsigned char ucDigDot4 = 0;

unsigned char ucDigDot5 = 0;

unsigned char ucDigDot6 = 0;

unsigned char ucDigDot7 = 0;

unsigned char ucDigDot8 = 0;

unsigned char ucDigShowTemp = 0; /*临时中间变量*/

unsigned char ucDisplayDriveStep = 1; /*动态扫描数码管的步骤变量*/

unsigned char ucWd = 1; /*本程序的核心变量，窗口显示变量。类似于一级菜单的变量。代表显示不同的窗口。*/

unsigned char ucDisplayUpdate = 1; /*更新显示标志*/

unsigned long ulSource = 0; /*原始数据    比如在加法运算中的被加数*/

unsigned long ulOther = 0; /*另外一个参与运算的数据  比如在加法运算中的加数*/

unsigned long ulResult = 0; /*运算结果*/

unsigned char ucOperator = 0; /*运行符号。0代表当前没有选择运行符号。1代表当前的运算符是加法。*/

unsigned int uiVoiceCnt = 0; /*蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器*/

void Dig_Hc595_Drive(unsigned char, unsigned char);

/*根据原理图得出的共阴数码管字模表*/

code unsigned char Dig_Table[] =

{

0x3f,  /*0       序号0*/

0x06,  /*1       序号1*/

0x5b,  /*2       序号2*/

0x4f,  /*3       序号3*/

0x66,  /*4       序号4*/

0x6d,  /*5       序号5*/

0x7d,  /*6       序号6*/

0x07,  /*7       序号7*/

0x7f,  /*8       序号8*/

0x6f,  /*9       序号9*/

0x00,  /*不显示  序号10*/

0x40,  /*-    序号11*/

0x73,  /*P       序号12*/

};

/**

* @brief  定时器0初始化函数

* @param  无

* @retval 初始化T0

**/

void Init_T0(void)

{

TMOD = 0x01;                    /*set timer0 as mode1 (16-bit)*/

TL0 = T1MS;                     /*initial timer0 low byte*/

TH0 = T1MS >> 8;                /*initial timer0 high byte*/

}

/**

* @brief  外围初始化函数

* @param  无

* @retval 初始化外围

* 让数码管显示的内容转移到以下几个变量接口上，方便以后编写更上一层的窗口程序。

* 只要更改以下对应变量的内容，就可以显示你想显示的数字。

**/

void Init_Peripheral(void)

{

ET0 = 1;/*允许定时中断*/

TR0 = 1;/*启动定时中断*/

EA = 1;/*开总中断*/  

}

/**

* @brief  初始化函数

* @param  无

* @retval 初始化单片机

**/

void Init(void)

{

LED = 1;

Beep = 1;

Dig_Hc595_Drive(0x00, 0x00); /*关闭所有经过另外两个74HC595驱动的LED灯*/

Init_T0();

}

/**

* @brief  延时函数

* @param  无

* @retval 无

**/

void Delay_Long(unsigned int uiDelayLong)

{

   unsigned int i;

   unsigned int j;

   for(i=0;i   {

      for(j=0;j<500;j++)  /*内嵌循环的空指令数量*/

          {

             ; /*一个分号相当于执行一条空语句*/

          }

   }

}

/**

* @brief  延时函数

* @param  无

* @retval 无

**/

void Delay_Short(unsigned int uiDelayShort)

{

   unsigned int i;

   for(i=0;i   {

; /*一个分号相当于执行一条空语句*/

   }

}

/**

* @brief  显示数码管字模的驱动函数

* @param  无

* @retval 动态驱动数码管的原理

* 在八位数码管中，在任何一个瞬间，每次只显示其中一位数码管，另外的七个数码管

* 通过设置其公共位com为高电平来关闭显示，只要切换画面的速度足够快，人的视觉就分辨不出来，感觉八个数码管

* 是同时亮的。以下dig_hc595_drive(xx,yy）函数，其中第一个形参xx是驱动数码管段seg的引脚，第二个形参yy是驱动

* 数码管公共位com的引脚。

**/

void Display_Drive(void)

{

switch(ucDisplayDriveStep)

{

case 1: /*显示第1位*/

ucDigShowTemp = Dig_Table[ucDigShow1];

if(ucDigDot1 == 1)

{

ucDigShowTemp = ucDigShowTemp | 0x80; /*显示小数点*/

}

Dig_Hc595_Drive(ucDigShowTemp, 0xfe);

break;

case 2: /*显示第2位*/

ucDigShowTemp = Dig_Table[ucDigShow2];

if(ucDigDot2 == 1)

{

ucDigShowTemp = ucDigShowTemp | 0x80; /*显示小数点*/

}

Dig_Hc595_Drive(ucDigShowTemp, 0xfd);

break;

case 3: /*显示第3位*/

ucDigShowTemp = Dig_Table[ucDigShow3];

if(ucDigDot3 == 1)

{

ucDigShowTemp = ucDigShowTemp | 0x80; /*显示小数点*/

}

Dig_Hc595_Drive(ucDigShowTemp, 0xfb);

break;

case 4: /*显示第4位*/

ucDigShowTemp = Dig_Table[ucDigShow4];

if(ucDigDot4 == 1)

{

ucDigShowTemp = ucDigShowTemp | 0x80; /*显示小数点*/

}

Dig_Hc595_Drive(ucDigShowTemp, 0xf7);

break;

case 5: /*显示第5位*/

ucDigShowTemp = Dig_Table[ucDigShow5];

if(ucDigDot5 == 1)

{

ucDigShowTemp = ucDigShowTemp | 0x80; /*显示小数点*/

}

Dig_Hc595_Drive(ucDigShowTemp, 0xef);

break;

case 6: /*显示第6位*/

ucDigShowTemp = Dig_Table[ucDigShow6];

if(ucDigDot6 == 1)

{

ucDigShowTemp = ucDigShowTemp | 0x80; /*显示小数点*/

}

Dig_Hc595_Drive(ucDigShowTemp, 0xdf);

break;

case 7: /*显示第7位*/

ucDigShowTemp = Dig_Table[ucDigShow7];

if(ucDigDot7 == 1)

{

ucDigShowTemp = ucDigShowTemp | 0x80; /*显示小数点*/

}

Dig_Hc595_Drive(ucDigShowTemp, 0xbf);

break;

case 8: /*显示第8位*/

ucDigShowTemp = Dig_Table[ucDigShow8];

if(ucDigDot8 == 1)

{

ucDigShowTemp = ucDigShowTemp | 0x80; /*显示小数点*/

}

Dig_Hc595_Drive(ucDigShowTemp, 0x7f);

break;

}

ucDisplayDriveStep ++; /*逐位显示*/

if(ucDisplayDriveStep > 8) /*扫描完8个数码管后，重新从第一个开始扫描*/

{

ucDisplayDriveStep = 1;

}

}

/**

* @brief  数码管的595驱动函数

* @param  无

* @retval 

* 如果直接是单片机的IO口引脚驱动的数码管，由于驱动的速度太快，此处应该适当增加一点delay延时或者

* 用计数延时的方式来延时，目的是在八位数码管中切换到每位数码管显示的时候，都能停留一会再切换到其它

* 位的数码管界面，这样可以增加显示的效果。但是，由于是间接经过74HC595驱动数码管的，

* 在单片机驱动74HC595的时候，dig_hc595_drive函数本身内部需要执行很多指令，已经相当于delay延时了，

* 因此这里不再需要加delay延时函数或者计数延时。

**/

void Dig_HC595_Drive(unsigned char ucDigStatusTemp16_09, unsigned char ucDigStatusTemp08_01)

{

unsigned char i;

unsigned char ucTempData;

Dig_Hc595_Sh = 0;

Dig_Hc595_St = 0;

ucTempData = ucDigStatusTemp16_09; /*先送高8位*/

for(i = 0; i < 8; i ++)

{

if(ucTempData >= 0x80)

{

Dig_Hc595_Ds = 1;

}

else

{

Dig_Hc595_Ds = 0;

}

/*注意，此处的延时delay_short必须尽可能小，否则动态扫描数码管的速度就不够。*/

Dig_Hc595_Sh = 0; /*SH引脚的上升沿把数据送入寄存器*/

Delay_Short(1); 

Dig_Hc595_Sh = 1;

Delay_Short(1);

ucTempData = ucTempData <<1;

}

ucTempData = ucDigStatusTemp08_01; /*再先送低8位*/

for(i = 0; i < 8; i ++)

{

if(ucTempData >= 0x80)

{

Dig_Hc595_Ds = 1;

}

else

{

Dig_Hc595_Ds = 0;

}

Dig_Hc595_Sh = 0; /*SH引脚的上升沿把数据送入寄存器*/

Delay_Short(1); 

Dig_Hc595_Sh = 1;

Delay_Short(1);

ucTempData = ucTempData <<1;

}

Dig_Hc595_St = 0; /*ST引脚把两个寄存器的数据更新输出到74HC595的输出引脚上并且锁存起来*/

Delay_Short(1);

Dig_Hc595_St = 1;

Delay_Short(1);

Dig_Hc595_Sh = 0; /*拉低，抗干扰就增强*/

Dig_Hc595_St = 0;

Dig_Hc595_Ds = 0;

}

/**

* @brief  扫描按键

* @param  无

* @retval 放在定时中断里

**/

void Key_Scan(void)

{

switch(ucKeyStep)

{

case 1: /*按键扫描输出第ucRowRecord列低电平*/

if (ucRowRecord == 1) /*第一列输出低电平*/

{

Key_D1 = 0;

Key_D2 = 1;

Key_D3 = 1;

Key_D4 = 1;

}

else if(ucRowRecord == 2) /*第二列输出低电平*/

{

Key_D1 = 1;

Key_D2 = 0;

Key_D3 = 1;

Key_D4 = 1;

}

else if(ucRowRecord == 3) /*第三列输出低电平*/

{

Key_D1 = 1;

Key_D2 = 1;

Key_D3 = 0;

Key_D4 = 1;

}

else if(ucRowRecord == 4) /*第四列输出低电平*/

{

Key_D1 = 1;

Key_D2 = 1;

Key_D3 = 1;

Key_D4 = 0;

}

uiKeyTimeCnt = 0; /*延时计数器清零*/

ucKeyStep ++; /*切换到下一个运行步骤*/

break;

case 2: /*此处的小延时用来等待刚才列输出信号稳定，再判断输入信号。不是去抖动延时。*/

uiKeyTimeCnt ++;

if(uiKeyTimeCnt > 1)

{

uiKeyTimeCnt = 0;

ucKeyStep ++; /*切换到下一个运行步骤*/

}

break;

case 3:

if(Key_S1 == 1 && Key_S2 == 1 && Key_S3 == 1 && Key_S4 == 1)

{

ucKeyStep = 1; /*如果没有按键按下，返回到第一个运行步骤重新开始扫描*/

ucKeyLock = 0; /*按键自锁标志清零*/

uiKeyTimeCnt = 0; /*按键去抖动延时计数器清零*/

ucRowRecord ++; /*输出下一列*/

if(ucRowRecord > 4)

{

ucRowRecord = 1; /*依次输出完四列之后，继续从第一列开始输出低电平*/

}

}

else if(ucKeyLock == 0) /*有按键按下，且是第一次触发*/

{

if(Key_S1 == 0 && Key_S2 == 1 && Key_S3 == 1 && Key_S4 == 1)

{

uiKeyTimeCnt ++;

if(uiKeyTimeCnt > const_key_time)

{

uiKeyTimeCnt = 0;

ucKeyLock = 1;

if(ucRowRecord == 1) /*第一列输出低电平*/

{

ucKeySec = 1; /*触发1号键*/

}

else if(ucRowRecord == 2) /*第二列输出低电平*/

{

ucKeySec = 2; /*触发2号键*/

}

else if(ucRowRecord == 3) /*第三列输出低电平*/

{

ucKeySec = 3; /*触发3号键*/

}

else /*第四列输出低电平*/

{

ucKeySec = 4; /*触发4号键*/