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八（8）简易加法计算器

　　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 4*4 的，但如果后续又增加了一行成了 4*5 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。

 
  1. #include <reg52.h>  
  2.   
  3. sbit ADDR0 = P1^0;  
  4. sbit ADDR1 = P1^1;  
  5. sbit ADDR2 = P1^2;  
  6. sbit ADDR3 = P1^3;  
  7. sbit ENLED = P1^4;  
  8. sbit KEY_IN_1 = P2^4;  
  9. sbit KEY_IN_2 = P2^5;  
  10. sbit KEY_IN_3 = P2^6;  
  11. sbit KEY_IN_4 = P2^7;  
  12. sbit KEY_OUT_1 = P2^3;  
  13. sbit KEY_OUT_2 = P2^2;  
  14. sbit KEY_OUT_3 = P2^1;  
  15. sbit KEY_OUT_4 = P2^0;  
  16.   
  17. unsigned char code LedChar[] = { //数码管显示字符转换表  
  18.     0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8,  
  19.     0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xC6, 0xA1, 0x86, 0x8E  
  20. };  
  21. unsigned char LedBuff[6] = { //数码管显示缓冲区  
  22.     0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF  
  23. };  
  24. unsigned char code KeyCodeMap[4][4] = { //矩阵按键编号到标准键盘键码的映射表  
  25.     { 0x31, 0x32, 0x33, 0x26 }, //数字键 1、数字键 2、数字键 3、向上键  
  26.     { 0x34, 0x35, 0x36, 0x25 }, //数字键 4、数字键 5、数字键 6、向左键  
  27.     { 0x37, 0x38, 0x39, 0x28 }, //数字键 7、数字键 8、数字键 9、向下键  
  28.     { 0x30, 0x1B, 0x0D, 0x27 } //数字键 0、ESC 键、 回车键、 向右键  
  29. };  
  30. unsigned char KeySta[4][4] = { //全部矩阵按键的当前状态  
  31.     {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}  
  32. };  
  33.   
  34. void KeyDriver();  
  35. void main(){  
  36.     EA = 1;  //使能总中断  
  37.     ENLED = 0;  //选择数码管进行显示  
  38.     ADDR3 = 1;  
  39.     TMOD = 0x01; //设置 T0 为模式 1  
  40.     TH0 = 0xFC; //为 T0 赋初值 0xFC67，定时 1ms  
  41.     TL0 = 0x67;  
  42.     ET0 = 1; //使能 T0 中断  
  43.     TR0 = 1; //启动 T0  
  44.     LedBuff[0] = LedChar[0]; //上电显示 0  
  45.      
  46.     while (1){  
  47.         KeyDriver();  //调用按键驱动函数  
  48.     }  
  49. }  
  50. /* 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 */  
  51. void ShowNumber(unsigned long num){  
  52.     signed char i;  
  53.     unsigned char buf[6];  
  54.     //把长整型数转换为 6 位十进制的数组  
  55.     for (i=0; i<6; i++){  
  56.         buf[i] = num % 10;  
  57.         num = num / 10;  
  58.     }  
  59.     //从最高位起，遇到 0 转换为空格，遇到非 0 则退出循环  
  60.     for (i=5; i>=1; i--){  
  61.         if (buf[i] == 0){  
  62.             LedBuff[i] = 0xFF;  
  63.         }else{  
  64.             break;  
  65.         }  
  66.     }  
  67.     for ( ; i>=0; i--){ //剩余低位都如实转换为数码管显示字符  
  68.         LedBuff[i] = LedChar[buf[i]];  
  69.     }  
  70. }  
  71. /* 按键动作函数，根据键码执行相应的操作，keycode-按键键码 */  
  72. void KeyAction(unsigned char keycode){  
  73.     static unsigned long result = 0; //用于保存运算结果  
  74.     static unsigned long addend = 0; //用于保存输入的加数  
  75.      
  76.     if ((keycode>=0x30) && (keycode<=0x39)){ //输入 0-9 的数字  
  77.         //整体十进制左移，新数字进入个位  
  78.         addend = (addend*10)+(keycode-0x30);  
  79.         ShowNumber(addend); //运算结果显示到数码管  
  80.         //向上键用作加号，执行加法或连加运算  
  81.     }else if (keycode == 0x26){  
  82.         result += addend;  //进行加法运算  
  83.         addend = 0;  
  84.         ShowNumber(result);  //运算结果显示到数码管  
  85.         //回车键，执行加法运算(实际效果与加号相同)  
  86.     }else if (keycode == 0x0D){  
  87.         result += addend;  //进行加法运算  
  88.         addend = 0;  
  89.         ShowNumber(result); //运算结果显示到数码管  
  90.     }else if (keycode == 0x1B){ //Esc 键，清零结果  
  91.         addend = 0;  
  92.         result = 0;  
  93.         ShowNumber(addend); //清零后的加数显示到数码管  
  94.     }  
  95. }  
  96. /* 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 */  
  97. void KeyDriver(){  
  98.     unsigned char i, j;  
  99.     static unsigned char backup[4][4] = { //按键值备份，保存前一次的值  
  100.         {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}  
  101.     };  
  102.      
  103.     for (i=0; i<4; i++){ //循环检测 4*4 的矩阵按键  
  104.         for (j=0; j<4; j++){  
  105.             if (backup[i][j] != KeySta[i][j]){ //检测按键动作  
  106.                 if (backup[i][j] != 0){ //按键按下时执行动作  
  107.                     KeyAction(KeyCodeMap[i][j]); //调用按键动作函数  
  108.                 }  
  109.                 backup[i][j] = KeySta[i][j];//刷新前一次的备份值  
  110.             }  
  111.         }  
  112.     }  
  113. }  
  114. /* 按键扫描函数，需在定时中断中调用，推荐调用间隔 1ms */  
  115. void KeyScan(){  
  116.     unsigned char i;  
  117.     //矩阵按键扫描输出索引  
  118.     static unsigned char keyout = 0;  
  119.      
  120.     static unsigned char keybuf[4][4] = { //矩阵按键扫描缓冲区  
  121.         {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF},  
  122.         {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}  
  123.     };  
  124.     //将一行的 4 个按键值移入缓冲区  
  125.     keybuf[keyout][0] = (keybuf[keyout][0] << 1) | KEY_IN_1;  
  126.     keybuf[keyout][1] = (keybuf[keyout][1] << 1) | KEY_IN_2;  
  127.     keybuf[keyout][2] = (keybuf[keyout][2] << 1) | KEY_IN_3;  
  128.     keybuf[keyout][3] = (keybuf[keyout][3] << 1) | KEY_IN_4;  
  129.     //消抖后更新按键状态  
  130.     //每行 4 个按键，所以循环 4 次  
  131.     for (i=0; i<4; i++){  
  132.         //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  
  133.         if ((keybuf[keyout][i] & 0x0F) == 0x00){  
  134.             KeySta[keyout][i] = 0;  
  135.         //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  
  136.         }else if ((keybuf[keyout][i] & 0x0F) == 0x0F){  
  137.             KeySta[keyout][i] = 1;  
  138.         }  
  139.     }  
  140.     //执行下一次的扫描输出  
  141.     keyout++; //输出索引递增  
  142.     keyout = keyout & 0x03; //索引值加到 4 即归零  
  143.     //根据索引，释放当前输出引脚，拉低下次的输出引脚  
  144.     switch (keyout){  
  145.         case 0: KEY_OUT_4 = 1; KEY_OUT_1 = 0; break;  
  146.         case 1: KEY_OUT_1 = 1; KEY_OUT_2 = 0; break;  
  147.         case 2: KEY_OUT_2 = 1; KEY_OUT_3 = 0; break;  
  148.         case 3: KEY_OUT_3 = 1; KEY_OUT_4 = 0; break;  
  149.         default: break;  
  150.     }  
  151. }  
  152. /* 数码管动态扫描刷新函数，需在定时中断中调用 */  
  153. void LedScan(){  
  154.     static unsigned char i = 0; //动态扫描的索引  
  155.     P0 = 0xFF; //显示消隐  
  156.      
  157.     switch (i){  
  158.         case 0: ADDR2=0; ADDR1=0; ADDR0=0; i++; P0=LedBuff[0]; break;  
  159.         case 1: ADDR2=0; ADDR1=0; ADDR0=1; i++; P0=LedBuff[1]; break;  
  160.         case 2: ADDR2=0; ADDR1=1; ADDR0=0; i++; P0=LedBuff[2]; break;  
  161.         case 3: ADDR2=0; ADDR1=1; ADDR0=1; i++; P0=LedBuff[3]; break;  
  162.         case 4: ADDR2=1; ADDR1=0; ADDR0=0; i++; P0=LedBuff[4]; break;  
  163.         case 5: ADDR2=1; ADDR1=0; ADDR0=1; i=0; P0=LedBuff[5]; break;  
  164.         default: break;  
  165.     }  
  166. }  
  167. /* T0 中断服务函数，用于数码管显示扫描与按键扫描 */  
  168. void InterruptTimer0() interrupt 1{  
  169.     TH0 = 0xFC; //重新加载初值  
  170.     TL0 = 0x67;  
  171.     LedScan(); //调用数码管显示扫描函数  
  172.     KeyScan(); //调用按键扫描函数  
  173. }  
永不止步步 发表于01-28 10:56 浏览65535次
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