嵌入式设计应用
本文设计基于AT89S52单片机的简易计算器。它的功能是：
（1）计算器至少能正常显示8位数。
（2）卡机时，显示0。第一次按下时，显示D1；第二次按下时，显示D1D2。
（3）计算器能对整数进行简单的加、减、乘、除四则运算，在做除法时能自动舍去小数部分。
（4）运算结果超过可显示的位数时能进行出错提示。
计算器以AT89S52单片机为核心芯片，通过扫描键盘来得到数据，另外通过CPU将得到的数据按要求进行运算并将结果送到显示电路进行显示。
基于AT89S52单片机的简易计算器由电源电路、单片机主控电路、按键电路、显示电路和复位电路几部分组成，框图组成如下图所示。
基于AT89S52单片机的简易计算器系统框图
基于AT89S52单片机简易计算器电路原理图
由于本设计主要是算法问题，所以程序采用C语言编写。主函数对单片机进行初始化，并不断调用扫描函数和运算函数。显示函数采用1ms定时中断来对显示数据进行实时跟新。基于AT89S52单片机简易计算器程序流程图如下图所示。
简易计算器程序流程图
#include P #include《》
#define LEDS 8
/***按键程序***/ char keyscan（）;
/***显示程序***/ void display（）;
char dsp［9］={0，0，12，12，12，12，12，12，12}; //初始化显示数组
/***计算程序***/
void calculate（char k，char c1［8］，char c2［8］）;
/***片选***/
unsigned char code Select［］=
{0x01，0x02，0x04，0x08，0x10，0x20，0x40，0x80};
/***码选***/
unsigned char code LED_CODES［］=
{0xC0，0xF9，0xA4，0xB0，0x99，
//0-4
0x92，0x82，0xF8，0x80，0x90， //5-9
0x86，0xAF，0xFF，0x7F，0xBF，}; //E，r，空格，。，-
/***main函数***/
void main（void） {
char i，j，k，c;
char a［8］，b［8］;
/***定时1ms***/
TMOD=0;
TL0=-（1000/256）;
TH0=-（1000%256）;
EA = 1; //总中断开关
ET0 = 1; //开中断
TR0 = 1; //启用计数器0
KSC:do {
for（i=1;i《9;i++） //数字录入循环 {
dsp［0］=keyscan（）;
if（c==2&&dsp［0］《10）
//此段代码验证是否有旧的计算结果在显示，且不
再参与新计算
{
dsp［1］=dsp［0］;
for（j=2;j《9;j++）
dsp［j］=12;
c=0;
}
else if（c==2&&dsp［0］》9） //旧的计算结果将参与新的计算，作为第一个数
{ c=0; }
if（dsp［0］==0&&dsp［1］==0&&dsp［2］==12） //个位为0且十位为空时按下0，按键无
效，跳回KSC等待正确输入 {
/***goto跳转标志***/ goto KSC;
}
else if（dsp［0］》9） break; //有操作符按下，跳出数字录入循环
else
{
for（j=i;j》0;j--）
dsp［j］=dsp［j-1］; //移位，以正确显示数字 }
}
if（i==9） //判断是否输入8个有效数字，是则等待操作符，否则直接判断操作符 {
do //使用do while无论是否第一个数都取一次操作符 {
dsp［0］=keyscan（）;
//获取操作符号
if（dsp［0］==14||dsp［0］《10） //按下C或者第9位数字清零
{
单片机系统开发与应用工程实习计报告
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dsp［1］=0;
for（i=2;i《9;i++）
dsp［i］=12; c=0;
}
}
while（（dsp［0］==15）&&（c==0））;
//等号被按下，等待新的操作符（仅对
第一个数字有效）
}
else if（dsp［0］==14） //按下C清零
{
dsp［1］=0;
for（i=2;i《9;i++）
dsp［i］=12;
c=0;
}
while（dsp［0］==15&&c==0）
//未输满8位且是第一个数字即按下等号，等
待非等号操作符 {
dsp［0］=keyscan（）;
//获取操作符号
if（dsp［0］==14||dsp［0］《10） //按下C或者数字都进行清零，重新输入a
{
dsp［0］=14; //将dsp［0］置为14，防止因数字清零未能拦截
dsp［1］=0;
for（i=2;i《9;i++）
dsp［i］=12;
c=0;
}
}
}while（dsp［0］==14）; //数字输入未完成即按下C，重新等待输入
do
{
if（c==0） //没有数字输入 { k=dsp［0］;
//存计算符（循环内已排除C、＝、数字）
for（i=0;i《8;i++） //将第一个数存入a［8］ {
a［i］=dsp［i+1］;
}
dsp［1］=0;
//清零
for（i=2;i《9;i++） dsp［i］=12; c=1;
//已输入a
/***goto跳转标志***/ goto KSC;
}
else if（c==1） {
for（i=0;i《8;i++） //将第二个数存入b［8］ {
b［i］=dsp［i+1］; }
c=2;
//已输入b
if（dsp［0］！=15） //b输完后操作符不是等号
{
calculate（k，a，b）;
for（i=0;i《8;i++） //将计算结果存入a［8］，a值更新 {
a［i］=dsp［i+1］;
}
k=dsp［0］; //更新计算符
c=1;
/***goto跳转标志***/ goto KSC; }
}
}while（（dsp［0］==15）&&（c《2））; //直到ab输入完成且按下等号
calculate（k，a，b）; //进行最后计算
/***goto跳转标志***/
goto KSC; //跳回KSC，等待新一轮计算 while（1）; //防止程序跑飞
}
char keyscan（） {
char KeyL;
char KeyR;
char j;
do
{
do
{
P3=0xF0;
P3=P3|0xF0;//行扫描11110000
if（P3！=0xF0）
{
KeyL=P3;
P3=0x0F;
P3=P3|0x0F;//列扫描00001111
KeyR=P3;
}
}
while（KeyL==0xF0||KeyR==0x0F）;
for（j=0;j《12;j++） //延时0.001s=1ms
{;}
}while（P3！=0x0F）;
switch（KeyL&KeyR） {
case 0x28：{return 0;break;}
case 0x11：{return 1;break;}
case 0x21：{return 2;break;}
case 0x41：{return 3;break;}
case 0x12：{return 4;break;}
case 0x22：{return 5;break;} case 0x42：{return 6;break;} case 0x14：{return 7;break;} case 0x24：{return 8;break;}
case 0x44：{return 9;break;}
case 0x81：{return 10;break;}//加法（第一行，第四列）
case 0x82：{return 11;break;}//减法（第二行，第四列）
case 0x84：{return 12;break;}//乘法（第三行，第四列）
case 0x88：{return 13;break;}//除法（第四行，第四列）
case 0x18：{return 14;break;}//清零（第四行，第一列）
case 0x48：{return 15;break;}//计算结果（第四行，第三列） }
}
void display（） interrupt 1 using 1 //利用定时器中断实现间时显示
{
char i，j，h;
ET0=0;
for（j=8;j》0;j--） //扫描8次 {
for（i=7;i》=0;i--） //从高位到低位扫描显示 { P2=1;
P1=LED_CODES［dsp［8-i］］;
P2=Select［i］;
for（h=0;h《8;h++）
{
;} }
}
TL0=-（1000/256）;
TH0=-（1000%256）;
ET0=1;
}
void calculate（char k，char a［8］，char b［8］） {
char r［8］;
long i，x，y;
i=0;
x=0;
y=0;
for（i=7;i》0;i--） //数值转化，将代表空格的12转化为数字0，因为个位不显示空格，默认为0，所以不转化 {
while（a［i］==12）a［i］=0;
while（b［i］==12）b［i］=0;
}
x=a［4］;
x=10000*x;
x=x+a［0］+a［1］*10+a［2］*100+a［3］*1000+a［5］*100000+a［6］*1000000+a［7］*10000000;
y=b［4］;
y=10000*y;
y=y+b［0］+b［1］*10+b［2］*100+b［3］*1000+b［5］*100000+b［6］*1000000+b［7］*10000000;
if（k==10）//加法运算 {
x=x+y;
if（x》99999999） //大于8位，显示“Err”
{
r［0］=11; //r
r［1］=11; //r
r［2］=10; //E
r［3］=12; //空格
r［4］=12;
r［5］=12;
r［6］=12
; r［7］=12;
}
else {
r［0］=x%10;
r［1］=（x%100）/10;
r［2］=（x%1000）/100;
r［3］=（x%10000）/1000;
r［4］=（x%100000）/10000;
r［5］=（x%1000000）/100000;
r［6］=（x%10000000）/1000000;
r［7］=x/10000000;
}
}
if（k==11）//减法运算 {
if（x
x=y-x;
if（x》9999999）
{
r［0］=11; //r
r［1］=11; //r
r［2］=10; //E
r［3］=12; //空格
r［4］=12;
r［5］=12;
r［6］=12;
r［7］=12;
}
else {
r［0］=x%10;
r［1］=（x%100）/10;
r［2］=（x%1000）/100;
r［3］=（x%10000）/1000;
r［4］=（x%100000）/10000;
r［5］=（x%1000000）/100000;
r［6］=（x%10000000）/1000000;
r［7］=x/10000000;
for（i=7;i》0;i--） //将有效数字的高一位转化为－号
{
if（r［i］==0&&r［i-1］！=0） { r［i］=14; break; }
}
}
}
else { x=x-y; r［0］=x%10; r［1］=（x%100）/10; r［2］=（x%1000）/100; r［3］=（x%10000）/1000; r［4］=（x%100000）/10000; r［5］=（x%1000000）/100000; r［6］=（x%10000000）/1000000; r［7］=x/10000000; }
}
if（k==12）//乘法运算
{
i=x; x=x*y;
if（y==0）
{
x=0;
}
else if（x》99999999||x
{
r［0］=11; //r
r［1］=11; //r
r［2］=10; //E
r［3］=12; //空格
r［4］=12;
r［5］=12;
r［6］=12;
r［7］=12;
}
else {
r［0］=x%10;
r［1］=（x%100）/10;
r［2］=（x%1000）/100;
r［3］=（x%10000）/1000;
r［4］=（x%100000）/10000;
r［5］=（x%1000000）/100000
; r［6］=（x%10000000）/1000000;
r［7］=x/10000000;
}
}
if（k==13）//除法运算
{
if（y==0） //被除数不能为0
{ r［0］=11; //r
r［1］=11; //r
r［2］=10; //E
r［3］=12; //空格
r［4］=12;
r［5］=12;
r［6］=12;
r［7］=12;
}
else {
x=x/y;
r［0］=x%10;
r［1］=（x%100）/10;
r［2］=（x%1000）/100;
r［3］=（x%10000）/1000;
r［4］=（x%100000）/10000;
r［5］=（x%1000000）/100000;
r［6］=（x%10000000）/1000000;
r［7］=x/10000000;
}
}
for（i=7;i》0;i--） //数值转化，将高位的无效数字0转化为空格符12 { if（r［i］==0） r［i］=12; else
break;
}
for（i=0;i《8;i++） //将计算结果存入dsp［9］，显示数更新
{
dsp［i+1］=r［i］;
}
}
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