打算器是当代人发明的可以进行数字运算的电子机器。当代的电子打算器能进行数学运算的手持电子机器，拥有集成电路芯片，但构造大略，功能弱，但较为方便与廉价，可广泛利用于商业交易中，紧张是打算结果是必备的办公用品之一。为节省电能，打算器都采取CMOS工艺制作的大规模集成电路。低档打算器的运算器、掌握器由数字逻辑电路实现大略的串走运算,键盘是打算器的输入部件，一样平常采取打仗式或传感式。为减小打算器的尺寸，一键常常有多种功能。显示器是打算器的输出部件，有数码管显示器或液晶显示器等。那么本日给各位朋友先容的是用单片机制作的大略的仿照打算器。
大略单纯打算器
为了帮助单片机爱好者学习单片机，本打算器是系列STC89C51RC单片机为核心构成的大略单纯打算器系统。该系统通过单片机掌握，实现对44键盘扫描进行实时的按键检测，并由LCD1602显示屏将过程与结果显示出来。硬件相比拟较大略，紧张由四部分组成。第一部分是单片机最小系统；第二部分是 44矩阵键盘；第三部分是LCD1602显示屏；第四部分是系统+5V电源。还是先说说制作流程：
第一步是绘制电路事理图
以单片机为主控芯片的大略单纯打算器事理图
第二步是根据设计绘制的事理图购买电子元器件
所用电子元器件明细表
单片机主控芯片——-STC89C52RC 1片
LCD液晶显示模块——LCD1602 1片
点动按键BUTTON -- -- 17个
自锁开关按键------ 1个
10K可调电阻-----1个
晶振----- 1个
10K电阻-----9个
10UF电解电容-----1个
稳频电容30PF----2个
PCB万能实验板 ----1块
第三步是万能实验板的焊接
由于所用原件比较少焊接相比拟较大略，焊接时紧张把稳单片机芯片最好用插座，便于烧写程序，还有便是LCD1602 的引脚要焊接精确，不能焊接缺点，再一个便是16X16的矩阵按键焊接时也要把稳。其他都比较好焊接。
大略单纯打算器电路板正面
大略单纯打算器焊接反面
下面紧张说说LCD1602液晶这个显示模块，那个大大的，平时第一行显示 16 个小黑块，第二行什么都不显示的东西便是 1602 液晶， 1602 液晶紧张显示容量 16 x 2 个字符，芯片事情电压 4.5~5.5V ，事情电流 2.0mA(5.0V) ，模块最佳事情电压 5.0V 1602 液晶，从它的名字我们就可以看出它的显示容量，便是可以显示 2 行，每行 16 个字符的液晶。它的事情电压是 4.5V～5.5V，这点我们直接按照 5V电源接上就可以了，但是担保我们的 5V 系统最低不能低于 4.5V。在 5V 事情电压下丈量它的事情电流是 2mA，大家把稳，这个 2mA 仅仅是指液晶，而它的黄绿背光都是用 LED 做的，以是功耗一样平常有一二十毫安。1602 液晶一共 16 个引脚，每个引脚的功能如下注释解释。
1， VSS--- 电源地
2， VDD---- 电源正极
3 ，VL---- 液晶显示偏压旗子暗记
4 ，RS---- 数据/命令选择端(H/L)
5， R/W---- 读/写选择端(H/L)
6， E---- 使能旗子暗记端
7， D0 --Data I/O （输入输出口）
8， D1--- Data I/O（输入输出口）
9， D2--- Data I/O （输入输出口）
10， D3 ---Data I/O （输入输出口）
11， D4--- Data I/O （输入输出口）
12 ，D5 ---Data I/O （输入输出口）
13 ，D6 ---Data I/O （输入输出口）
14， D7 ---Data I/O （输入输出口）
15， BLA ---背光源正极（输入输出口）
16， BLK ----背光源负极（输入输出口）
LCD1602正面
LCD1602背面
第四部分是程序编写部分
我们制作最大略单纯的打算器可由按键和液晶两个元件为核心。下面我们来共同学习一个大略单纯整数打算器。为了不让程序太繁芜，我们这个打算器不考虑连加，连减等连续打算，不考虑小数情形。加键、减键、乘键、除键、和0-9键、即是键、清零键等16个按键，组成一个矩阵键盘。我们通过模块化编程，其程序共分为三部分，第一部分是主函数模块，第二部分是1602 液晶显示模块，第三部分是按键动作和扫描模块，我们先说主程序模块。在必要的语句后面都加了注释，方便大家理解。
主函数模块
#include <reg52.h>
unsigned char step = 0; //操作步骤
unsigned char oprt = 0; //运算类型
signed long num1 = 0; //操作数1
signed long num2 = 0; //操作数2
signed long result = 0; //运算结果
unsigned char T0RH = 0; //T0重载值的高字节
unsigned char T0RL = 0; //T0重载值的低字节
void ConfigTimer0(unsigned int ms);//配置韶光函数声明
extern void KeyScan();//外部按键扫描函数声明
extern void KeyDriver();//外部按键驱动函数声明
extern void InitLcd1602();//外部液晶LCD1602函数初始化声明
extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char str);//外部显示字符声明
extern void LcdAreaClear(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char len);//清屏
extern void LcdFullClear();//清屏函数声明
void main( void)
{
EA = 1; //开总中断
ConfigTimer0(1); //配置T0定时1ms
InitLcd1602(); //初始化液晶
LcdShowStr(15, 1, \"大众0\公众); //初始显示一个数字0
while (1)
{
KeyDriver(); //调用按键驱动
}
}
/ 长整型数转换为字符串，str-字符串指针，dat-待转换数，返回值-字符串长度 /
unsigned char LongToString(unsigned char str, signed long dat)
{
signed char i = 0;
unsigned char len = 0;
unsigned char buf[12];
if (dat < 0) //如果为负数，首先取绝对值，并在指针上添加负号
{
dat = -dat;
str++ = '-';
len++;
}
do { //先转换为低位在前的十进制数组
buf[i++] = dat % 10;
dat /= 10;
} while (dat > 0);
len += i; //i末了的值便是有效字符的个数
while (i-- > 0) //将数组值转换为ASCII码反向拷贝到吸收指针上
{
str++ = buf[i] + '0';
}
str = '\0'; //添加字符串结束符
return len; //返回字符串长度
}/ 显示运算符，显示位置y，运算符类型type /
void ShowOprt(unsigned char y, unsigned char type)
{
switch (type)
{
case 0: LcdShowStr(0, y, \"大众+\公众); break; //0代表+
case 1: LcdShowStr(0, y, \"大众-\"大众); break; //1代表-
case 2: LcdShowStr(0, y, \公众\公众); break; //2代表
case 3: LcdShowStr(0, y, \公众/\"大众); break; //3代表/
default: break;
}
}
/ 打算器复位，清零变量值，打消屏幕显示 /
void Reset()
{
num1 = 0;
num2 = 0;
step = 0;
LcdFullClear();
}
/ 数字键动作函数，n-按键输入的数值 /
void NumKeyAction(unsigned char n)
{
unsigned char len;
unsigned char str[12];
if (step > 1) //如打算已完成，则重新开始新的打算
{
Reset();
}
if (step == 0) //输入第一操作数
{
num1 = num110 + n; //输入数值累加到原操作数上
len = LongToString(str, num1); //新数值转换为字符串
LcdShowStr(16-len, 1, str); //显示到液晶第二行上
}
else //输入第二操作数
{
num2 = num210 + n; //输入数值累加到原操作数上
len = LongToString(str, num2); //新数值转换为字符串
LcdShowStr(16-len, 1, str); //显示到液晶第二行上
}
}
/ 运算符按键动作函数，运算符类型type /
void OprtKeyAction(unsigned char type)
{
unsigned char len;
unsigned char str[12];
if (step == 0) //第二操作数尚未输入时相应，即不支持连续操作
{
len = LongToString(str, num1); //第一操作数转换为字符串
LcdAreaClear(0, 0, 16-len); //打消第一行左边的字符位
LcdShowStr(16-len, 0, str); //字符串靠右显示在第一行
ShowOprt(1, type); //在第二行显示操作符
LcdAreaClear(1, 1, 14); //打消第二行中间的字符位
LcdShowStr(15, 1, \公众0\"大众); //在第二行最右端显示0
oprt = type; //记录操作类型
step = 1;
}
}
/ 打算结果函数 /
void GetResult()
{
unsigned char len;
unsigned char str[12];
if (step == 1) //第二操作数已输入时才实行打算
{
step = 2;
switch (oprt) //根据运算符类型打算结果，未考虑溢出问题
{
case 0: result = num1 + num2; break;
case 1: result = num1 - num2; break;
case 2: result = num1 num2; break;
case 3: result = num1 / num2; break;
default: break;
}
len = LongToString(str, num2); //原第二操作数和运算符显示到第一行
ShowOprt(0, oprt);
LcdAreaClear(1, 0, 16-1-len);
LcdShowStr(16-len, 0, str);
len = LongToString(str, result); //打算结果和等号显示在第二行
LcdShowStr(0, 1, \"大众=\公众);
LcdAreaClear(1, 1, 16-1-len);
LcdShowStr(16-len, 1, str);
}
}
/ 按键动作函数，根据键码实行相应的操作，keycode-按键键码 /
void KeyAction(unsigned char keycode)
{
if ((keycode>='0') && (keycode<='9')) //输入字符
{NumKeyAction(keycode - '0'); }
else if (keycode == 0x26) //向上键，+
{ OprtKeyAction(0);}
else if (keycode == 0x28) //向下键，-
{ OprtKeyAction(1); }
else if (keycode == 0x25) //向左键，
{ OprtKeyAction(2);}
else if (keycode == 0x27) //向右键，÷
{OprtKeyAction(3);}
else if (keycode == 0x0D) //回车键，打算结果
{ GetResult();}
else if (keycode == 0x1B) //Esc键，打消
{
Reset();
LcdShowStr(15, 1, \公众0\"大众);
}
}
/ 配置并启动T0，ms-T0定时韶光 /
void ConfigTimer0(unsigned int ms)
{
unsigned long tmp; //临时变量
tmp = 11059200 / 12; //定时器计数频率
tmp = (tmp ms) / 1000; //打算所需的计数值
tmp = 65536 - tmp; //打算定时看重载值
tmp = tmp + 28; //补偿中断相应延时造成的偏差
T0RH = (unsigned char)(tmp>>8); //定时看重载值拆分为高低字节
T0RL = (unsigned char)tmp;
TMOD &= 0xF0; //清零T0的掌握位
TMOD |= 0x01; //配置T0为模式1
TH0 = T0RH; //加载T0重载值
TL0 = T0RL;
ET0 = 1; //使能T0中断
TR0 = 1; //启动T0
}
/ T0中断做事函数，实行按键扫描 /
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
TH0 = T0RH; //重新加载重载值
TL0 = T0RL;
KeyScan(); //按键扫描
}
1602 液晶显示模块
#include <reg52.h
#define LCD1602_DB P0
sbit LCD1602_RS = P1^0;
sbit LCD1602_RW = P1^1;
sbit LCD1602_E = P1^5;
/ 等待液晶准备好 /
void LcdWaitReady()
{
unsigned char sta;
LCD1602_DB = 0xFF;
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 1;
do {
LCD1602_E = 1;
sta = LCD1602_DB; //读取状态字
LCD1602_E = 0;
} while (sta & 0x80); //bit7即是1表示液晶正忙，重复检测直到其即是0为止
}
/ 向LCD1602液晶写入一字节命令，cmd-待写入命令值 /
void LcdWriteCmd(unsigned char cmd)
{
LcdWaitReady();
LCD1602_RS = 0; LCD1602_RW = 0; LCD1602_DB = cmd;
LCD1602_E = 1; LCD1602_E = 0;
}
/ 向LCD1602液晶写入一字节数据，dat-待写入数据值 /
void LcdWriteDat(unsigned char dat)
{
LcdWaitReady();
LCD1602_RS = 1; LCD1602_RW = 0; LCD1602_DB = dat;
LCD1602_E = 1; LCD1602_E = 0;
}
/ 设置显示RAM起始地址，亦即光标位置，(x,y)-对应屏幕上的字符坐标 /
void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y)
{
unsigned char addr;
if (y == 0) //由输入的屏幕坐标打算显示RAM的地址
addr = 0x00 + x; //第一行字符地址从0x00起始
else
addr = 0x40 + x; //第二行字符地址从0x40起始
LcdWriteCmd(addr | 0x80); //设置RAM地址
}
/ 在液晶上显示字符串，(x,y)-对应屏幕上的起始坐标，str-字符串指针 /
void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char str)
{
LcdSetCursor(x, y); //设置起始地址
while (str != '\0') //连续写入字符串数据，直到检测到结束符
{
LcdWriteDat(str++);
}
}
/ 区域打消，打消从(x,y)坐标起始的len个字符位 /
void LcdAreaClear(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char len)
{
LcdSetCursor(x, y); //设置起始地址
while (len--) //连续写入空格
{
LcdWriteDat(' ');
}
}
/ 整屏打消 /
void LcdFullClear()
{
LcdWriteCmd(0x01);
}
/ 初始化1602液晶 /
void InitLcd1602()
{
LcdWriteCmd(0x38); //162显示，57点阵，8位数据接口
LcdWriteCmd(0x0C); //显示器开，光标关闭
LcdWriteCmd(0x06); //笔墨不动，地址自动+1
LcdWriteCmd(0x01); //清屏
}
Lcd1602.c 文件中根据上层运用的须要增加了2 个清屏函数：区域清屏——LcdAreaClear，
整屏清屏——LcdFullClear。
按键动作和扫描模块
#include <reg52.h>
sbit KEY_IN_1 = P2^4;sbit KEY_IN_2 = P2^5;sbit KEY_IN_3 = P2^6;
sbit KEY_IN_4 = P2^7;//定义输入端口
sbit KEY_OUT_1 = P2^3;sbit KEY_OUT_2 = P2^2;sbit KEY_OUT_3 = P2^1;
sbit KEY_OUT_4 = P2^0;//定义输出端口
unsigned char code KeyCodeMap[4][4] = { //矩阵按键编号到标准键盘键码的映射表
{ '1', '2', '3', 0x26 }, //数字键1、数字键2、数字键3、加号键
{ '4', '5', '6', 0x25 }, //数字键4、数字键5、数字键6、乘号键
{ '7', '8', '9', 0x28 }, //数字键7、数字键8、数字键9、减号键
{ '0', 0x1B, 0x0D, 0x27 } //数字键0、清零键、 即是键、 除号键
};
unsigned char pdata KeySta[4][4] = { //全部矩阵按键确当前状态
{1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}
};
extern void KeyAction(unsigned char keycode);
/ 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 /
void KeyDriver()
{
unsigned char i, j;
static unsigned char pdata backup[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44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) //按键按下时实行动作
{
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，推举调用间隔1ms /
void KeyScan()
{
unsigned char i;
static unsigned char keyout = 0; //矩阵按键扫描输出索引
static unsigned char keybuf[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
for (i=0; i<4; i++) //每行4个按键，以是循环4次
{
if ((keybuf[keyout][i] & 0x0F) == 0x00)
{ //连续4次扫描值为0，即44ms内都是按下状态时，可认为按键已稳定的按下
KeySta[keyout][i] = 0;
}
else if ((keybuf[keyout][i] & 0x0F) == 0x0F)
{ //连续4次扫描值为1，即44ms内都是弹起状态时，可认为按键已稳定的弹起
KeySta[keyout][i] = 1;
}
} //实行下一次的扫描输出
keyout++; //输出索引递增
keyout &= 0x03; //索引值加到4即归零
switch (keyout) //根据索引，开释当前输出引脚，拉低下次的输出引脚
{
case 0: KEY_OUT_4 = 1; KEY_OUT_1 = 0; break;
case 1: KEY_OUT_1 = 1; KEY_OUT_2 = 0; break;
case 2: KEY_OUT_2 = 1; KEY_OUT_3 = 0; break;
case 3: KEY_OUT_3 = 1; KEY_OUT_4 = 0; break;
default: break;
}
}
keyboard.c 是对之前已经用过多次的矩阵按键驱动的封装，详细到某个按键要实行的动
作函数都放到上层的 main.c 中实现，在这个按键驱动文件中只卖力调用上层实现的按键动作函数即可。 main.c 文件实现所有运用层的操作函数，即打算器功能所须要信息显示、按键动作相应等，其余还包括主循环和定时中断的调度。 通过这样一个程序，我们可以学习如何进行多个.c 文件的编程，其余一个方面学会多个函数之间的灵巧调用。可以把这个程序算作是一个大略的小项目进行练习。
第五部分是调试
调试分为硬件调试和软件调试两部分，调试时先调试硬件电路，然后再调试软件。硬件比较大略随意马虎调试，紧张是软件的调试要费些韶光，只要有信心，就能在调试过程中磨炼自己的创造问题、剖析问题、办理问题的能力。这个程序有点长，希望喜好单片机的小伙伴们耐下心，逐步理解，有问题可以留言、谈论！
调试完成的界面3795X593的结果
调试好的界面 3795x593
希望这个小项目能对喜好单片机的小伙伴们有一定的帮助！
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