單片機(jī)簡易加法計(jì)算器程序
學(xué)到這里,我們已經(jīng)掌握了一種顯示設(shè)備和一種輸入設(shè)備的使用,那么是不是可以來做點(diǎn)綜合性的實(shí)驗(yàn)了。好吧,那我們就來做一個(gè)簡易的加法計(jì)算器,用程序?qū)崿F(xiàn)從板子上標(biāo)有0~9數(shù)字的按鍵輸入相應(yīng)數(shù)字,該數(shù)字要實(shí)時(shí)顯示到數(shù)碼管上,用標(biāo)有向上箭頭的按鍵代替加號(hào),按下加號(hào)后可以再輸入一串?dāng)?shù)字,然后回車鍵計(jì)算加法結(jié)果,并同時(shí)顯示到數(shù)碼管上。雖然這遠(yuǎn)不是一個(gè)完善的計(jì)算器程序,但作為初學(xué)者也足夠你研究一陣子了。
首先,本程序相對(duì)于之前的例程要復(fù)雜得多,需要完成的工作也多得多,所以我們把各個(gè)子功能都做成獨(dú)立的函數(shù),以使程序便于編寫和維護(hù)。大家分析程序的時(shí)候就從主函數(shù)和中斷函數(shù)入手,隨著程序的流程進(jìn)行就可以了。大家可以體會(huì)體會(huì)劃分函數(shù)的好處,想想如果還是只有主函數(shù)和中斷函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的話程序會(huì)是什么樣子。
其次,大家可以看到我們?cè)侔丫仃嚢存I掃描分離出動(dòng)作以后,并沒有直接使用行列數(shù)所組成的數(shù)值作為分支判斷執(zhí)行動(dòng)作的依據(jù),而是把抽象的行列數(shù)轉(zhuǎn)換為了一種叫做標(biāo)準(zhǔn)鍵盤鍵碼(就是電腦鍵盤的編碼)的數(shù)據(jù),然后用得到的這個(gè)數(shù)據(jù)作為下一步分支判斷執(zhí)行動(dòng)作的依據(jù),為什么多此一舉呢?有兩層含義:第一,盡量讓自己設(shè)計(jì)的東西(包括硬件和軟件)向已有的行業(yè)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)看齊,這樣有助于別人理解認(rèn)可你的設(shè)計(jì),也有助于你的設(shè)計(jì)與別人的設(shè)計(jì)相對(duì)接,畢竟標(biāo)準(zhǔn)就是為此而生的嘛。第二,有助于程序的層次化而方便維護(hù)與移植,比如我們現(xiàn)在用的按鍵是44的,但如果后續(xù)又增加了一行成了45的,那么由行列數(shù)組成的編號(hào)可能就變了,我們就要在程序的各個(gè)分支中查找修改,稍不留神就會(huì)出錯(cuò),而采用這種轉(zhuǎn)換后,我們則只需要維護(hù) KeyCodeMap 這樣一個(gè)數(shù)組表格就行了,看上去就像是把程序的底層驅(qū)動(dòng)與應(yīng)用層的功能實(shí)現(xiàn)函數(shù)分離開了,應(yīng)用層不用關(guān)心底層的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),底層改變后也無需在應(yīng)用層中做相應(yīng)修改,兩層程序之間是一種標(biāo)準(zhǔn)化的接口。這就是程序的層次化,而層次化是構(gòu)建復(fù)雜系統(tǒng)的必備條件,那么現(xiàn)在就先通過簡單的示例來學(xué)習(xí)一下吧。
作為初學(xué)者針對(duì)這種程序的學(xué)習(xí)方式是,先從頭到尾讀一到三遍,邊讀邊理解,然后邊抄邊理解,徹底理解透徹后,自己嘗試獨(dú)立寫出來。完全采用記憶模式來學(xué)習(xí)這種例程,一兩個(gè)例程你可能感覺不到什么提高,當(dāng)這種例程背過上百八十個(gè)的時(shí)候,厚積薄發(fā)的感覺就來了。同時(shí),在抄讀的過程中也要注意學(xué)習(xí)編程規(guī)范,這些可都是無形的財(cái)富,可以為你日后的研發(fā)工作加分的哦。
#includesbitADDR0=P1^0;sbitADDR1=P1^1;sbitADDR2=P1^2;sbitADDR3=P1^3;sbitENLED=P1^4;sbitKEY_IN_1=P2^4;sbitKEY_IN_2=P2^5;sbitKEY_IN_3=P2^6;sbitKEY_IN_4=P2^7;sbitKEY_OUT_1=P2^3;sbitKEY_OUT_2=P2^2;sbitKEY_OUT_3=P2^1;sbitKEY_OUT_4=P2^0;unsignedcharcodeLedChar[]={//數(shù)碼管顯示字符轉(zhuǎn)換表0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};unsignedcharLedBuff[6]={//數(shù)碼管顯示緩沖區(qū)0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF};unsignedcharcodeKeyCodeMap[4][4]={//矩陣按鍵編號(hào)到標(biāo)準(zhǔn)鍵盤鍵碼的映射表{0x31,0x32,0x33,0x26},//數(shù)字鍵1、數(shù)字鍵2、數(shù)字鍵3、向上鍵{0x34,0x35,0x36,0x25},//數(shù)字鍵4、數(shù)字鍵5、數(shù)字鍵6、向左鍵{0x37,0x38,0x39,0x28},//數(shù)字鍵7、數(shù)字鍵8、數(shù)字鍵9、向下鍵{0x30,0x1B,0x0D,0x27}//數(shù)字鍵0、ESC鍵、回車鍵、向右鍵};unsignedcharKeySta[4][4]={//全部矩陣按鍵的當(dāng)前狀態(tài){1,1,1,1},{1,1,1,1},{1,1,1,1},{1,1,1,1}};voidKeyDriver();voidmain(){EA=1;//使能總中斷ENLED=0;//選擇數(shù)碼管進(jìn)行顯示ADDR3=1;TMOD=0x01;//設(shè)置T0為模式1TH0=0xFC;//為T0賦初值0xFC67,定時(shí)1msTL0=0x67;ET0=1;//使能T0中斷TR0=1;//啟動(dòng)T0LedBuff[0]=LedChar[0];//上電顯示0while(1){KeyDriver();//調(diào)用按鍵驅(qū)動(dòng)函數(shù)}}/*將一個(gè)無符號(hào)長整型的數(shù)字顯示到數(shù)碼管上,num-待顯示數(shù)字*/voidShowNumber(unsignedlongnum){signedchari;unsignedcharbuf[6];//把長整型數(shù)轉(zhuǎn)換為6位十進(jìn)制的數(shù)組for(i=0;i<6;i++){buf[i]=num%10;num=num/10;}//從最高位起,遇到0轉(zhuǎn)換為空格,遇到非0則退出循環(huán)for(i=5;i>=1;i--){if(buf[i]==0){LedBuff[i]=0xFF;}else{break;}}for(;i>=0;i--){//剩余低位都如實(shí)轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管顯示字符LedBuff[i]=LedChar[buf[i]];}}/*按鍵動(dòng)作函數(shù),根據(jù)鍵碼執(zhí)行相應(yīng)的操作,keycode-按鍵鍵碼*/voidKeyAction(unsignedcharkeycode){staticunsignedlongresult=0;//用于保存運(yùn)算結(jié)果staticunsignedlongaddend=0;//用于保存輸入的加數(shù)if((keycode>=0x30)&&(keycode<=0x39)){//輸入0-9的數(shù)字//整體十進(jìn)制左移,新數(shù)字進(jìn)入個(gè)位addend=(addend*10)+(keycode-0x30);ShowNumber(addend);//運(yùn)算結(jié)果顯示到數(shù)碼管//向上鍵用作加號(hào),執(zhí)行加法或連加運(yùn)算}elseif(keycode==0x26){result+=addend;//進(jìn)行加法運(yùn)算addend=0;ShowNumber(result);//運(yùn)算結(jié)果顯示到數(shù)碼管//回車鍵,執(zhí)行加法運(yùn)算(實(shí)際效果與加號(hào)相同)}elseif(keycode==0x0D){result+=addend;//進(jìn)行加法運(yùn)算addend=0;ShowNumber(result);//運(yùn)算結(jié)果顯示到數(shù)碼管}elseif(keycode==0x1B){//Esc鍵,清零結(jié)果addend=0;result=0;ShowNumber(addend);//清零后的加數(shù)顯示到數(shù)碼管}}/*按鍵驅(qū)動(dòng)函數(shù),檢測按鍵動(dòng)作,調(diào)度相應(yīng)動(dòng)作函數(shù),需在主循環(huán)中調(diào)用*/voidKeyDriver(){unsignedchari,j;staticunsignedcharbackup[4][4]={//按鍵值備份,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++){//循環(huán)檢測4*4的矩陣按鍵for(j=0;j<4;j++){if(backup[i][j]!=KeySta[i][j]){//檢測按鍵動(dòng)作if(backup[i][j]!=0){//按鍵按下時(shí)執(zhí)行動(dòng)作KeyAction(KeyCodeMap[i][j]);//調(diào)用按鍵動(dòng)作函數(shù)}backup[i][j]=KeySta[i][j];//刷新前一次的備份值}}}}/*按鍵掃描函數(shù),需在定時(shí)中斷中調(diào)用,推薦調(diào)用間隔1ms*/voidKeyScan(){unsignedchari;//矩陣按鍵掃描輸出索引staticunsignedcharkeyout=0;staticunsignedcharkeybuf[4][4]={//矩陣按鍵掃描緩沖區(qū){0xFF,0xFF,0xFF,0xFF},{0xFF,0xFF,0xFF,0xFF},{0xFF,0xFF,0xFF,0xFF},{0xFF,0xFF,0xFF,0xFF}};//將一行的4個(gè)按鍵值移入緩沖區(qū)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;//消抖后更新按鍵狀態(tài)//每行4個(gè)按鍵,所以循環(huán)4次for(i=0;i<4;i++){//連續(xù)4次掃描值為0,即4*4ms內(nèi)都是按下狀態(tài)時(shí),可認(rèn)為按鍵已穩(wěn)定的按下if((keybuf[keyout][i]&0x0F)==0x00){KeySta[keyout][i]=0;//連續(xù)4次掃描值為1,即4*4ms內(nèi)都是彈起狀態(tài)時(shí),可認(rèn)為按鍵已穩(wěn)定的彈起}elseif((keybuf[keyout][i]&0x0F)==0x0F){KeySta[keyout][i]=1;}}//執(zhí)行下一次的掃描輸出keyout++;//輸出索引遞增keyout=keyout&0x03;//索引值加到4即歸零//根據(jù)索引,釋放當(dāng)前輸出引腳,拉低下次的輸出引腳switch(keyout){case0:KEY_OUT_4=1;KEY_OUT_1=0;break;case1:KEY_OUT_1=1;KEY_OUT_2=0;break;case2:KEY_OUT_2=1;KEY_OUT_3=0;break;case3:KEY_OUT_3=1;KEY_OUT_4=0;break;default:break;}}/*數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描刷新函數(shù),需在定時(shí)中斷中調(diào)用*/voidLedScan(){staticunsignedchari=0;//動(dòng)態(tài)掃描的索引P0=0xFF;//顯示消隱switch(i){case0:ADDR2=0;ADDR1=0;ADDR0=0;i++;P0=LedBuff[0];break;case1:ADDR2=0;ADDR1=0;ADDR0=1;i++;P0=LedBuff[1];break;case2:ADDR2=0;ADDR1=1;ADDR0=0;i++;P0=LedBuff[2];break;case3:ADDR2=0;ADDR1=1;ADDR0=1;i++;P0=LedBuff[3];break;case4:ADDR2=1;ADDR1=0;ADDR0=0;i++;P0=LedBuff[4];break;case5:ADDR2=1;ADDR1=0;ADDR0=1;i=0;P0=LedBuff[5];break;default:break;}}/*T0中斷服務(wù)函數(shù),用于數(shù)碼管顯示掃描與按鍵掃描*/voidInterruptTimer0()interrupt1{TH0=0xFC;//重新加載初值TL0=0x67;LedScan();//調(diào)用數(shù)碼管顯示掃描函數(shù)KeyScan();//調(diào)用按鍵掃描函數(shù)}