基于单片机的计算器设计—可小数、负数、13位乘法运算

最新推荐文章于 2025-04-21 14:06:05 发布
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文章标签： 单片机 嵌入式硬件 proteus 51单片机 keil
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版权

基于单片机的计算器设计

（仿真＋程序＋原理图＋PCB＋设计报告）

功能介绍

具体功能：

1.采用LCD1602液晶显示；

2.4*4矩阵按键输入，共16个按键；

3.能够计算加减乘除，以及带小数和负数运算；

4.最大运算：9999999999999*9999999999999，结果以指数形式显示；

​演示视频：

基于单片机的计算器设计—可小数、负数、13位乘法运算

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

程序

#include "reg52.h"
/***微信公众号：木子单片机********/
#include <stdlib.h>        //包含atof(),字符串->实数
#include <stdio.h>         //包含sprintf(),实数->字符串
#include <string.h>        //包含strcpy(),字符串复制
#include <math.h>		   //数学函数头文件
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
/*************lcd****************/
sbit lcdrs=P3^7;           //LCD控制脚
sbit lcdrw=P3^6;
sbit lcden=P3^5;
bit idata form;            //lcd显示方式切换
uchar idata state;         //lcd状态字存储

bit idata eqsign;          //按等号标志
bit idata press;           //键按标志
bit idata savesign;        //可存储结果标志
bit idata sc;			   //复用标志
uchar idata process[30],proc; //记忆计算过程
uchar idata continu=0;        //连续计算运算符号存储
uchar idata pai[2][2];        //π 前有数据标志
uchar idata ferror;        //计算检错标志					 
uchar idata ywei;		   //屏幕移位
uchar idata count=0;       //输入计数
uchar idata count_num=0;   //组号计数
uchar idata result[15];    //计算结果立存，save
uchar idata saveresult[15];//存储结果数组, sc+save
uchar idata jieguo[15];    //结果字符串
uchar idata bdate[2][14];  //待计算字符串二维组
uchar idata on_symbol;     //运算符号
uchar idata fsym[2];       
uchar idata ssym[2];       //存储组前符号
uchar idata bfun[2];       //计算值调用函数选择
uchar idata futojiao[2];   //幅度 to 角度变换
double idata date[2];      //计算值双精度变量组
double idata resultdate;   //双精度结果值


/******************函数声明**********************/

/***************延时******************/
void delay(uchar z);	
/*************lcd写命令***************/
void write_com(uchar com);
/*************lcd写数据***************/
void write_date(uchar date);
/*************lcd读状态***************/
void read_date(void);
/*************lcd写字符串*************/
void write_str(uchar *str);
/************液晶初始化***************/
void init(void );
/**************键盘扫描***************/
uchar keyscan(void);
/*************计算器复位**************/
void fuwei();          
/************error处理****************/
void callerror(void);
/***************撤销键入**************/
void huifu(void);
/**********函数组前符号处理***********/
uchar funqian(void);
/************运算符预处理*************/
void  cullars(uchar);
/***********输出存储数据预处理********/
char  memory(void);
/***********按键功能主处理************/
void process_date(uchar press_date);
/***********按键功能子处理************/
void calculator(uchar press_date);
/************************************************/
/*************LCD程序****************/
/**************延时******************/
void delay(uchar z)			   //0.2 ms
{
      uchar  x,y;
      for(x=z;x>0;x--)
      for(y=100;y>0;y--);
}

/**************写命令*****************/
void write_com(uchar com)
{
      lcdrs=0;
      lcdrw=0;
      lcden=0;
      P0=com;
      delay(5);
      lcden=1;
      delay(5);
      lcden=0;
}
/*************写数据******************/
void write_date(uchar date)
{
      lcdrs=1;
      lcdrw=0;
      lcden=0;
      P0=date;
      delay(5);
      lcden=1;
      delay(5);
      lcden=0;
}
/*************读AC 地址*****************/
void read_date(void)
{
      lcdrs=0;
      lcdrw=1;
	  delay(5);
	  P0=0xff;
      lcden=1;
      delay(5);
      state=P0;
      delay(5);
      lcden=0;delay(5);
	  state=state&127;
}
/*************写字符串******************/
void write_str(uchar *str)
{     
      uchar idata i;
      for(i=0;str[i]!='\0';i++)
         write_date(str[i]);
}
/***********液晶初始化***************/
void init(void )
{
      write_com(0x38);       //模式：8位数据，两行，5*7字体
      write_com(0x0c);       //开显示，无光标
      write_com(0x06);       //向左增量移动
      write_com(0x01);       //清屏
}


/**************键盘扫描*************/
uchar keyscan(void)          //按行扫描，有键按下则返回键符号，否则返回null
{     uchar idata key0,key1,keyment=0;
      P2=0XFe;				  	   //行1
      key0=P2;
      key0=key0&0xf0;
      key1=key0;
      if(key0!=0xf0)
      {
           delay(5);               //键抖动处理
           P2=0XFe;
           key0=P2;
           key0=key0&0xf0;
           if(key0==key1)
           {
                switch(key0)
                {
                  case 0xe0:keyment='7';break;
                  case 0xd0:keyment='8';break;
                  case 0xb0:keyment='9';break;
                  case 0x70:keyment=0xfd;break;    //0xfd除号在1602液晶中的代码
                }
                while(key0!=0xf0)  //键释放处理
                {
                  key0=P2;
                  key0=key0&0xf0;
                }
                press=1;		   //键按标志置1
                return(keyment);
           }
      }
      P2=0XFd;					  //行2
      key0=P2;
      key0=key0&0xf0;
      key1=key0;
      if(key0!=0xf0)
      {
           delay(5);
           P2=0XFd;
           key0=P2;
           key0=key0&0xf0;
           if(key0==key1)
           {
               switch(key0)
               {
                  case 0xe0:keyment='4';break;
                  case 0xd0:keyment='5';break;
                  case 0xb0:keyment='6';break;
                  case 0x70:keyment='*';break;
               }
               while(key0!=0xf0)
               {
                  key0=P2;
                  key0=key0&0xf0;
               }
               press=1;
               return(keyment);
           }
      }
      P2=0XFb;						 //行3
      key0=P2;
      key0=key0&0xf0;
      key1=key0;
      if(key0!=0xf0)
      {
           delay(5);
           P2=0XFb;
           key0=P2;
           key0=key0&0xf0;
           if(key0==key1)
           {
               switch(key0)
               {
                   case 0xe0:keyment='1';break;
                   case 0xd0:keyment='2';break;
                   case 0xb0:keyment='3';break;
                   case 0x70:keyment='-';break;
               }
               while(key0!=0xf0)
               {
                   key0=P2;
                   key0=key0&0xf0;
               }
               press=1;
               return(keyment) ;
           }
      }
      P2=0XF7;					  //行4
      key0=P2;
      key0=key0&0xf0;
      key1=key0;
      if(key0!=0xf0)
      {
           delay(5);
           P2=0XF7;
           key0=P2;
           key0=key0&0xf0;
           if(key0==key1)
           {
               switch(key0)
               {
                 case 0xe0:keyment='.';break;
                 case 0xd0:keyment='0';break;
                 case 0xb0:keyment='=';break;
                 case 0x70:keyment='+';break;
               }
               while(key0!=0xf0)
               {
                 key0=P2;
                 key0=key0&0xf0;
               }
               press=1;
               return(keyment);
           }
     }
	 else return(0);	   //无键按下返回null
}

/**************计算器复位****************/
void fuwei()
{   uchar idata j,i;
    write_com(0x0f);	    //lcd设置
    write_com(0x01);
    write_com(0x81);
    resultdate=0;
    for(i=0;i<2;i++)
	{ date[i]=0;bfun[i]=0;pai[0][i]=0;pai[1][i]=0;fsym[i]=0;futojiao[i]=0; //各标志置0
	  for(j=0;j<14;j++)		//字符数组初始化
      {	
        bdate[i][j]='\0';
      }
	}
    count=0;				//各标志置0
    count_num=0;
	proc=0;
    ferror=0;
    eqsign=0;
	sc=0;
	savesign=0;
	ywei=0;
	press=0;
	on_symbol=0; 
}
/**************error处理******************/
void callerror(void)
{   uchar idata i;
    write_com(0x01);
    write_com(0x81);
    write_str("     error!     ");
    for(i=0;i<200;i++)delay(25); //持续显示 1s
}

/*****************运算符预处理*****************/
void  cullars(uchar csym)
{	read_date();		   //看第二组是否有输入
	ferror++;              //检错标志+1
	continu=csym;		   //存储运算符号
	if(ferror==2&&state<0x43){callerror();huifu();return;}// 第二组无输入且ferror=2，错误
	if(ferror==2&&state>0x42)	//第二组有输入且ferror=2，则进行连续计算
	{  
	   press=1;					//模拟按键‘=’；将本次的计算结果作为下一次计算的第一组
	   process_date('=');
	   press=1;
	   process_date('m');
	   ferror=1;				//恢复现场，避免变化
	   if(continu=='^'||continu=='%'){process[proc]='h';
	        proc++;process[proc]=continu;proc++;}
	   else{process[proc]=continu;proc++;}	  //恢复连续计算过程
	}
	if(continu=='%'){write_str(" f");}else write_date(' ');
	write_date(continu);//将用与连续计算的运算符号取出
	ywei=0;				   
	savesign=0;
	count_num=1;     //组标志加1
	count=0;		 //输入计数清零
	on_symbol=continu;  //运算符号调用
	write_com(0xc2);
	return;
}
/*************输出存储数据预处理************/
char  memory(void)
{	if((bdate[count_num][0]=='+'||bdate[count_num][0]=='-')&&count==1)//符号处理			
    {
	 	ssym[count_num]=bdate[count_num][0];
	 	bdate[count_num][0]='\0';
		bdate[count_num][1]='\0';
		count=0;
	}
    if(bdate[count_num][0]!='\0'){callerror();huifu();return(1);}	//错误输入方式处理
	return(0);
}
/**************按键功能主处理****************/
void process_date(uchar press_date)
{    
     if(form==0){write_com(0x0f);form=1;}   //显示方式切换 光标闪烁	
     if(eqsign==1&&press==1)fuwei();		//复位再次计算，记忆过程清零
	 press=0;
	 if(press_date=='c'){huifu();press_date=0;}
	 if(press_date==0)return;         	//无按键
	 process[proc]=press_date;
	 proc++;
	 calculator(press_date);
	 return;
}

硬件设计

使用元器件：

单片机：STC89C52；

（注意：单片机是通用的，无论51还是52、无论stc还是at都一样，引脚功能都一样。程序也是一样的。）

IC座:DIP40；

万能板:9*15/7*9；

液晶屏:LCD1602；

电容:22pF；电容:10uF/16V；

电阻:1K；电阻:4.7K；

按键:6*6*5；自锁开关:8*8；

接线端子:5.08*2P；

晶振:11.0592；

导线：若干；

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流程图：

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设计资料

01仿真图

本设计使用proteus7.8和proteus8.9两个版本设计，向下兼容，无需担心！具体如图！

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02原理图

本系统原理图采用Altium Designer19设计，具体如图！

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03程序

本设计使用软件keil5版本编程设计！具体如图！

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04设计报告

八千字设计报告，具体如下！

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05设计资料

       资料获取请关注同名公众号，全部资料包括程序（含注释）、仿真源文件 、AD原理图、PCB、设计报告、流程图、实物图、元件清单、实物演示视频等。具体内容如下，全网最全!!

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资料获取请观看前面演示视频！

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weixin_39633113的博客
11-23 4639
前言想出一个关于Protues仿真的系列，回想起在大学时做课程设计，大多数是用这个来做，这个系列就围绕一些常用的外设或者说课程设计题目来进行对以前知识的回顾，温故而知新，同时也希望能对新手读者的学习有所帮助，我一般在文章最后都会给出所有的源代码，如果懒得复制的话，想要所有的工程文件，仿真文件，那就给我点赞赏吧使用单片机来制作一个简易的计算器，实现两个整数的加减乘除等运算功能。首先，需要LCD160...
(单片机原理与应用)计算器的设计和实现（综合）
lonely_Quan的专栏
03-07 7489
中文摘要 本设计介绍了单片机在计算器领域的应用技术，以常用的MCS-51系列（本次选用8051）单片机为基础，简单介绍了单片机与键盘之间以及与显示器之间的应用技术。  本次设计中的键盘的识别是一个非常重要的部分，我们此次所用的是非编码键盘，只需要预先写入识别程序，这种方法使得我们的硬件设计变的简洁许多。在设计过程中由于实际情况的要求，我们利用部分器件对单片机进行了数据扩展，以满足计算器系统的工
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