本系统选用AT89C52单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路，实现对计算器的设计，具体设计如下：

（1）由于设计的计算器要进行四则运算，为了得到较好的显示效果，经综合分析后，最后采用LED 显示数据和结果。

（2）采用键盘输入方式，键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、×、÷）、清除键(on\c)和等号键（=），故只需要16 个按键即可，设计中采用集成的计算键盘。

（3）在执行过程中，开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LED显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LED上输出运算结果。

（4）错误提示：当计算器执行过程中有错误时，会在LCD上显示相应的提示,如：当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时，计算器会在LED上提示八个0；当除数为0时，计算器会在LED上会提示八个负号。

大家可以看出来电路本身设计并不困难，最重要的是程序设计。

本程序相对于例程要复杂得多，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。

#include

sbitADDR0=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[]={//数码管显示字符转换表

0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,

0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E

};

unsignedcharLedBuff[6]={//数码管显示缓冲区

0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF

};

unsignedcharcodeKeyCodeMap[4][4]={//矩阵按键编号到标准键盘键码的映射表

{0x31,0x32,0x33,0x26},//数字键1、数字键2、数字键3、向上键

{0x34,0x35,0x36,0x25},//数字键4、数字键5、数字键6、向左键

{0x37,0x38,0x39,0x28},//数字键7、数字键8、数字键9、向下键

{0x30,0x1B,0x0D,0x27}//数字键0、ESC键、回车键、向右键

};

unsignedcharKeySta[4][4]={//全部矩阵按键的当前状态

{1,1,1,1},{1,1,1,1},{1,1,1,1},{1,1,1,1}

};

voidKeyDriver();

voidmain(){

EA=1;//使能总中断

ENLED=0;//选择数码管进行显示

ADDR3=1;

TMOD=0x01;//设置T0为模式1

TH0=0xFC;//为T0赋初值0xFC67，定时1ms

TL0=0x67;

ET0=1;//使能T0中断

TR0=1;//启动T0

LedBuff[0]=LedChar[0];//上电显示0

while(1){

KeyDriver();//调用按键驱动函数

}

}

/*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*/

voidShowNumber(unsignedlongnum){

signedchari;

unsignedcharbuf[6];

//把长整型数转换为6位十进制的数组

for(i=0;i<6;i++){

buf[i]=num%10;

num=num/10;

}

//从最高位起，遇到0转换为空格，遇到非0则退出循环

for(i=5;i>=1;i--){

if(buf[i]==0){

LedBuff[i]=0xFF;

}else{

break;

}

}

for(;i>=0;i--){//剩余低位都如实转换为数码管显示字符

LedBuff[i]=LedChar[buf[i]];

}

}

/*按键动作函数，根据键码执行相应的操作，keycode-按键键码*/

voidKeyAction(unsignedcharkeycode){

staticunsignedlongresult=0;//用于保存运算结果

staticunsignedlongaddend=0;//用于保存输入的加数

if((keycode>=0x30)&&(keycode<=0x39)){//输入0-9的数字

//整体十进制左移，新数字进入个位

addend=(addend*10)+(keycode-0x30);

ShowNumber(addend);//运算结果显示到数码管

//向上键用作加号，执行加法或连加运算

}elseif(keycode==0x26){

result+=addend;//进行加法运算

addend=0;

ShowNumber(result);//运算结果显示到数码管

//回车键，执行加法运算(实际效果与加号相同)

}elseif(keycode==0x0D){

result+=addend;//进行加法运算

addend=0;

ShowNumber(result);//运算结果显示到数码管

}elseif(keycode==0x1B){//Esc键，清零结果

addend=0;

result=0;

ShowNumber(addend);//清零后的加数显示到数码管

}

}

/*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*/

voidKeyDriver(){

unsignedchari,j;

staticunsignedcharbackup[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4*4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){//按键按下时执行动作

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，推荐调用间隔1ms*/

voidKeyScan(){

unsignedchari;

//矩阵按键扫描输出索引

staticunsignedcharkeyout=0;

staticunsignedcharkeybuf[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

//每行4个按键，所以循环4次

for(i=0;i<4;i++){

//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

if((keybuf[keyout][i]&0x0F)==0x00){

KeySta[keyout][i]=0;

//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

}elseif((keybuf[keyout][i]&0x0F)==0x0F){

KeySta[keyout][i]=1;

}

}

//执行下一次的扫描输出

keyout++;//输出索引递增

keyout=keyout&0x03;//索引值加到4即归零

//根据索引，释放当前输出引脚，拉低下次的输出引脚

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;

}

}

/*数码管动态扫描刷新函数，需在定时中断中调用*/

voidLedScan(){

staticunsignedchari=0;//动态扫描的索引

P0=0xFF;//显示消隐

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中断服务函数，用于数码管显示扫描与按键扫描*/

voidInterruptTimer0()interrupt1{

TH0=0xFC;//重新加载初值

TL0=0x67;

LedScan();//调用数码管显示扫描函数

KeyScan();//调用按键扫描函数

}