51单片机实现4位数以内的加减法

　　中南民族大学，电子信息工程学院，开设了一门课程，叫《嵌入式电路设计》，由舒老师带头，旨在引导低年级的学生入门嵌入式，其内容比较多，包括模电、数电、C语言、单片机、EDA技术等。最近有位师弟找到我，希望我能帮他指导一下，利用AT89C52单片机设计一个最小系统，其中包括矩阵键盘、数码管显示、中断、2位数加减法、定时计数与暂停等功能。我也粗略的设计了一个，在此分享出来，希望能对初学者有所帮助，使更多的人加入到嵌入式的行业来。

　　开发工具：keil

　　仿真工具：proteus

电路图

代码如下：

头文件：inc_all.h

#ifndef INC_ALL_H_
#define INC_ALL_H_

volatile unsigned char keyValue;
volatile unsigned char sign;
volatile long int opr1;
volatile long int opr2;
volatile long int SysValue=0;
volatile int keyCounter;
volatile int cnt50ms=0;
volatile bit StartFlag;

void Init_Timer0();
void Init_Timer1();
void delayms(int t);
unsigned char KeyScan(void);
void showNumber(long int num);
void keyAnalyzing(unsigned char keyval);

#endif

源文件如下：main.c

#include <reg52.h>
#include "inc_all.h"
//=======================================================
//  数码管显示译码,共阴极
//  0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,灭,‘E’,'-'
//=======================================================
unsigned char code table[]={0x3F,0x06,0x5b,0x4F,0x66,
                            0x6d,0x7d,0x07,0x7F,0x6F,
                            0x00/* trun off */,
                            0x79/* Error */,
                            0x40/* - */};
//========================================================
//  定时器0初始化函数，定时50毫秒
//  用键盘上的“START”键启动计数
//  用键盘上的“SUS”键暂停计数
//========================================================
void Init_Timer0()      
{
    TMOD |= 0x01;
    TH0  = 0x3C;
    TL0  = 0xB0;
    TR0  = 0;
    ET0  = 1;
}
//=========================================================
//  定时器1初始化函数
//  定时23毫秒,用于显示
//  初始化后计时启动
//=========================================================
void Init_Timer1()     
{
    TMOD |= 0x10;
    TH1  = 0xA6;
    TL1  = 0x28;
    TR1  = 1;
    ET1  = 1;
}
//=========================================================
//  延时函数
//=========================================================
void delayms(int t)
{
    int i,j;
    for(i=t;i>0;i--)
        for(j=25;j>0;j--)
            ;
}
//=========================================================
//  四位数码管显示函数
//  能自动灭零，自动识别正负号
//  数值超出显示范围时显示错误"E---"
//========================================================= 
void showNumber(long int num)
{
    unsigned char q,s,b,g;
    if(num>=0)
    {
        q = num/1000;
        b = num/100%10;
        s = num/10%10;
        g = num%10;
        if(num<10)
        {
            q = 10;
            b = 10;
            s = 10;
        }
        else if(num<100)
        {
            q = 10;
            b = 10;
        }
        else if(num<1000)
            q = 10;
        else if(num>9999)
        {
            q = 11;     //show error
            b = 12;
            s = 12;
            g = 12;
        }
    }
    else
    {
        if(num>-1000)
        {
            q = 12;
            b = (0-num)/100;
            s = (0-num)/10%10;
            g = (0-num)%10;
        }
        else
        {
            q = 11;     //show error
            b = 12;
            s = 12;
            g = 12;
        }
    }
    P0 = 0x00;
    P0 = table[q];
    P2 = 0xFE;
    delayms(10);
    P0 = 0x00;
    P0 = table[b];
    P2 = 0xFD;
    delayms(10);
    P0 = 0x00;
    P0 = table[s];
    P2 = 0xFB;
    delayms(10);
    P0 = 0x00;
    P0 = table[g];
    P2 = 0xF7;
    delayms(10);       
}
//=========================================================
//  键盘扫描函数
//  返回按键情况，扫描结果
//=========================================================      
unsigned char KeyScan(void)
{
    unsigned char temp=0xF0;
    P1 = temp;
    temp = P1;
    if(temp!=0xF0)
    {
        delayms(5);     //去抖动
        temp = P1;
        if(temp!=0xF0)
        {
            int t=0x01,i;
            for(i=0;i<4;i++)
            {
                P1 = ~(t<<i);
                temp = P1;
                switch(temp)                //按行扫描
                {
                    case 0xee:  return '1';
                    case 0xde:  return '2';
                    case 0xbe:  return '3';
                    case 0x7e:  return '+'; //加号

                    case 0xed:  return '4';
                    case 0xdd:  return '5';
                    case 0xbd:  return '6';
                    case 0x7d:  return '-'; //减号

                    case 0xeb:  return '7';
                    case 0xdb:  return '8';
                    case 0xbb:  return '9';
                    case 0x7b:  return 'r'; //复位

                    case 0xe7:  return '0';
                    case 0xd7:  return 's'; //启动
                    case 0xb7:  return 't'; //暂停
                    case 0x77:  return '='; //等于
                    default:    ;
                }
            }
        }
    }
    return '0';
}
//=========================================================
//  键盘解析函数
//  对扫描得到的键值进行解析
//=========================================================
void keyAnalyzing(unsigned char keyval)
{
    if(keyval>='0' && keyval<='9')
    {
        switch(keyCounter)
        {
            case 0: SysValue = (int)keyval-0x30; 
                    keyCounter++;     
                    break;
            case 1: ;
            case 2: ;
            case 3: SysValue =SysValue*10+(int)keyval-0x30;
                    keyCounter++;
                    break;
            case 4: SysValue =SysValue*10+(int)keyval-0x30; 
                    keyCounter=0; 
                    break;
        }
    }
    else
    {
        switch(keyval)
        {
            case '+':   sign = '+';                        
                        opr1 = SysValue;
                        SysValue = 0;
                        keyCounter = 0;                        
                        break;
            case '-':   opr1 = SysValue;
                        SysValue = 0;
                        keyCounter = 0;
                        sign = '-'; 
                        break;
            case 's':   sign = 's';  
                        TR0 = 1;     //启动计数
                        StartFlag = 1;
                        break;
            case 't':   sign = 't'; 
                        if(StartFlag) 
                            TR0 ^= 1;//暂停/启动计数
                        break;
            case 'r':   sign = 'r';  
                        opr1 = 0;
                        opr2 = 0;
                        SysValue = 0;
                        keyCounter = 0;
                        TR0 = 0;    //停止计数器
                        StartFlag = 0;
                        break;
            case '=':   opr2 = SysValue;
                        if(sign=='+')
                            SysValue = opr1+opr2;
                        else if(sign=='-')
                            SysValue = opr1 - opr2;
                        opr1 = 0;
                        opr2 = 0;
                        keyCounter = 0;
                        sign = '='; 
                        break;
        }
    }
}
//=========================================================
//  主函数main
//  全局采用中断方式，有利于降低功耗
//=========================================================
void main()
{
    EX0 = 1;        //允许外部0中断
    IT0 = 1;        //外部0中断方式为 “下降沿”
    Init_Timer0();  /*初始化定时器0，在键盘上点击“START”后
                    开始计数，定时时间为1秒*/
    Init_Timer1();  /*初始化定时器1，用于定时显示，定时时间
                    为23毫秒，即每隔23毫秒调用一次显示函数*/
    EA  = 1;        //总中断开
    P1 = 0xF0;      //初始键盘接口     
    while(1) ; 
}
//=========================================================
//  按键中断服务函数，采用外部中断0
//  按键中断，在中断里面检测按键并解析按键
//=========================================================
void key_isr(void) interrupt 0
{
    EA = 0;
    keyValue = KeyScan();
    keyAnalyzing(keyValue);
    P1 = 0xF0;
    EA = 1;
}
//=========================================================
//  定时器0中断服务函数
//  用于，定时1秒计数,计数到8888后返回重新新计数
//=========================================================
void timer0_isr(void) interrupt 1
{
    TR0  = 0;
    TH0  = 0x3C;
    TL0  = 0xB0;
    TR0  = 1;   
    cnt50ms++;          
    if(cnt50ms==19)     //计数20次  20*50 = 1000毫秒，即1秒
    {
        cnt50ms = 0;
        SysValue=(SysValue>8887)?0:SysValue+1;
    }
}
//=========================================================
//  定时器1中断服务函数
//  方式1，定时时间为23毫秒
//  用于数码管显示
//=========================================================
void timer1_isr(void) interrupt 3
{
    TR1  = 0;
    TH1  = 0xA6;
    TL1  = 0x28;
    showNumber(SysValue);
    TR1  = 1;   
}