单片机开发之LCD1602显示实验

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 一、实验题目

3.7 LCD 1602显示实验

二、实验要求

1、画出实验的流程图

2、编写源程序并进行注释

3、记录实验过程

4、记录程序运行结果截图

三、实验过程及结果分析

要求利用LCD1602和16个按键实现简单的十进制数的加减乘除四则运算。其中按键KEY0-KEY9代表数字0-9，按键KEY10-KEY13分别代表运算符+、-、*、/，按键KEY15代表=，按键KEY14代表清除命令。不管什么时候按下清除按键，计算过程均将停止，两个输入变量清零，屏幕将清屏。

LCD1602第一行用于显示所输入的两个计算数以及计算符，第二行用于显示计算结果，结果允许为附属，但输入的两个输入数都必须是双字节正整数范围内的数，即0-32767.除数必须保证不为0，否则将报错。在有余数除法中，必须能同时显示商与余数。

1. 在Proteus 环境下建立图1所示原理图，并将其保存为LCD1602_self.DSN 文件：

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图1：实验原理图

2. 编写源程序，将其保存为LCD1602_self.c。运行Keil开发环境，建立工程LCD1602_self.uV2，CPU 为AT89C51，包含启动文件STARTUP.A51。将C 语言源程序LCD1602_self.c 加入工程LCD1602_self.uV2，并设置工程LCD1602_self.uV2 属性，将其晶振频率设置为12MHz，选择输出可执行文件，仿真方式为选择硬仿真，并选择其中的“PROTEUS VSM

MONITOR 51 DRIVER”仿真器。

3. 构造（Build）工程LCD1602_self.uV2。如果输入有误进行修改，直至构造正确，生成可执行程序LCD1602_self.hex 为止，为AT89C51 设置可执行程序LCD1602_self.hex。

4. 运行程序，点击按键输入数据与运算符，计算，观察计算结果，并验证其是否正确，输入过程中，按“清除按键”观察结果，重新输入数据计算并验证。

   1）加法：1+2=3，如图2：

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图2：加法测试

2）减法：5-3=2，如图3：

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图3：减法测试

3）特殊情况：6-9=-3，如图4：

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图4：负数减法测试

4）乘法：4*5=20，如图5：

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图5：乘法测试

  5) 除法：20/5=4，如图6：

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图6：除法测试

6) 带余数的除法，如图7：

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图7：带余数的除法测试

7) 除法为0报错，如图8：

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图8：除法为0报错

8) 清零，如图9：

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图9：清零

四、实验流程图

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图10：实验流程图

编程时要有一个状态变量，该变量用于记录当前是输入的哪个变量。输入第一个变量，遇到输入运算符时结束第一个变量的输入。输入第二个变量，遇到“=”号时结束第二个变量的输入，并且开始计算结果。

计算结果由于是16 进制的，要将其转换成十进制，并将该十进制的数转换成字符串后逐位显示出来。减法时要注意结果是否为负，除法时要注意除数是否为0，结果是否带有余数。另外，按键要注意去抖动处理。

采用的是逐行扫描，扫描的时候将要扫描的行置0，其余的行置1；扫描过程中，所有的列全部置1，当某一行的其中一个按键被按下，且正好扫描到这一样，那么所在的列将会被置0. 这时只需要；将行与1111相与即可判断那一列为0，即按下了哪一列。也是实验3.6中键盘扫描的基本思路。

五、实验源代码

#include<reg51.h>     //预处理伪指令#define uint unsigned int #define uchar unsigned charsbit lcden=P1^5;       //定义引脚E使能端，高到低液晶模块执行任务sbit rs=P1^7;sbit rw=P1^6;         // 控制读写sbit busy=P0^7;char i,j,temp,num;long a=0,b=0,c=0,d=0;  //初始化a参与运算的第一个数，b参与运算的第二个数，c得数，d余数 float a_c,b_c;uchar flag,signal;  //flag表示运算符是否按下                //signal表示按下运算符的名称uchar code table[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0x2b-0x30,0x2d-0x30,0x2a-0x30,0x2f-0x30,0x01-0x30,0x3d-0x30};	 //定义table数组uchar code error[]="Error!";	//定义error数组，用于显示除数为0的情况void delay(uchar z)     // 设置延迟函数                       {	uchar y;	for(z;z>0;z--)    	for(y=0;y<110;y++);}void check()      // 判断系统状态                 {	do	{	    P2=0xFF;	    rs=0;        	    rw=1;        	    lcden=0;     	    delay(1);    	    lcden=1;     	}	while(busy==1);  //判断是否为空闲,1为忙,0为空闲}void lcd_wcmd(uchar com) // 写指令             {	P2=com;          	rs=0;			  	rw=0;			  	lcden=0;		 	check();	lcden=1;		 }void lcd_wdat(uchar date)       // 写数据          {    P2=date;			rs=1;	        	rw=0;				lcden=0;	check();	lcden=1;}void init() //初始化{    num=-1;	lcden=1;             // 使能信号为高电平	lcd_wcmd(0x38);       // 8位,2行，5X7点阵	lcd_wcmd(0x0c);      //显示开,光标关,不闪烁	lcd_wcmd(0x06);     //增量方式不移位，地址自动增加 	lcd_wcmd(0x80);     //检测忙信号	lcd_wcmd(0x01);       //清屏	i=0;	j=0;	flag=0;   	signal=0;    }void keyscan() 	 // 键盘扫描{	P3=0xfe; 	  //扫描第一行，后四位是行								if(P3!=0xfe)	{   		delay(20);	//延时去抖动   		if(P3!=0xfe)		//第一行有键按下     		{    		temp=P3&0xf0;	// 将列与1111进行与操作取列号    		switch(temp)   // 根据与出来的列号进行选择    		{    			 case 0xe0:num=0;       			 break;     			 case 0xd0:num=1;       			 break;      			 case 0xb0:num=2;      			 break;      			 case 0x70:num=3;      			 break;    		}   		}   		while(P3!=0xfe);				   		if(flag==0)    // 没有按过符号键时输入继续赋给第一个数   		{   			a=a*10+table[num]; 		}		else           // 如果按过符号键，则赋给第二个数		{			b=b*10+table[num]; 		}			i=table[num];			lcd_wdat(0x30+i);	//  显示屏写入数字	}	P3=0xfd; //扫描第二行	if(P3!=0xfd)	{	   delay(5);	   if(P3!=0xfd)  // 不等于初值，即代表该行有按键按下	   {			// 第二行有数被按下	    temp=P3&0xf0;	// 列与1111相与，判断按下的列	    switch(temp)	    {	     case 0xe0:num=4;	         break;	      	     case 0xd0:num=5;	         break;	      	     case 0xb0:num=6;	         break;	      	     case 0x70:num=7;	         break;	    }	   }	   while(P3!=0xfd);	   if(flag==0)   //没有按过符号键	    {	     a=a*10+table[num]; 	    }	    else  //按过符号键	    {	     b=b*10+table[num]; 	    }	   i=table[num];	   lcd_wdat(0x30+i); //写入显示屏	}	P3=0xfb; //扫描第三行		if(P3!=0xfb)	{	   delay(5);	   if(P3!=0xfb)	   {	    temp=P3&0xf0;	    switch(temp)	    {	     case 0xe0:num=8;	         break;	      	     case 0xd0:num=9;	         break;	      	     case 0xb0:num=10;	         break;	      	     case 0x70:num=11;	         break;	    }	   }	   while(P3!=0xfb);     // 第三行的话不全是数字 	   if(num==8||num==9)   //按下的是'8','9'	   { 	      if(flag==0) //没有按过符号键	    {	     a=a*10+table[num]; 	    }	    else     //按过符号键	    {	     b=b*10+table[num]; 	    }	   }//0-9用table	   else if(num==10)   // 如果按下的是'+'	   {	    flag=1;	    signal=1;   // signal为1表示按下的是加号	   }	   else if(num==11) //如果按下的是'-'	   {	    flag=1;	    signal=2;  //2表示按下的是减号	   }	   i=table[num];	   lcd_wdat(0x30+i);	}	P3=0xf7;    // 第四行都是符号	if(P3!=0xf7)	{	   delay(5);	   if(P3!=0xf7)	   {	    temp=P3&0xf0;     // 列和1111相与取列号	    switch(temp)	    {	     case 0xe0:num=12;	         break;	      	     case 0xd0:num=13;	         break;	      	     case 0xb0:num=14;	         break;	      	     case 0x70:num=15;	         break;	    }	   }	   while(P3!=0xf7);	   switch(num)	   {	    case 12:{lcd_wdat(0x30+table[num]); flag=1;signal=3;}	     break;	    case 13:{lcd_wdat(0x30+table[num]); flag=1;signal=4;}                //运算符号用table   	     break;	    case 14:{lcd_wcmd(0x01);i=0;j=0;a=0;b=0;c=0;d=0;flag=0;signal=0;}    //按下的是"清零" ，0x01指令	     break;	    case 15:{j=1;	       if(signal==1)	//+号		   {			   lcd_wcmd(0x80+0x40); //第二行	           	           c=a+b;			   lcd_wdat(0x3d);	           while(c!=0)		       {			    if(c/10000!=0)			    {				lcd_wdat(0x30+c/10000);				c=c%10000;			   	lcd_wdat(0x30+c/1000);				c=c%1000;			   	lcd_wdat(0x30+c/100);				c=c%100;				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);			    }  				else if(c/1000!=0)				{				lcd_wdat(0x30+c/1000);				c=c%1000;			   	lcd_wdat(0x30+c/100);				c=c%100;				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);				}			    else if(c/100!=0)			    {			   	lcd_wdat(0x30+c/100);				c=c%100;				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);			    }	            else if(c/10!=0)			    {				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);				    }				else if(c/10==0)			    {				lcd_wdat(0x30+c);		        }			   a=0;b=0;c=0;flag=0;signal=0;	          }		  }	      else if(signal==2)			  {		  	   lcd_wcmd(0x80+0x40); //第二行	           if(a-b>0)	           c=a-b;	           else 	           c=b-a;				 //c为绝对值			   lcd_wdat(0x3d);     //写"="           	           			   if(a-b<0)	           lcd_wdat(0x2d);	    //小于0时为负号			   while(c!=0)			//若c不为0			   {			    if(c/10000!=0)			 //则先从最高位写起			    {				lcd_wdat(0x30+c/10000);				c=c%10000;			   	lcd_wdat(0x30+c/1000);				c=c%1000;			   	lcd_wdat(0x30+c/100);				c=c%100;				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);			    }  	            else if(c/1000!=0)			    {			   	lcd_wdat(0x30+c/1000);					c=c%1000; 			   	lcd_wdat(0x30+c/100);				c=c%100;				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);			    }			    else if(c/100!=0)			    {			   	lcd_wdat(0x30+c/100);				c=c%100;				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);			    }	            else if(c/10!=0)				{				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);					}				else if(c/10==0)				{				lcd_wdat(0x30+c);				}			    a=0;b=0;c=0;flag=0;signal=0;            	          	           }	   	  }	      else if(signal==3)  //乘号的情况		  {			   lcd_wcmd(0x80+0x40);	           c=a*b;			   lcd_wdat(0x3d); 			   while(c!=0)			   {    			   if(c/10000!=0)			    {				lcd_wdat(0x30+c/10000);				c=c%10000;			   	lcd_wdat(0x30+c/1000);				c=c%1000;			   	lcd_wdat(0x30+c/100);				c=c%100;				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);			    }  	          		            else if(c/1000!=0)			    {			   	lcd_wdat(0x30+c/1000);				c=c%1000;			   	lcd_wdat(0x30+c/100);				c=c%100;				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);			    }			    else if(c/100!=0)			    {			   	lcd_wdat(0x30+c/100);				c=c%100;				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);			    }	            else if(c/10!=0)				{				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);					}				else if(c/10==0)				{				lcd_wdat(0x30+c);				}			    a=0;b=0;c=0;flag=0;signal=0;	           }	      }	      else if(signal==4)	//除号的情况		  {			   lcd_wcmd(0x80+0x40);	           lcd_wcmd(0x06);			   if(b==0)			   {				 	i=0;					while(error[i]!='\0')					{						lcd_wdat(error[i]); 						i++;					}					a=0;b=0;c=0;flag=0;signal=0;				}							//被除数为0显示error				else if((a%b==0)&&(b!=0))	// 整除时输出c				{			    	lcd_wdat(0x3d);                              	            	c=a/b;					if(a/b<=0)					{	             	lcd_wdat(0x30); 	            	}				 while(c!=0)			     {				 if(c/10000!=0)			    {				lcd_wdat(0x30+c/10000);				c=c%10000;			   	lcd_wdat(0x30+c/1000);				c=c%1000;			   	lcd_wdat(0x30+c/100);				c=c%100;				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);			    }  				  else if(c/1000!=0)			    {			   	lcd_wdat(0x30+c/1000);				c=c%1000;			   	lcd_wdat(0x30+c/100);				c=c%100;				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);			    }			     else if(c/100!=0)			     {			   	 lcd_wdat(0x30+c/100);				 c=c%100;				 lcd_wdat(0x30+c/10);				 c=c%10;				 lcd_wdat(0x30+c);			     }	             else if(c/10!=0)				 {				 lcd_wdat(0x30+c/10);				 c=c%10;				 lcd_wdat(0x30+c);					 }				 else if(c/10==0)				 {				 lcd_wdat(0x30+c);				 }			     a=0;b=0;c=0;flag=0;signal=0;	            }			   }			   else if((a%b!=0)&&(b!=0))	//若不整除输出c```d			   {					c=a/b;					d=a%b;					lcd_wdat(0x3d);  					if(a/b<=0)					{	             	lcd_wdat(0x30); 	            	}				while(c!=0)			    { 				 if(c/10000!=0)			    {				lcd_wdat(0x30+c/10000);				c=c%10000;			   	lcd_wdat(0x30+c/1000);				c=c%1000;			   	lcd_wdat(0x30+c/100);				c=c%100;				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);			    }  				else if(c/1000!=0)			    {			   	lcd_wdat(0x30+c/1000);				c=c%1000;			   	lcd_wdat(0x30+c/100);				c=c%100;				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);			    }                           			   	else if(c/100!=0)			    {			   	lcd_wdat(0x30+c/100);				c=c%100;				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);			    }	            else if(c/10!=0)			    {				lcd_wdat(0x30+c/10);				c=c%10;				lcd_wdat(0x30+c);				    }				else if(c/10==0)			    {				lcd_wdat(0x30+c);			    }			    a=0;b=0;c=0;flag=0;signal=0;	           }					lcd_wdat(0x2e);					lcd_wdat(0x2e);					lcd_wdat(0x2e);				if(d/10000!=0)			    {				lcd_wdat(0x30+d/10000);				d=d%10000;				lcd_wdat(0x30+d/1000);				d=d%1000;			   	lcd_wdat(0x30+d/100);				d=d%100;				lcd_wdat(0x30+d/10);				d=d%10;				lcd_wdat(0x30+d);			    }				else if(d/1000!=0)			    {				lcd_wdat(0x30+d/1000);				d=d%1000;			   	lcd_wdat(0x30+d/100);				d=d%100;				lcd_wdat(0x30+d/10);				d=d%10;				lcd_wdat(0x30+d);			    }				else if(d/100!=0)			    {			   	lcd_wdat(0x30+d/100);				d=d%100;				lcd_wdat(0x30+d/10);				d=d%10;				lcd_wdat(0x30+d);			    }	            else if(d/10!=0)			    {				lcd_wdat(0x30+d/10);				d=d%10;				lcd_wdat(0x30+d);					}				else if(d/10==0)				{				lcd_wdat(0x30+d);		            }	           }	      }	     break;	   }	} } }main()	// 定义主程序{	init();	//初始化子程序	while(1)	  //一直循环	{   		keyscan();  // 键盘扫描函数扫描输入	}}				

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