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)綜合性的實驗了。好吧，那我們就來做一個簡易的加法計算器，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)字要實時顯示到數(shù)碼管上，用標(biāo)有向上箭頭的按鍵代替加號，按下加號后可以再輸入一串?dāng)?shù)字，然后回車鍵計算加法結(jié)果，并同時顯示到數(shù)碼管上。雖然這遠(yuǎn)不是一個完善的計算器程序，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。大家可以體會體會劃分函數(shù)的好處，想想如果還是只有主函數(shù)和中斷函數(shù)來實現(xiàn)的話程序會是什么樣子。

其次，大家可以看到我們再把矩陣按鍵掃描分離出動作以后，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)，然后用得到的這個數(shù)據(jù)作為下一步分支判斷執(zhí)行動作的依據(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，也有助于你的設(shè)計與別人的設(shè)計相對接，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)組成的編號可能就變了，我們就要在程序的各個分支中查找修改，稍不留神就會出錯，而采用這種轉(zhuǎn)換后，我們則只需要維護(hù) KeyCodeMap 這樣一個數(shù)組表格就行了，看上去就像是把程序的底層驅(qū)動與應(yīng)用層的功能實現(xiàn)函數(shù)分離開了，應(yīng)用層不用關(guān)心底層的實現(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的時候，厚積薄發(fā)的感覺就來了。同時，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富，可以為你日后的研發(fā)工作加分的哦。

#include <reg52.h>

sbit ADDR0 = P1^0;
sbit ADDR1 = P1^1;
sbit ADDR2 = P1^2;
sbit ADDR3 = P1^3;
sbit ENLED = P1^4;
sbit KEY_IN_1 = P2^4;
sbit KEY_IN_2 = P2^5;
sbit KEY_IN_3 = P2^6;
sbit KEY_IN_4 = P2^7;
sbit KEY_OUT_1 = P2^3;
sbit KEY_OUT_2 = P2^2;
sbit KEY_OUT_3 = P2^1;
sbit KEY_OUT_4 = P2^0;

unsigned char code LedChar[] = { //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
};
unsigned char LedBuff[6] = { //數(shù)碼管顯示緩沖區(qū)
    0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF
};
unsigned char code KeyCodeMap[4][4] = { //矩陣按鍵編號到標(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
};
unsigned char KeySta[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}
};

void KeyDriver();
void main(){
    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1
    TH0 = 0xFC; //為 T0 賦初值 0xFC67，定時 1 ms
    TL0 = 0x67;
    ET0 = 1; //使能 T0 中斷
    TR0 = 1; //啟動 T0
    LedBuff[0] = LedChar[0]; //上電顯示0

    while (1){
        KeyDriver();  //調(diào)用按鍵驅(qū)動函數(shù)
    }
}
/* 將一個無符號長整型的數(shù)字顯示到數(shù)碼管上，num-待顯示數(shù)字 */
void ShowNumber(unsigned long num){
    signed char i;
    unsigned char buf[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--){ //剩余低位都如實轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管顯示字符
        LedBuff[i] = LedChar[buf[i]];
    }
}
/* 按鍵動作函數(shù)，根據(jù)鍵碼執(zhí)行相應(yīng)的操作，keycode-按鍵鍵碼 */
void KeyAction(unsigned char keycode){
    static unsigned long result = 0; //用于保存運(yùn)算結(jié)果
    static unsigned long addend = 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，執(zhí)行加法或連加運(yùn)算
    }else if (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(實際效果與加號相同)
    }else if (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
    }else if (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)動函數(shù)，檢測按鍵動作，調(diào)度相應(yīng)動作函數(shù)，需在主循環(huán)中調(diào)用 */
void KeyDriver(){
    unsigned char i, j;
    static unsigned char backup[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]){ //檢測按鍵動作
                if (backup[i][j] != 0){ //按鍵按下時執(zhí)行動作
                    KeyAction(KeyCodeMap[i][j]); //調(diào)用按鍵動作函數(shù)
                }
                backup[i][j] = KeySta[i][j];//刷新前一次的備份值
            }
        }
    }
}
/* 按鍵掃描函數(shù)，需在定時中斷中調(diào)用，推薦調(diào)用間隔 1 ms */
void KeyScan(){
    unsigned char i;
    //矩陣按鍵掃描輸出索引
    static unsigned char keyout = 0;

    static unsigned char keybuf[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*4 ms 內(nèi)都是按下狀態(tài)時，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*4 ms 內(nèi)都是彈起狀態(tài)時，可認(rèn)為按鍵已穩(wěn)定的彈起
        }else if ((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){
        case 0: KEY_OUT_4 = 1; KEY_OUT_1 = 0; break;
        case 1: KEY_OUT_1 = 1; KEY_OUT_2 = 0; break;
        case 2: KEY_OUT_2 = 1; KEY_OUT_3 = 0; break;
        case 3: KEY_OUT_3 = 1; KEY_OUT_4 = 0; break;
        default: break;
    }
}
/* 數(shù)碼管動態(tài)掃描刷新函數(shù)，需在定時中斷中調(diào)用 */
void LedScan(){
    static unsigned char i = 0; //動態(tài)掃描的索引
    P0 = 0xFF; //顯示消隱

    switch (i){
        case 0: ADDR2=0; ADDR1=0; ADDR0=0; i++; P0=LedBuff[0]; break;
        case 1: ADDR2=0; ADDR1=0; ADDR0=1; i++; P0=LedBuff[1]; break;
        case 2: ADDR2=0; ADDR1=1; ADDR0=0; i++; P0=LedBuff[2]; break;
        case 3: ADDR2=0; ADDR1=1; ADDR0=1; i++; P0=LedBuff[3]; break;
        case 4: ADDR2=1; ADDR1=0; ADDR0=0; i++; P0=LedBuff[4]; break;
        case 5: 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 */
void InterruptTimer0() interrupt 1{
    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)
}

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