题目 MSP430 外扩键盘与 LED数码管昆示 一、设计要求 1、基本要求： 1））基于TM1638 模块： 2）实现按键值显示功能 2、 发挥部分： 1）实现简单的计算器功能：加、减、乘、除法功能： 2）实现电子钟 基本要求 系统方案设计 主程序结构安排 各部分实现功能介绍 关键代码分析

一、设计要求

1. 基本要求：

基于TM1638模块，实现按键值显示功能。

2. 发挥部分：

实现简单的计算器功能：加、减、乘、除法功能。

实现电子钟。

二、系统方案设计

本设计采用MSP430单片机作为主控芯片，通过TM1638模块控制LED数码管和按键输入。其中，按键输入通过TM1638模块的引脚直接接入MSP430单片机的GPIO口，LED数码管则通过SPI通信协议与MSP430单片机进行通信。

整个系统的主程序分为两个部分：按键扫描和LED数码管显示。按键扫描通过轮询方式实现，每隔一段时间读取一次按键状态。LED数码管显示则通过SPI通信协议与TM1638模块进行通信实现。

三、主程序结构安排

主程序结构如下：

1. 初始化程序：配置MSP430单片机的GPIO口和SPI通信协议。

2. 按键扫描程序：通过轮询方式读取按键状态，根据按键状态执行相应的操作。

3. LED数码管显示程序：通过SPI通信协议与TM1638模块进行通信，将需要显示的数据发送给TM1638模块，实现LED数码管的显示。

4. 加法运算程序：实现两个数的加法运算。

5. 减法运算程序：实现两个数的减法运算。

6. 乘法运算程序：实现两个数的乘法运算。

7. 除法运算程序：实现两个数的除法运算。

8. 电子钟程序：实现电子钟功能，包括显示当前时间和校准时间。

四、各部分实现功能介绍

1. 初始化程序：主要是对MSP430单片机的GPIO口和SPI通信协议进行配置，使之能够与TM1638模块进行通信。具体实现方式可以参照MSP430单片机的开发文档。

2. 按键扫描程序：通过轮询方式读取按键状态，根据按键状态执行相应的操作。例如，当检测到按下“+”键时，调用加法运算程序实现加法运算。

3. LED数码管显示程序：通过SPI通信协议与TM1638模块进行通信，将需要显示的数据发送给TM1638模块，实现LED数码管的显示。具体实现方式可以参照TM1638模块的开发文档。

4. 加法运算程序：实现两个数的加法运算。具体实现方式可以参照C语言的数学库函数，通过循环实现对两个数的每一位进行相加，最终得到结果。

5. 减法运算程序：实现两个数的减法运算。具体实现方式可以参照C语言的数学库函数，通过循环实现对两个数的每一位进行相减，最终得到结果。

6. 乘法运算程序：实现两个数的乘法运算。具体实现方式可以参照C语言的数学库函数，通过循环实现对两个数的每一位进行相乘，最终得到结果。

7. 除法运算程序：实现两个数的除法运算。具体实现方式可以参照C语言的数学库函数，通过循环实现对两个数的每一位进行相除，最终得到结果。

8. 电子钟程序：实现电子钟功能，包括显示当前时间和校准时间。具体实现方式可以参照MSP430单片机的时钟模块，通过读取时钟寄存器的值实现显示当前时间，通过按下“设置”键和“+”、“-”键实现校准时间。

五、关键代码分析

1. 按键扫描程序：

void key_scan(void) {
    unsigned char key_val = 0;
    key_val = TM1638_ReadKeyboard();
    switch (key_val) {
        case KEY_UP:
            // 执行加法运算
            add();
            break;
        case KEY_DOWN:
            // 执行减法运算
            subtract();
            break;
        case KEY_LEFT:
            // 执行乘法运算
            multiply();
            break;
        case KEY_RIGHT:
            // 执行除法运算
            divide();
            break;
        case KEY_SET:
            // 进入时间设置模式
            clock_set_mode();
            break;
        default:
            break;
    }
}

2. LED数码管显示程序：

void display(unsigned char *buffer) {
    unsigned char i;
    TM1638_Start();
    TM1638_Send(0x40); // 地址自动加 1
    for (i = 0; i < 16; i++) {
        TM1638_Send(buffer[i]);
    }
    TM1638_Stop();
}

3. 加法运算程序：

void add(void) {
    unsigned char a = 0, b = 0, c = 0;
    a = get_number();
    b = get_number();
    c = a + b;
    display_result(c);
}

4. 减法运算程序：

void subtract(void) {
    unsigned char a = 0, b = 0, c = 0;
    a = get_number();
    b = get_number();
    c = a - b;
    display_result(c);
}

5. 乘法运算程序：

void multiply(void) {
    unsigned char a = 0, b = 0, c = 0;
    a = get_number();
    b = get_number();
    c = a * b;
    display_result(c);
}

6. 除法运算程序：

void divide(void) {
    unsigned char a = 0, b = 0, c = 0;
    a = get_number();
    b = get_number();
    c = a / b;
    display_result(c);
}

7. 电子钟程序：

void clock_mode(void) {
    unsigned char hour = 0, minute = 0, second = 0;
    get_time(&hour, &minute, &second);
    display_time(hour, minute, second);
    while (1) {
        if (TM1638_ReadKeyboard() == KEY_SET) {
            clock_set_mode();
            break;
        }
        get_time(&hour, &minute, &second);
        display_time(hour, minute, second);
        delay(1000);
    }
}

void clock_set_mode(void) {
    unsigned char hour = 0, minute = 0, second = 0;
    unsigned char key_val = 0;
    get_time(&hour, &minute, &second);
    display_time(hour, minute, second);
    while (1) {
        key_val = TM1638_ReadKeyboard();
        if (key_val == KEY_SET) {
            break;
        } else if (key_val == KEY_LEFT) {
            if (hour > 0) {
                hour--;
            } else {
                hour = 23;
            }
            display_time(hour, minute, second);
        } else if (key_val == KEY_RIGHT) {
            if (hour < 23) {
                hour++;
            } else {
                hour = 0;
            }
            display_time(hour, minute, second);
        } else if (key_val == KEY_UP) {
            if (minute > 0) {
                minute--;
            } else {
                minute = 59;
            }
            display_time(hour, minute, second);
        } else if (key_val == KEY_DOWN) {
            if (minute < 59) {
                minute++;
            } else {
                minute = 0;
            }
            display_time(hour, minute, second);
        }
    }
    set_time(hour, minute, second);
}

以上代码仅供参考，具体实现方式可以根据实际需求进行修改。