使用51式单片机基于数码管显示设计一个简易计算器

好的，这个设计可以分为以下几个步骤：

1. 确定需要的功能，例如加减乘除、清零、等于等。
2. 设计数码管显示程序，可采用循环扫描或中断方式。
3. 设计按键扫描程序，检测用户输入的按键，并根据不同的按键触发不同的功能。
4. 设计计算程序，根据用户的输入进行相应的计算操作，并将结果显示在数码管上。

下面是一个简单的设计示例，实现加减乘除四则运算：

1. 功能设计：

- 数字键：0-9
- 运算符键：+、-、*、/
- 清零键：C
- 等于键：=

2. 数码管显示程序：

采用中断方式，每隔一定时间刷新一次数码管显示。

3. 按键扫描程序：

采用轮询方式，循环扫描每个按键，检测用户的输入。

4. 计算程序：

根据用户的输入，进行相应的计算操作，例如：

- 数字键：将数字存储到寄存器中。
- 运算符键：将寄存器中的数字和上一次操作的结果进行相应的运算，将结果存储到寄存器中。
- 清零键：将寄存器中的数字清零。
- 等于键：将寄存器中的数字和上一次操作的结果进行相应的运算，将结果显示在数码管上。

具体实现可以参考下面的代码示例（仅供参考）：

#include <reg51.h>

/* 定义数码管各位段选的控制信号 */
#define LED_PORT P0

/* 定义按键的输入信号端口 */
#define KEY_PORT P1

/* 定义按键的控制信号端口 */
#define KEY_CTRL P2

/* 定义计算器状态 */
typedef struct {
    unsigned char num;          // 当前输入的数字
    unsigned char operator;     // 当前的运算符
    unsigned int result;        // 上一次的计算结果
    unsigned char flag;         // 标志位，表示是否需要清零
} CALCULATOR;

CALCULATOR calc = {0, '+', 0, 1};

/* 定义数码管显示的字符集 */
unsigned char LED_TBL[] = {
    0x3f, /* 0 */
    0x06, /* 1 */
    0x5b, /* 2 */
    0x4f, /* 3 */
    0x66, /* 4 */
    0x6d, /* 5 */
    0x7d, /* 6 */
    0x07, /* 7 */
    0x7f, /* 8 */
    0x6f, /* 9 */
};

/* 延时函数 */
void delay_ms(unsigned int ms) {
    unsigned int i;
    while (ms--) {
        for (i = 0; i < 120; i++);
    }
}

/* 数码管显示函数 */
void led_display(unsigned int num) {
    unsigned char i;
    unsigned char buf[4] = {0};

    /* 将数字转换为4位数码管显示的字符 */
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        buf[i] = num % 10;
        num /= 10;
    }

    /* 在数码管上显示字符 */
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        LED_PORT = LED_TBL[buf[i]];
        KEY_CTRL = ~(1 << i);
        delay_ms(2);
        KEY_CTRL = 0xff;
    }
}

/* 按键扫描函数 */
unsigned char key_scan() {
    unsigned char key_val = 0xff;
    unsigned char i;

    /* 确定按下的键 */
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        KEY_CTRL = ~(1 << i);
        if ((KEY_PORT & 0x0f) != 0x0f) {
            delay_ms(10);
            if ((KEY_PORT & 0x0f) != 0x0f) {
                key_val = KEY_PORT & 0x0f;
            }
        }
    }

    /* 确定按下的键的类型 */
    switch (key_val) {
        case 0x0e: /* 数字0 */
            return 0;
        case 0x0d: /* 数字1 */
            return 1;
        case 0x0b: /* 数字2 */
            return 2;
        case 0x07: /* 数字3 */
            return 3;
        case 0x0c: /* 数字4 */
            return 4;
        case 0x0a: /* 数字5 */
            return 5;
        case 0x06: /* 数字6 */
            return 6;
        case 0x08: /* 数字7 */
            return 7;
        case 0x09: /* 数字8 */
            return 8;
        case 0x05: /* 数字9 */
            return 9;
        case 0x0f: /* 没有按键按下 */
            return 0xff;
        case 0x0b: /* 加号 */
            return '+';
        case 0x0a: /* 减号 */
            return '-';
        case 0x09: /* 乘号 */
            return '*';
        case 0x05: /* 除号 */
            return '/';
        case 0x0e: /* 等于号 */
            return '=';
        case 0x0c: /* 清零键 */
            return 'C';
        default:
            return 0xff;
    }
}

/* 计算函数 */
void calculator(unsigned char key) {
    switch (key) {
        case '+':
        case '-':
        case '*':
        case '/':
            /* 计算上一次的结果 */
            switch (calc.operator) {
                case '+':
                    calc.result += calc.num;
                    break;
                case '-':
                    calc.result -= calc.num;
                    break;
                case '*':
                    calc.result *= calc.num;
                    break;
                case '/':
                    calc.result /= calc.num;
                    break;
            }
            /* 更新当前的运算符和数字 */
            calc.num = 0;
            calc.operator = key;
            calc.flag = 1;
            break;
        case '=':
            /* 计算最终结果 */
            switch (calc.operator) {
                case '+':
                    calc.result += calc.num;
                    break;
                case '-':
                    calc.result -= calc.num;
                    break;
                case '*':
                    calc.result *= calc.num;
                    break;
                case '/':
                    calc.result /= calc.num;
                    break;
            }
            /* 显示结果 */
            led_display(calc.result);
            /* 清空计算器状态 */
            calc.num = 0;
            calc.operator = '+';
            calc.result = 0;
            calc.flag = 1;
            break;
        case 'C':
            /* 清空计算器状态 */
            calc.num = 0;
            calc.operator = '+';
            calc.result = 0;
            calc.flag = 1;
            led_display(0);
            break;
        default:
            /* 更新当前的数字 */
            if (calc.flag == 1) {
                calc.num = key;
                calc.flag = 0;
            } else {
                calc.num = calc.num * 10 + key;
            }
            /* 显示当前的数字 */
            led_display(calc.num);
            break;
    }
}

/* 主函数 */
void main() {
    unsigned char key_val;

    /* 初始化按键扫描控制信号 */
    KEY_CTRL = 0xff;

    while (1) {
        /* 扫描按键 */
        key_val = key_scan();
        /* 处理按键 */
        if (key_val != 0xff) {
            calculator(key_val);
        }
    }
}

这个计算器的功能比较简单，可以根据需要进行扩展。