基于单片机的多功能计算器设计毕业设计（论文）word格式

电子信息工程专业综合课程设计任务书设计题目基于单片机的多功能计算器设计 设计类型应用型 导师姓名林泽坤史俊主要内容及目标使用AT89C51单片机设计一个多功能计算器，主要用到矩阵键盘，LED数码管显示数据。要求进行硬件、软件系统设计。该计算器可以实现基本的计算还可以实现计时和倒计时的功能。要求：（1）6位数范围内的计算显示（2）要有错误提示具有的设计条件需要购买单片机、数据缓冲器、开关等电子元件一批。大约20元。计划学生数及任务计划需要3人计划设计进程1、从接题开始收集资料、准备设计2、第1周 画出设计框图， 设计 3、第2周 画出电 图， 软件程 进行实 、电 和 ， 时 设计 （1） 学用单片机 第2 ： 大学出 , 2008.8（2） 单片机程 currency1“ 第1 ： 大学出 ，2006.6（3） 单片机基 fi第 第1 ： 大学出 ，1999.8 摘要：单片机的出现fl计算机 的，fl” 系统的 ， ，fi的应用到 生的个，电子、 、信、 、工业等。 设计的多功能 学计算器fl用AT89C51单片机 。该计算器设计fl 用C ，实现 位数范围内的 、 、 、 基本的 算， 该计算器 具备基本的计算功能以还具有计时和倒计时的功能， fl该计算器具有 个工 ，计算 和计时 ， 计时 计时和倒计时的功能，一个 的计算器实现 多功能， 实用和 。该设计电 fl 用AT89C51单片机主要 电 ， 使用74LS245缓冲 电 位LED数码管显示数据，用 矩阵键盘 电 的实 。电 单，fl 实用 。关键 ：AT89C51 多功能 74LS245 LED 矩阵键盘2目 1. 证与选择 .4 1.1 输” 块 .4 1.2 显示 块： .5 2. 其他硬件电 块功能介绍： .6 2.1 块 .6 2.2 主 块 .7 2.3 块 .9 3. 软件设计 .9 3.1 主功能计算器部分 .9 3.2 计时和倒计时部分 .9 3.3 功能按键 .10 3.4 软件流程图 .10 4 硬件设计 .12 4.1 电 工 框图 .12 4.2 硬件电 图 .14 4 3 引脚锁 .14 5. 电 测 结果 .15 5.1 代码提示信息 .15 5.2 转换电 图 .16 5.3 错误提示电 图 .17 5.4 常计算结果显示图 .18 6. 该设计电 的改进思想 .18 7. 小结 .18 8. .19 附 （程 清单） .19 3基于单片机的多功能计算器设计1.方案论证与选择1.1输入模块一： 用独按键 输” 块，其特点：直接用I/O口构 单个按键电 ，接口电 配置灵、按键识别和软件结构 单，fl当键数 多时，占用I/O口 多， 浪费资源 其 图图1所示：VCCKey110KR6VCCKey210KR7VCCKey310KR8VCCKey410KR9P34P35P36P334图1 独的功能按键二： 用矩阵键盘 输”电 ，其特点：电 和软件稍复杂，相 之下，当键数越多时越节约I/O口， 节省资源。其 图图2所示：S2SW-PBS3SW-PBS4SW-PBS5SW-PBS6SW-PBS7SW-PBS8SW-PBS9SW-PBS10SW-PBS11SW-PBS12SW-PBS13SW-PBS14SW-PBS15SW-PBS16SW-PBS17SW-PBP10 P11 P12 P13P15P16P17P14图2 矩阵键盘输”本设计使用键盘输”预置用于计算或计时，按键 多。若 用独按键，需频繁按键，软件设计增 负担，且 界面不友好。若 用矩阵按键，可以 地输”一个数值，使 界面更具人性化，节约 宝贵的I/O口资源。过对 ，故 用 二 系统输” 块。1.2显示模块：一：用LCD显示，要用LCD显示，需要学习其专用的 芯片， HD61203，软件实现 复杂，且LCD的价格昂贵。二： 用LED数码管串行静态显示，虽 其显示亮度，fl果显示器的位数 多，需要增 锁存器，故 静态显示占用I/O口线 多,CPU的开销 大。三： 用LED数码管并行态显示，显示亮度不及静态显示，电 单，适合于显示位数 多的情况。表1 用LED显示器显示十 位进 数的 形代码在下图表示：型 共阳极代码 共阴极代码 型 共阳极代码 共阴极代码0 COH 3FH 9 90H 6FH1 F9H 06H A 88H 77H2 A4H 5BH B 83H 7CH3 B0H 4FH C C6H 39H54 99H 66H D A1H 5EH5 92H 6DH E 86H 79H6 82H 7DH F 8EH 71H7 F8H 07H 灭 FFH 00H8 80H 7FH综 所述， 用 三并行态显示fl本设计最佳显示 。LED数码管显示器由6个光二极管组 ，因 称之6段LED显示器，其排列形状 。注：该设计电 的6段LED数码显示器fl共阳极的。2.其他硬件电路模块功能介绍：2.1驱动模块该设计的 电 fl由74LS245来 的。74LS245fl 常用的芯片，用来 LED或者其他的设备，fl8 相三态双 线收器，可双 输数据。74LS245还具有双 三态功能， 可以输出，可以输”数据。当8051单片机的P0口 线负 到或 过P0最大负 能 时， 接”74LS245等线 器。当片选 /CE 电 有 时，AB/BA=“0”，信 由 B A 输 （接收）AB/BA =“1”，信 由 A B 输 （ ）当/CE电 时，A、B 态。由于P2口始 输出地 的8位，接口时74LS245的三态 /1G和/2G接地，P2口与 器输”线对应相 。P0口与74LS245输” 相 ,/CE 接地， 证数据现 。8051 的/RD 和/PSEN 相与 接 DIR，使 /RD 或/PSEN 有 时，74LS245 输”（P0.iDi），其时 于输出（P0.iDi）。62.2主控制模块该设计的 电 fl 1单片机。 1fl一 节可 程可 currency1存器（“fifl “ ” ” ” fi fl” ）的 电 ，性能 flfi 位 器，称单片机。其引脚图以及工 下：现 要介绍引脚的功能。主电源引脚：2脚：地线 脚： 电源接 或部器引脚： 11 脚：当 用芯片内部时 信 时，接部 的一个引脚 当 用部时 信 时， 脚应接地。 11 脚：当 用芯片内部时 信 时，接部 的一个引脚 当 用部时 信 时，部信 由 脚输”。 、选或电源复用引脚： 脚：复位信 输” 电 ， 脚可接 备用电源，在 功 条件下 内部 fl的数据。 fi 脚： 地 锁存信 输出，当单片机 部存器时该脚的输出信用于锁存的 位地 ，其输出的频 时 频 的1 。fi 程冲输” ，当选用 1单片机时，由 脚输” 程冲。2 脚： 部程 存器选信 ， 电 有 ，用于实现部程 存器的7currency1 。 1脚： 内部或部程 存器选择信 ， ，单片机 部程存器，故对 1 脚能接地 1，单片机 内部程 存器， 对 1和 1 脚应接电 ，若程 值 过 fi“范围，单片机 部程 存器。多功能 fi引：口 2 脚：数据 地 复用 线 口。1口1 脚：1静态用 口。2口21 2 脚：2态 口。 口1 1 脚： 双功能静态 口。 fi 口，还提 特的第二功能，其具 ： 1脚 ：串行数据接收 。 111脚 ：串行数据 。 212脚 ：部 求 ， 电 有 。 1 脚 1：部1 求 ， 电 有 。 1 脚 ： 时器 计数器计数输” 。 1 脚 1： 时器 计数器1计数输” 。 1 脚 ：部数据存器 选， 电 有 。 1 脚 ：部数据存器currency1选， 电 有 82.3操作模块该计算器的实 块下图所示：3.软件设计本 实现的功能部fl由 程 实现。过程 的 使 单的器件实现的功能。3.1主功能计算器部分使用双 度类型来存 计算器的 个输”数值和最 的计算结果，最大接收的输”位数 位， 出 位显示 错，并且需要清 ， 新输”。该计算器能实现整数范围内的 算。3.2计时和倒计时部分出于学习的目的，计时和倒计时 用 时器来实现的。虽 有点误差误差不大基本 到要求。，该计算器还设有 个功能按键，可以输”相应的按键对应的键值，进行 转换或数据更改。93.3功能按键一开始默认的 fl计算 矩阵键盘执行计算 下的功能。按功能键“fi ”切换到计时 在计时 下按“ ”功能键 可切换到计算 在计时 下按“ ”功能键 再按功能键“fi ” 可切换到倒计时 。3.4软件流程图开始计算器初始化fl否计算 fl否计时 YNO YNO执行该 下的 执行该 下的 10开始计算器初始化fl否计算 fl否计时 fl否倒计时 结束YNO YNO YNO执行该 下的 执行该 下的 执行该 下的 114硬件设计4.1电路工作框图74LS245 电 AT89C51主 电 矩阵键盘 电 LED显示电 1274LS245 电 AT89C51主 电 矩阵键盘 电 LED显示电 134.2 硬件电路图43引脚锁定口接 器 2 ；1口接显示器 的段选；2口接 * 矩阵键盘 口接部；145.电路测试结果5.1代码提示信息由于该电 可以实现计算、计时以及倒计时三功能，因 ，会有相应的 转换提示代码信息 ，由于该设计电 存在设计功能有限，所以会有相应的错误提示信息，主要下：相关显示代码：代 显示 1: -EOR-1 被 数等于0 2: -EOR-2 被 数小于 数 3: CHAG-1 表明从计算器 切换到计时 4: CHAG-0 表明从计时器 切换到计算器 5： -PAUSE 暂停 7: -StoP- 停止 8: OPPOSE 切换到倒计时 ；9: -EOR-9 出可显示的最大值。155.2模式转换电路图165.3错误提示电路图175.4正常计算结果显示图6.该设计电路的改进思想出于 水 有限，虽 设计的个计算器具有计算和计时的多功能，fl还有 多不足，例，该计算器能实现整数的 算，无法实现小数以及负数的 算。所以可以该设计电 进行扩 ，真设计一个多功能的 学计算器。7.小结不知不觉， 个星期的单片机实践课程学习 结束 ，在一开始看本书时，对门课程有 大致的 解，fl 的 解，对currency1应用却 fl 糊，有些东西还fl 棱 可，不fl明白，所以一开始进”实 室进行设计 时， fl一头雾水,不知道到底该怎么办好，尤其fl在程 译时，程 经常有错误，让 fl头疼郁闷，可没办法好耐 慢慢找错误，有时真18 都快失去耐 ，可fl还fl不能 弃，于fl 小组 在一起慢慢讨 ，边看书边做，或者 老师和 学， 课没 ，课 还fl会 新再做，直到 出确结 ，虽 花 不少时 ，至少让 学会 多。fl在软件遇到的 题， 在买器材时遇到一些 题。，本来fl要去买 先设 的标准型 的器材，fl在买器材的过程现，有些器材买不到， 时 好 新查阅资料，找具有相应功能的元器件代替， 要严格相近，否 ，会影响电 的功能。在焊接电 的时候，由于有些器件太小 ：贴片电容、贴片电 等，所以难免会焊接错误，时 不停的 找出错误，否 会导致整个电 的损坏。虽 ，在一开始接到个设计任务时， 感觉挺有 的，担 做不好，fl团队的 量fl不可小觑的， 小组三人互相鼓励学习，所以 在讨 一步步进步，最 任务。当， 学到的fl一些最基的东西，还有 多东西还 深”学习，进一步 强。之在单片机学习 受益匪浅。不仅增强 对单片机设计的兴趣，更增强 己的手能 ，要感谢老师的 导和 学的帮助！电子行业fl一门 相当迅的行业，每都会有新的和应用需求，所以，在学好书本知识的 时还要时时关注相关的最新态，学会 主分析解决目前存在的 题。一名电子信息类专业的学生， 目前学习最好的 法 fl多实践，多设计，来的工 好准备。8.参考文献（1） 学用单片机 第2 ： 大学出 , 2008.8（2） 单片机程 currency1“ 第1 ： 大学出 ，2006.6（3） 单片机基 fi第 第1 ： 大学出 ，1999.8 附录（程序清单）* 程 名 ：计算器 主程 ， 据计算器的输”状态分 不 的 数对按键进行 。* 功能 ：当 fl” fl，若有键按下 用 数对键码进行 。 19头 件及 ” ” * 量*” ” ” ” ； 显示数据, 实时显示该数 。工 默认计算器 ” ” fl”； 计算器 1计时 。在” ” 。 ” fl” ” ；” ” ”；” ” ” ” ； ” ” fi” ； 第一个数 ” ” ； 第二个数 ” fi ” ； 算 ” ” ； 算结果 ” ” 1； 计算状态*计算器 主 数* ” ” ” ” ” 1 按键fl不fl fi 。 ” 1 果fl fi 键 手机否fl状态一。 fl” ” 2 果fl状态一 看 fl” ”fl不fl2。fl” ” ； 果fl2 计时器 。 fl” 1；” ； 显示： 1。表明在切换状态。 ” 1；”20 fl” ”； 果 fl” ”不fl2 一。 ” fi” ； 清 所有数据，所有数据 复到状态一。 ” ； ” ； ” 1；” ” fi” ； 清 所有数据，所有数据 复到状态一。 ” ； ” ； ” 1；”果不fl“fi ”键， 先 fl” ”清 。fl” ” ；据不 状态分 不 的键 数 ” ” 1 ”fi” ” ”； 进”状态一。 ” ；” 2 ” ” ”； 进”状态二。 ” ；” ” ” ” ”； 进”状态三。 ” ；” ” ；21 程 名 ：计算器 件初始 及 算。功能 ：在计算器 下，对按键进行响应，清 ，计算结果等 错误代码 ： fi1 被 数等于 fi2 被 数小于 数 fi 出可显示的最大值。 *头 件及 * * 量* ” ” ” ” ；” ” ” ” fi”；” ” ” ” ；” ” ” fi ” ；” ” ” ” ；” ” ” ” ；” ” ”；” ” ” ” ； ” ； 状态一输” 测，若有输” 置一。*计算结果* ” ” fi ” * 法 算* ” 1 ” ” ” fi” ” ；” ” ；” 1； 当被 数等于时显示错误代码fi1 22 ” 1； ” ；* 法 算* ” 2 ” fi”* ” ” ；” ； ” 1； 当结果 出显示范围时显示错误代码fi ” ” ” fi”* ” ； ” ；* 法 算* ” ” fi” ” ” ” fi” ” ；” ” ；” 2； 当被 数小于 数时显示错误代码fi2 ” 1； ” ；* 法 算* ” ” fi” ” ” ；” ； ” 1； 当结果 出显示范围时显示错误代码fi 23” ” ” fi” ” ； ” ；” ” ； ” ” ； ” fi” ； 复计算前初始状态。 ” ； ” 1； ” ；*状态一预 * *1位数 ”第一个数 * fi” ” ” fi” 1 果数 小于 位 ”数 ，否 不执行。 ” fi” ” fi”*1 ； ” ” fi”；*状态一按键 数* ”fi” ” ” ” ” ”果由数 输”， ”数 一。” 11 fi” ； ” ； ” 12 fi” ； ” ； ” 1 fi” ； ” ； ” 21 fi” ； ” ； ” 22 fi” ； ” ； ” 2 fi” ； ” ； 24 ” 1 fi”1； ” ； 1 ” 2 fi”2； ” ； 2 ” fi” ； ” ； ” 2 fi”； ” 1； ” ； ，当 ”数 时，置测标。” 的 ” 主要fl 实现 算功能 ” ” fi” 果fl 算 ， 先 fl否有输”。果没有输”， 数 1fl， ” fi” ” ； 明fl 一 算， 一 算结束 ” ” 第一个数，进行 算。” 1 fi ” 1 ； ” 2； ” ； ” 2 fi ” 2 ； ” 2； ” ； *” fi ” ； ” 2； ” ； ” fi ” ； ” 2； ” ； ” ” ；” ” ” 果有输”， 明fl新计算，常进行。 ” 1 fi ” 1 ； ” 2； ” ； ” 2 fi ” 2 ； ” 2； ” ； *” fi ” ； ” 2； ” ； ” fi ” ； ” 2； ” ； ” ” ； ” ；*状态二预 * 25 1位数 ”第二个数 ” ” 1 果数 小于 位 ”数 ，否 不执行。 ” ” *1 ； ” ” ；状态二按键 数 ” ” ” ” ” ” 状态二下果有数 输” 数 ”数 二，转到状态三。” 11 ； ” ； ” ； ” 12 ； ” ； ” ； ” 1 ； ” ； ” ； ” 21 ； ” ； ” ； ” 22 ； ” ； ” ； ” 2 ； ” ； ” ； ” 1 1； ” ； ” ； 1 ” 2 2； ” ； ” ； 2 ” ； ” ； ” ； ” 2 ； ” ； ” ； 果有 算 输” 算 键码存在 fi ” 。” 1 fi ” 1 ； ” ； ” 2 fi ” 2 ； ” ； *” fi ” ； ” ； ” fi ” ； ” ； ” ” ；26 *状态三预 * 状态三 算 数 ” ” ” ” ” ； ” fi” ” ；fi ” ” ”； ” 2；状态三按键 数 ” ” ” ” ” ” ”状态三下果有数 输”， ”数 二。” 11 ； ” ； ” 12 ； ” ； ” 1 ； ” ； ” 21 ； ” ； ” 22 ； ” ； ” 2 ； ” ； ” 1 1； ” ； 1 ” 2 2； ” ； 2 ” ； ” ；