单片机课程设计-计算器.doc

单片机应用 课程设计报告题 目： 简易计算器的设计 院 （系）： 信息科学与技术 专业班级： 通信工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 刘丽 20 12 年 6 月 11 日至20 12 年 6 月 15 日华中科技大学武昌分校 单片机应用 课程设计任务书一、设计（调查报告/论文）题目简易计算器的设计二、设计（调查报告/论文）主要内容通过对计算器的安装调试，需学习掌握完成：（1）单片机系统的整体设计流程。（2）单片机系统的硬件、软件调试方法及相关工具的使用。（3）理解电路原理图与工作过程。（4）各种常见元器件的选择及使用。三、原始资料（1）计算器电路原理图及元器件清单（2）制作套装四、要求的设计（调查/论文）成果用80C51/52单片机小系统编程制作的简易计算器，要求：（1） 要有4位LED显示器。（2） 要有09个数字输入按键，和功能按键分别是 “+”，“-”，“*”，“/”，“=” “CLR”，“RET”。即“加法”，“减法”，“乘法”，“除法”，“等于”，“清除” ，“修改”（3） 显示过程：实验板通电开机后，第一位LED显示器显示“0”，按下相应数字，在按运算键“+ 、- 、*、/ ”后，再按第一组数字，继续按下“=”即可显示整数运算结果。按“清除键”，清除当前LED显示器上的全部数字，按“修改键” ，清除当前LED显示器上右边的一个数字。（4） 能够正确安装和焊接硬件电路板。拿到元器件后，用万用表对电子元器件进行参数测量、检查。焊接时，要焊点饱满、光洁，无虚焊、漏焊、错焊。（5） 熟悉单片机系统的工作原理及调测方法。软硬件安装调测完成后根据系统的工作原理、过程、测试数据及遇到的问题与处理情况、体会等完成课程设计报告，格式符合学校规范标准，字数不少于2000字。五、进程安排第一天：讲解课题，选择课题，分发元器件，焊接、调试硬件；第二天到第四天：编写、调试程序；第五天：系统验收、评分，交课设报告。六、主要参考资料1 陈青.单片机应用课程设计指导书.武汉：华中科技大学武昌分校.2 姜志海.单片机原理及应用.北京：电子工业出版社，2007.3 康华光.电子技术基础模拟部分,北京：高等教育出版社,2003.指导教师（签名）： 20 年 月 日课程设计报告撰写内容、格式与成绩评定一、课程设计报告的撰写内容与要求1.课程设计总结报告应包括：前言、基本原理或理论、设计计算书或实验报告、结论、图纸（框图、流程图）、参考资料等；或调查、访谈报告、调查问卷、调查提纲等。2.课程设计总结报告应书写工整，文句通顺、精炼、逻辑性强，图纸和曲线的绘制应符合规范。3.调查型课程设计应根据调查结果撰写调查报告。调查报告内容包括：题目、参加时间、地点、方式、过程、调查对象一般情况、调查内容、发现的问题、调查结果和调查分析及体会等。调查报告要求语言简练、准确；叙述清楚、明白；数据、资料可靠；结论有理、有据。4.图纸应布局合理，比例恰当，线条分明，字体工整，符合国家制图标准。5.课程设计报告字数要求：理工、艺术类不少于2000字，其他专业不少于3000字。二、课程设计成绩评定1.学生的课程设计成绩由平时成绩、业务考核成绩两部分组成，均为百分制记分，其中平时成绩占总成绩的30%，业务考核成绩占70%。业务考核含设计报告（计算说明书、调查提纲、调查问卷等）、绘制的图纸、编制的软件、制作的模型、撰写的论文或问卷统计、调查分析等的完成及质量情况；平时成绩含设计表现、到课率等。2. 教师按学生实际成绩（百分制，含平时成绩和业务考核成绩两部分）登记并录入教务MIS系统，由系统自动转化为“优秀（90100分）、良好（8089分）、中等（7079分）、及格（6069分）和不及格（60分以下）”五等。1目 录1.课程设计的目的22.课程设计题目描述和要求23.课程设计报告内容23.1 课题设计方案及基本原理23.2 软件设计43.3 调试54.总结5参考资料5附录1电路原理图6附录2 硬件实物图7附录3 源程序清单81 课程设计的目的通过对简易计算器的安装调试，需学习掌握：（1） 单片机系统的整体设计流程。（2） 单片机系统的硬件、软件调试方法及相关工具的使用。（3） Protel绘制电路原理图的方法。（4） 各种常见元器件的选择及使用。2 课程设计题目描述和要求题目描述：简易计算器的设计制作要求：用80C51/52单片机小系统编程制作的简易计算器。（1） 要有4位LED显示器。（2） 要有09个数字输入按键，和功能按键分别是 “+”，“-”，“*”，“/”，“=” “CLR”，“RET”。即“加法”，“减法”，“乘法”，“除法”，“等于”，“清除” ，“修改”（3） 显示过程：实验板通电开机后，第一位LED显示器显示“0”，按下相应数字，在按运算键“+ 、- 、*、/ ”后，再按第一组数字，继续按下“=”即可显示整数运算结果。按“清除键”，清除当前LED显示器上的全部数字，按“修改键” ，清除当前LED显示器上右边的一个数字。（4） 能够正确安装和焊接硬件电路板。拿到元器件后，用万用表对电子元器件进行参数测量、检查。焊接时，要焊点饱满、光洁，无虚焊、漏焊、错焊。（5） 熟悉单片机系统的工作原理及调测方法。软硬件安装调测完成后根据系统的工作原理、过程、测试数据及遇到的问题与处理情况、体会等完成课设报告。3 课程设计报告内容3.1 课题设计方案及基本原理 硬件设计方案及原理分析 图3-1 简易计算机核心硬件电路图芯片选择：本电路采用了主控芯片8051，另外采用了两款辅助译码芯片4511和4028，反向驱动芯片2003。数码管点亮原理：4511辅助单片机对数码管进行段选，单片机的p1口的低四位用来控制4511作段选。本实验中段选为高电平有效 。4028四十译码器辅助单片机对数码管进行位选，单片机的p1口的高四位用来控制4028的输入端作位选。实验中采用的数码管是共阴极的，位选低电平表示选中，电路图中有反向驱动芯片接在数码管与4028之间，故4028输出的高电平的引脚即为被点亮的数码管。通过给p1口赋值，位选段选结合起来便可以实现数码管的各种点亮方式。按键检测原理：通过p2口和p0口与按键地相连。通过检测p2，p0口的数值便可以判断出哪个被按下了，将相应的键值存储在缓存区，若是数字则通过数码管显示出来。3.2 软件设计 软件设计流程图如下 开始读取键值判读键值输入次数KeyPos=9判断m=1判断操作符op=1判断等于equ=1YNNNYY加减乘除add=1dec=13mul=14div=115显示N读第一个操作数KeyPos=0，数字清零计算结果判断清零键clr=1复位 标志位数字都为零3.3 调试 硬件焊接没有出现故障。在程序设计时将jishu3的类型定义为unsigned int 型 ，导致计算数值超过4位时便出错，显示紊乱的数据。将数据类型定义为unsigned long int 型后没有出现故障。 Unsigned int 的数值范围为065535，而unsigned long int 的数值范围为04294967295，由此可见在数据类型定义的时候要充分考虑运算范围，这种错误在程序编译时不会报错，但在实际中却会出现计算紊乱。 4 总结 这学期学习了有关单片机的知识，对单片机工作原理有一定的认识，对数码管和按键的的原理比较熟悉，在课堂上学习了汇编语言编程，在电子协会学习了c语言编程。这次的课程设计的电路中是用译码器作为段选的，所以显示程序必须根据电路来设计，先把段选送到P1口的低四位，然后再把位选送到P1口的高四位，通过按键的读和回馈点亮数码管。在程序设计过程中，先考虑怎么通过按键扫描来读取按键值判断是数字（要考虑多位的移位的判断和显示）或者是操作符（要根据此判断前后数字的互异和等号），读取的数字怎么送显示等，还要与电路紧密相结合。键盘的防抖动的延时时间要比较精确，时间长了或短了都会影响键盘的灵敏度。 参考文献1 姜志海.单片机原理及应用.北京：电子工业出版社，2007.2 陈青.单片机应用课程设计指导书.武汉：华中科技大学武昌分校.3 康华光.电子技术基础模拟部分,北京：高等教育出版社,2003. 附录1电路原理图附录2 硬件实物图 附录3 源程序清单#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intbit equ; /等号判断bit clr; /清零标志bit add; /加标志bit dec; /减标志bit mul; /乘标志bit div; /除标志bit op; /算术符号标志bit mov1;bit m;uchar KeyPos;uchar KeyNo; /键值uint result; /计算结果uint PreNum,LatNum;/前操作数，后操作数uchar NumBufe8;uchar Tcode=0,16,32,48,64,80,96,112;void ChangeNum(uchar *p,uchar nCount,uchar mCount) if(nCount0) *(p+ncount)=*(p+ncount-1); ncount-; NumBufe0=mCount; void Display(void) /显示 int t; for(t=0;t=7;t+) P1=Tcodet+NumBufet;Delay(1); void ResultNum(void)/算法 if(op) if(add) result=PreNum+LatNum; if(dec) result=PreNum-LatNum; if(mul) result=PreNum*LatNum; if(div) result=PreNum/LatNum; if(clr) NumBufe8=0;add=dec=mul=div=op=equ=PreNum=LatNum=result=mov1=0; NumBufe7=result/10000000; NumBufe6=result/1000000%10; NumBufe5=result/100000%10; NumBufe4=result/10000%10; NumBufe3=result/1000%10; NumBufe2=result/100%10; NumBufe1=result/10%10; NumBufe0=result%10; op=0;equ=0; void Keyscan(void)/扫描键盘 if(P0!=0xFF) Delay(1); if(P0!=0xFF) switch(P0) case 0xFE:while(P0=0xFE); KeyNo=7; ChangeNum(NumBufe,KeyPos,KeyNo);KeyPos+;break; case 0xFd:while(P0=0xFd); KeyNo=8; ChangeNum(NumBufe,KeyPos,KeyNo);KeyPos+;break; case 0xFB:while(P0=0xFb); KeyNo=9; ChangeNum(NumBufe,KeyPos,KeyNo);KeyPos+;break; case 0xF7:while(P0=0xF7); op=1;add=1;m=1; break; case 0xEF:while(P0=0xef); KeyNo=4; ChangeNum(NumBufe,KeyPos,KeyNo);KeyPos+;break; case 0xDF:while(P0=0xdf); KeyNo=5; ChangeNum(NumBufe,KeyPos,KeyNo);KeyPos+;break; case 0xBF:while(P0=0xbf); KeyNo=6; ChangeNum(NumBufe,KeyPos,KeyNo);KeyPos+;break; case 0x7F:while(P0=0x7f);op=1;dec=1;m=1; break; if(P2!=0xFF) Delay(1); if(P2!=0xFF) switch(P2) case 0xFE:while(P2=0xFE); KeyNo=1; ChangeNum(NumBufe,KeyPos,KeyNo);KeyPos+;break; case 0xFd:while(P2=0xFd); KeyNo=2; ChangeNum(NumBufe,KeyPos,KeyNo);KeyPos+;break; case 0xFB:while(P2=0xFb); KeyNo=3; ChangeNum(NumBufe,KeyPos,KeyNo);KeyPos+;break; case 0xF7:while(P2=0xF7);op=1;mul=1;m=1; break; case 0xEF:while(P2=0xef); KeyNo=0; ChangeNum(NumBufe,KeyPos,KeyNo);KeyPos+;break; case 0xDF:while(P2=0xdf); clr=1; break; case 0xBF:while(P2=0xbf); op=1;div=1;m=1; break; case 0x7F:while(P2=0x7f); equ=1; break; Void Clear(void