单片机课程设计_计算器.doc

福州大学至诚学院单片机原理及应用课程设计题 目： 计算器 系 别： 电气工程及其自动化 专 业： 电气工程与自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 起止日期： 2009.12.28 2010.1.8 指导教师： 职 称： 课程设计任务书一、课程设计的要求和内容（包括原始数据、技术要求、工作要求）计算器 要求:1、用89C51单片机、键盘、数码管设计计算器。2、编程实现6位数的加减乘除,输入的数通过键盘给出,并由数码管显示结果 。3、能实现连续的加减乘除。4、实现十进制转十六进制，并显示结果。二、课程设计图纸内容及张数1PTOTEUS 仿真原理图一份；2程序流程图。三、课程设计实物内容及要求1 理解项目的需求，编写说明文档；2 设计程序流程图、编写程序源码（要求必要的注释）；3 利用PROTEUS软件对程序进行模拟；4写设计报告，演示并简要说明设计要点，分析存在的问题及解决方法。四、主要参考资料1 李朝青.单片机原理及接口技术（第3版）. 北京航空航天大学出版社.2006 2 田立 田青 代万震.51单片机C设计快速入门 .人民邮电出版社.20073 楼然苗 李光飞.51单片机设计实例.北京航空航天大学出版社.20044 王守中51单片机开发入门与典型实例. 人民邮电出版社.2007 任务下达日期 2009 年 12 月 27 日完成日期 2010 年 01 月 08 日指导教师 （签名）学 生 （签名）目 录1.设计概述22.硬件电路图3 3.软件设计43.1 设计流图43.2程序54结论 134.1测试结果134.2遇到问题134.3如何解决135参考文献 15附录：键盘内部原理图 151、设计概述1.1实现功能1、通过键盘实现6位数的加减乘除,并由数码管显示结果 。2、能实现连续的加减乘除。3、实现十进制转十六进制，并显示结果。1.2硬件连接P3口接4*4键盘，P2口接锁存器，锁存器与数码管相连，P1口接锁存器允许端，P0.0接16进制转换开关。具体参看电路图。1.3设计思路1、通过键盘扫描获取键值2、判断键值进行处理3、显示结果1.4程序模块1、主程序2、十六进制显示3、四则运算4、键盘扫描程序5、显示程序2、硬件电路图3、软件设计3.1设计流程图:初始化扫描键盘是否为数值显示数值或错误是否按下10转16进制显示16进制数运算显示结果 N Y N Y 主要程序流程说明：主程序首先进行初始化， 设定一些变量及其意义，扫描键盘，当输入有09数字时，通过键盘的扫描程序， 将数值赋给second并在显示器上来，当输入的是加减符号的时候，通过键盘的扫面程序，赋予OP相应值，并跳到运算部分，通过判断preop的值，执行相应的运算部分，将OP的值赋给preop并把second的值赋给first。再一次通过输入09的数字，再一次经过键盘的扫描程序，输出second的值，最后通过输入键盘上的等号，右键盘扫描得出相应的OP，跳到运算部分，根据程序的流程，将第一个数的跟第二个数进行简单的加、减、乘、除运算，并将结果通过显示器输出。同理，当需要进行进制之间的转换时，输入相应的数字，通过键盘的扫描不显示在显示器上，再通过控制，进制转换开关，如果进制转换开关置0 按下，就实现了进制之间的相互转换。3.2程序#include int zixing16=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77, 0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;/十六进制对应字符int op=0;/用来存储+、-、*、/操作符 int key=20;/按键初值int biaoji=0;/是否已计算并显示标记int pn=0;/当前按键是否为数字long result=0;/存入初值long b=0;/暂存数初值int kbscan(void); /声明键盘扫描程序void display(long temp); /声明显示程序void sljzxs(int temp); /十六进制显示程void yunsuan(void); /声明运算程序void dlms(void); /声明延时程序 /主程序/void main(void) int i,j=0; P0=0x01; /进制转换开关置0 P1=0X00;/送数口 P2=0X00;/片选口 while(1) key=kbscan();/获取键值 if(key=16&biaoji=0) /如果进制转换开关置0 按下 if(op=0&pn=1) sljzxs(result);result=0;/显示16进制数，传送值清0 if(key=0&key=9) /如果KEY在0到9之间，证明键盘按下的是数值 if(result=10&key=13) /如果KEY在10到13之间，证明键盘按下的是操作符键 if(biaoji=1) op=key;/标记为1，已显示结果，只改变运算符 else if(op=0&pn=0) ;/之前无按键 else if(op=0&pn=1)/之前只按过数字键 op=key;b=result;result=0;/记录符号，将当前数存入b中 else if(op!=0&pn=0) op=key;/之前按过数字和符号 else /之前按过数字和符号及数字 yunsuan();op=key;b=result;result=0;/输出结果，再记录符号，将当前数存入b中 pn=0; if(key=14) /如果KEY位14时，证明键盘按下的是C/ON键 P2=0xff;/清空 P1=0x00; P2=0x20;/显示0 P1=0x3f; op=0;/初始化 result=0; b=0; biaoji=0; pn=0; if(key=15) /如果KEY位为15时，证明键盘按下的是=键 if(biaoji=0)/如果未显示过结果 if(op!=0&pn=1)/之前按过数字和符号及数字 yunsuan();b=result;result=0;op=0;/输出结果，将当前数存入b中，符号位及结果清0 pn=0; for(i=0;i0)/直到k=0停止循环 n=k%16;/取最低位 P1=zixingn;/显示低位 k=k/16;/去掉最低位 r=P2=(r1);/左移一位 P1=0x00;/移位后会再送数，所以要置0 while(P0=0x00);/等待按键放开 biaoji=1; /四则运算/void yunsuan(void) switch(op) case 10: result=b+result; display(result); break; case 11: result=b-result; display(result); break; case 12: result=b*result; display(result); break; case 13: result=b/result; display(result); break; default: break; biaoji=1;/延时程序/void dlms(void) int i; for(i=0;i250;i+)/键盘扫描程序/int kbscan(void) int p,a,n; P3=0xf0;/高4位置高，低4位置低 while(P3&0xf0)!=0xf0|P0=0x00) /有按键则高位不全为1 dlms();/延时以防干扰 if(P3&0xf0)!=0xf0|P0=0x00)/确实有按键 if(P0=0x00) return(16); p=0xfe; / p= 1111 1110从第1行开始扫描 while(p&0x10)!=0)/当第5位为0时停止循环扫描，此时已扫描4行 P3=p; /装入行扫描值 if(P3&0xf0)!=0xf0)/如果此行有按键，接下去获取键值 a=P3; /P口值送置a /键码对应的数值 if(a=0xd7)n=0; /4行2列为0 if(a=0xeb)n=1; /3行1列为1 if(a=0xdb)n=2; /3行2列为2 if(a=0xbb)n=3; /3行3列为3 if(a=0xed)n=4; /2行1列为4 if(a=0xdd)n=5; /2行2列为5 if(a=0xbd)n=6; /2行3列为6 if(a=0xee)n=7; /1行1列为7 if(a=0xde)n=8; /1行2列为8 if(a=0xbe)n=9; /1行3列为9 if(a=0x77)n=10; /4行4列为+ if(a=0x7b)n=11; /3行4列为- if(a=0x7d)n=12; /2行4列为* if(a=0x7e)n=13; /1行4列为/ if(a=0xe7)n=14; /4行1列为on if(a=0xb7)n=15; /4行3列为= while(P3&0xf0)!=0xf0);/等待按键放开 return(n);/返回键值 else /不在第1行，左移继续扫描 p=(p=1000000|k-99999) /最高位大于10，显示错误E0001 P2=0x01;r=0x01;P1=0x79; r=(r1);P2=r;P1=0X3f; r=(r1);P2=r;P1=0X3f; r=(r1);P2=r;P1=0X3f; r=(r1);P2=r;P1=0x06; else if(k=-99999)/显示负数 P2=0xff;P1=0x00;/清空 P2=0x01;P1=0x40;/显示负号 P2=0x20;/选定第一位 k=-k;/取反 while(k0)/同正数显示 n=k%10; P1=zixingn; k=k/10; r=(r1); P2=r; P1=0x00; else/显示正数 P2=0xff;P1=0x00;/清空 P2=0x20;/选定第一位 if(k=0) P1=0x3f;/如果是0显示0 while(k0) /由个位开始显示数值 n=k%10;/取最低位 P1=zixingn;/显示低位 k=k/10;/去掉最低位 r=(r1);/左移一位 P2=r; P1=0x00;/移位后会再送数，所以要置0 4、结论4.1、测试结果用Keil uVision3编写程序，经检查成功后，通过编译链接产生*.hex文件，并用Proteus 7.5设计绘制电路图，并将生成的*.hex文件导入芯片中，进行仿真。仿真结果为：1、由键盘输入，能实现6位数加减乘除计算。2、能实现连续的加减乘除。 3、输入时符合输入习惯。4、溢出时能显示错误。5、能通过16进制开关实现16进制转换。6、没有再发现漏洞。4.2、遇到问题1、不懂得按键原理。2、如何知道之前键入的字符，以便处理当前键入字符。3、长按会连续送数 。4、若先输入乘或除时显示结果始终为0，不合要求。5、左移命令的问题。4.3、如何解决1、看课本223页得知原理：a、判断是否有按键：列高4位置1，行低4位置0，如果有按键，总有一列线被置0，使列输入不全位1 。b、行扫描：列高4位置1，行低4位为1110，即从第0行开始扫描，若此行有按键，必有列位被置0，否则左移继续扫描，读取键位值。按键扫描流程图：开始有按键？延时n=16有按键？行扫描获取键值，返回键值n在此行已扫4行n=16返回左移1位2、加入标记就能通过查看标记值得知之前键入字符。3、加一条命令while(P3&0xf0)!=0xf0);可等待按键放开后才继续。4、问题原因：初始化时使当前数为0。通过判断之前键入字符讨论处理后，可解决问题。5、查书后明白左移后末位补的是0，而要补的是1。所以要加一条或命令。心得：这次的设计，加深了我对单片机的理解，编写程序必须严谨，认真，有耐心，才能成功。 遇到问题：由于接触单片机课程的时间尚短，专业知识还不扎实，在编写程序时难免受阻，要常翻阅课本查阅