单片机计算器设计说明书

1、 摘 要一般情况下，在进行大量数据运算时，用计算器比手算正确率更高，速度更快。我此次就是利用单片机，LED显示器，键盘和伟福系统设计一个简单的计算器。实现加，减，乘，除，平方，根号等功能。目录第一章 概述3第二章 原理4第三章 原始程序8第四章 改进后的程序14第五章 地址计算20第六章 总结22参考文献23第一章 概 述一个计算器基本需要键盘实现输入功能，显示器实现显示功能。再经过单片机系统和正确的程序实现计算。LED显示器电路，键盘扫描电路。如下图所示： 本设计使用了6位8段LED显示器，它按程序要求显示输入数字和计算结果。本实验还用到一个6*4的小键盘，使用它输入数字和符号指令，它向列扫

2、描码地址输出低电平，然后从行码地址读回。 原程序实现了加减乘除，清零5项功能。改编后的程序增加了平方和开根号两项功能。第二章 原理1.LED显示器本设计使用了6位8段LED显示器，它按程序要求显示输入数字和计算结果为了显示字符，要为LED显示器提供显示断码，组成一个8字形字符7段，再加上一个小数点，共计8段。因此LED显示器的显示断码为一个字节。各断码位的对应关系如下：断码位D7D6D5D4D3D2D1D0显示段dpgfedcba本设计中采用共阴极方式。7段LED显示器字码如下：字符0123456789字符码0x3f0x060x5b0x4f0x660x6d0x7d0x070x7f0x6fLED

3、显示器有静态显示和动态显示两种控制方式。位数太多时，用静态显示所需I/O口太多，不经济。所以本设计中使用动态显示。即用扫描的方法一位一位轮流点亮显示器各位。2.键盘键盘是由6*4的开关矩阵，它是最简单的单片机输入设备，可以通过它输入数据或指令。实现简单的人机对话。可以通过延时的方法实现键盘的去抖动。而且为了实现功能多样化，需要采用编码键盘。键盘的硬件电路如下：3.程序流程图 先是对输入输出数字先是的程序流程图，如下： 总的计算流程图如下： 第三章 原程序 KEYLEDCS连接片选CS1所以位控制口地址0x9002, 段控制口地址地址0x9004，键盘读入口地址0x9001. 根据流程图所示编译

4、程序和注释如下：#define LEDLen 6#define PB1 2#define PB0 1xdata unsigned char OUTBIT _at_ 0x9002; / 位控制口xdata unsigned char OUTSEG _at_ 0x9004; / 段控制口xdata unsigned char IN _at_ 0x9001; / 键盘读入口unsigned char LEDBufLEDLen; / 显示缓冲unsigned char LEDMAP = 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f

5、, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71 / 八段管显示码;void Delay(unsigned char CNT) /延时程序 unsigned char i; while (CNT- !=0) for (i=100; i !=0; i-);void DisplayLED() unsigned char i; unsigned char Pos; unsigned char LED; Pos = 0x20;/ 从左边开始显示 for (i = 0; i = 1;/ 显示下一位 unsigned char KeyTable = 0x16, 0x15, 0x14

6、, 0xff, 0x13, 0x12, 0x11, 0x10, 0x0d, 0x0c, 0x0b, 0x0a, 0x0e, 0x03, 0x06, 0x09, 0x0f, 0x02, 0x05, 0x08, 0x00, 0x01, 0x04, 0x07;/ 键码定义unsigned char TestKey() OUTBIT = 0;/ 输出线置为0 return (IN & 0x0f);/ 读入键状态(高四位不用)unsigned char GetKey() unsigned char Pos; unsigned char i; unsigned char k; i = 6; Pos = 0

7、x20;/ 找出键所在列 do OUTBIT = Pos; Pos = 1; k = IN & 0x0f; while (-i != 0) & (k = 0);/ 键值 = 列 x 4 + 行 if (k != 0) i *= 4; if (k & 2) i += 1; else if (k & 4) i += 2; else if (k & 8) i += 3; OUTBIT = 0;do Delay(10); while (TestKey();/ 等键释放return(KeyTablei);/ 取出键码 else return(0xff);/* =*/#define ADD 0x0a#de

8、fine SUB 0x0b#define MUL 0x0c#define DIV 0x0d#define EQU 0x0e#define CLR 0x0f/功能键定义void DisplayResult(signed int Result)/数值显示方法 unsigned char i; if (Result = 0) / 数值大于0 / 不显示符号位 LEDBuf0 = 0; else / 在符号位显示 - LEDBuf0 = 0x40; Result = - Result; LEDBuf1 = 0; LEDBuf2 = 0; LEDBuf3 = 0; LEDBuf4 = 0; / 数值对1

9、0取模，所得结果为最低位 LEDBuf5 = LEDMAPResult % 10; Result = Result / 10; i = 4; / 如果数值除以10后不等于0，继续向高位显示 while (Result != 0) LEDBufi- = LEDMAPResult % 10; Result = Result / 10; void main() signed int Last, Result; unsigned char OP; unsigned char Key; Last = 0; Result = 0; OP = ADD; DisplayResult(Result); whil

10、e (1) while (!TestKey() DisplayLED(); / 读取键码 Key = GetKey(); if ( (Key = 0) & (Key = 9) ) / 是数字键 / 输入数值 Result = Result*10 + Key; / 数值送显示缓冲 DisplayResult(Result); else if (Key = CLR) / 是清零键 / 状态清零 Last = 0; Result = 0; OP = ADD; / 数值送显示缓冲 DisplayResult(Result); else if ( (Key=ADD) | (Key=SUB) | (Key

11、=MUL) | (Key=DIV) | (Key=EQU) ) / 是功能键 switch (OP) /上一按键是? case ADD: Result = Last + Result; break;/加法计算 case SUB: Result = Last - Result; break;/减法计算 case MUL: Result = Last * Result; break;/乘法计算 case DIV: Result = Last / Result; break;/除法计算 if (Key = EQU) / 功能键是= / 计算最后结果 Last = 0; OP = ADD; else

12、/ 是其它功能键 / 保存结果, 保存按键功能 Last = Result; OP = Key; / 计算值送显示缓冲, DisplayResult(Result); / 等待下一个数值输入. Result = 0; 以上程序实现了加减乘除和清零功能。上机实验后，调试执行，验证程序正确有效。第四章 改进的程序增加平方和开根号的功能：Result = Result* Result;Result = sqrt( Result);由于用到了开根号函数，所以需要增加#include 声明。改进后的程序输入电脑，连接实验箱调试改进。最后改进后的完整正确且有效的程序如下：#define LEDLen 6#

13、define PB1 2#define PB0 1#include xdata unsigned char OUTBIT _at_ 0x9002;xdata unsigned char OUTSEG _at_ 0x9004; / 段控制口xdata unsigned char IN _at_ 0x9001;unsigned char LEDBufLEDLen;unsigned char LEDMAP = 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71;v

14、oid Delay(unsigned char CNT) unsigned char i; while (CNT- !=0) for (i=100; i !=0; i-);void DisplayLED() unsigned char i; unsigned char Pos; unsigned char LED; Pos = 0x20; for (i = 0; i = 1; unsigned char KeyTable = 0x16, 0x15, 0x14, 0xff, 0x13, 0x12, 0x11, 0x10, 0x0d, 0x0c, 0x0b, 0x0a, 0x0e, 0x03, 0

15、x06, 0x09, 0x0f, 0x02, 0x05, 0x08, 0x00, 0x01, 0x04, 0x07;unsigned char TestKey() OUTBIT = 0; return (IN & 0x0f);unsigned char GetKey() unsigned char Pos; unsigned char i; unsigned char k; i = 6; Pos = 0x20; do OUTBIT = Pos; Pos = 1; k = IN & 0x0f; while (-i != 0) & (k = 0); if (k != 0) i *= 4; if (

16、k & 2) i += 1; else if (k & 4) i += 2; else if (k & 8) i += 3; OUTBIT = 0; do Delay(10); while (TestKey(); return(KeyTablei); else return(0xff);/* =*/#define ADD 0x0a#define SUB 0x0b#define MUL 0x0c#define DIV 0x0d#define EQU 0x0e#define CLR 0x0f#define DEF 0x15#define ABC 0x16void DisplayResult(sig

17、ned int Result) unsigned char i; if (Result = 0) / 数值大于0 / 不显示符号位 LEDBuf0 = 0; else / 在符号位显示 - LEDBuf0 = 0x40; Result = - Result; LEDBuf1 = 0; LEDBuf2 = 0; LEDBuf3 = 0; LEDBuf4 = 0; / 数值对10取模，所得结果为最低位 LEDBuf5 = LEDMAPResult % 10; Result = Result / 10; i = 4; / 如果数值除以10后不等于0，继续向高位显示 while (Result !=

18、0) LEDBufi- = LEDMAPResult % 10; Result = Result / 10; void main() signed int Last, Result; unsigned char OP; unsigned char Key; Last = 0; Result = 0; OP = ADD; DisplayResult(Result); while (1) while (!TestKey() DisplayLED(); / 读取键码 Key = GetKey(); if ( (Key = 0) & (Key = 9) ) / 是数字键 / 输入数值 Result =

19、 Result*10 + Key; / 数值送显示缓冲 DisplayResult(Result); else if (Key = CLR) / 是清零键 / 状态清零 Last = 0; Result = 0; OP = ADD; / 数值送显示缓冲 DisplayResult(Result); else if ( (Key=ADD) | (Key=SUB) | (Key=MUL) | (Key=DIV) | (Key=EQU) | (Key=ABC) | (Key=DEF) / 是功能键 switch (OP) /上一按键是? case ADD: Result = Last + Resul

20、t; break; case SUB: Result = Last - Result; break; case MUL: Result = Last* Result; break; case DIV: Result = Last / Result; break; case ABC: Result = Result* Result; break; case DEF: Result = sqrt( Result); break; if (Key = EQU) / 功能键是= / 计算最后结果 Last = 0; OP = ADD; else / 是其它功能键 / 保存结果, 保存按键功能 Last = Result; OP = Key; / 计算值送显示缓冲, DisplayResult(Result); / 等待下一个数值输入. Result = 0; 第五章 地址计算KEYLEDCS连接片选CS1。所以位控制口地址0x9002, 段控制口地址地址0x9004，键盘读入口地址0x9001.有CS0，CS1，CS2，CS3，CS4，CS5，CS6，CS7八个片选端口。每个端口地址范围如下表：CS008000h-08fffhCS109000h-09fffhCS20a000h-0afffhCS30b000h