單片機計算器課程設(shè)計

1、<p>　　《 單片機應用 》</p><p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　題 目： 簡易計算器的設(shè)計 </p><p>　　院 （系）： 信息科學與技術(shù) </p><p>　　專業(yè)班級：

2、 </p><p>　　20 12 年 6 月 11 日至20 12 年 6 月 15 日</p><p>　　課程設(shè)計報告撰寫內(nèi)容、格式與成績評定</p><p>　　一、課程設(shè)計報告的撰寫內(nèi)容與要求</p><p>　　1.課程設(shè)計總結(jié)報告應包括：前言、基本原理或理論、設(shè)計計算書或?qū)嶒瀳蟾?、結(jié)論、圖紙

3、（框圖、流程圖）、參考資料等；或調(diào)查、訪談報告、調(diào)查問卷、調(diào)查提綱等。</p><p>　　2.課程設(shè)計總結(jié)報告應書寫工整，文句通順、精煉、邏輯性強，圖紙和曲線的繪制應符合規(guī)范。</p><p>　　3.調(diào)查型課程設(shè)計應根據(jù)調(diào)查結(jié)果撰寫調(diào)查報告。調(diào)查報告內(nèi)容包括：題目、參加時間、地點、方式、過程、調(diào)查對象一般情況、調(diào)查內(nèi)容、發(fā)現(xiàn)的問題、調(diào)查結(jié)果和調(diào)查分析及體會等。調(diào)查報告要求語言簡練、準確

4、；敘述清楚、明白；數(shù)據(jù)、資料可靠；結(jié)論有理、有據(jù)。</p><p>　　4.圖紙應布局合理，比例恰當，線條分明，字體工整，符合國家制圖標準。</p><p>　　5.課程設(shè)計報告字數(shù)要求：理工、藝術(shù)類不少于2000字，其他專業(yè)不少于3000字。</p><p>　　二、課程設(shè)計成績評定</p><p>　　1.學生的課程設(shè)計成績由平時成績、業(yè)

5、務考核成績兩部分組成，均為百分制記分，其中平時成績占總成績的30%，業(yè)務考核成績占70%。業(yè)務考核含設(shè)計報告（計算說明書、調(diào)查提綱、調(diào)查問卷等）、繪制的圖紙、編制的軟件、制作的模型、撰寫的論文或問卷統(tǒng)計、調(diào)查分析等的完成及質(zhì)量情況；平時成績含設(shè)計表現(xiàn)、到課率等。</p><p>　　2. 教師按學生實際成績（百分制，含平時成績和業(yè)務考核成績兩部分）登記并錄入教務MIS系統(tǒng)，由系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)化為“優(yōu)秀（90～100分）

6、、良好（80～89分）、中等（70～79分）、及格（60～69分）和不及格（60分以下）”五等。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1.課程設(shè)計的目的2</p><p>　　2.課程設(shè)計題目描述和要求2</p><p>　　3.課程設(shè)計報告內(nèi)容2</p><p&g

7、t;　　3.1 課題設(shè)計方案及基本原理3</p><p>　　3.2 軟件設(shè)計3</p><p><b>　　3.3 調(diào)試3</b></p><p><b>　　4.總結(jié)3</b></p><p><b>　　參考資料3</b></p><p

8、>　　附錄1電路原理圖5</p><p>　　附錄2 硬件實物圖6</p><p>　　附錄3 源程序清單6</p><p><b>　　1 課程設(shè)計的目的</b></p><p>　　通過對簡易計算器的安裝調(diào)試，需學習掌握：</p><p>　　單片機系統(tǒng)的整體設(shè)計流程。</p

9、><p>　　單片機系統(tǒng)的硬件、軟件調(diào)試方法及相關(guān)工具的使用。</p><p>　　Protel繪制電路原理圖的方法。</p><p>　　各種常見元器件的選擇及使用。</p><p>　　2 課程設(shè)計題目描述和要求</p><p>　　題目描述：簡易計算器的設(shè)計</p><p>　　制作要求：用

10、80C51/52單片機小系統(tǒng)編程制作的簡易計算器。</p><p>　?。?） 要有4位LED顯示器。</p><p>　?。?） 要有0—9個數(shù)字輸入按鍵，和功能按鍵分別是 “+”，“-”，“*”，“/”，“=” “CLR”，“RET”。即“加法”，“減法”，“乘法”，“除法”，“等于”，“清除” ，“修改”</p><p>　　（3） 顯示過程：實驗板通電開機后

11、，第一位LED顯示器顯示“0”，按下相應數(shù)字，在按運算鍵“+ 、- 、*、/ ”后，再按第一組數(shù)字，繼續(xù)按下“=”即可顯示整數(shù)運算結(jié)果。按“清除鍵”，清除當前LED顯示器上的全部數(shù)字，按“修改鍵” ，清除當前LED顯示器上右邊的一個數(shù)字。</p><p>　?。?） 能夠正確安裝和焊接硬件電路板。拿到元器件后，用萬用表對電子元器件進行參數(shù)測量、檢查。焊接時，要焊點飽滿、光潔，無虛焊、漏焊、錯焊。</p&

12、gt;<p>　?。?） 熟悉單片機系統(tǒng)的工作原理及調(diào)測方法。軟硬件安裝調(diào)測完成后根據(jù)系統(tǒng)的工作原理、過程、測試數(shù)據(jù)及遇到的問題與處理情況、體會等完成課設(shè)報告。</p><p>　　3 課程設(shè)計報告內(nèi)容</p><p>　　3.1 課題設(shè)計方案及基本原理</p><p>　　方案：按照系統(tǒng)設(shè)計的功能的要求，初步確定設(shè)計系統(tǒng)由主控模塊、顯示模塊、錯誤

13、報警模塊、鍵掃描接口電路共四個模塊組成，電路系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖1.1所示。主控芯片使用51系列AT89C52單片機，采用高性能的靜態(tài)80C51設(shè)計，由先進工藝制造，并帶有非易失性Flash程序存儲器。它是一種高性能、低功耗的8位COMS微處理芯片，市場應用最多。由于單片機是可編程芯片，并且它可以運用C語言編寫，對于一些復雜的計算功能，可以調(diào)用C語言庫函數(shù)。使編寫程序變得非常簡單。</p><p>　　數(shù)碼管點亮原理

14、：顯示模塊采用4枚二位一體共陰極數(shù)碼管和譯碼芯片4511和4028，反向驅(qū)動芯片2003。4511輔助單片機對數(shù)碼管進行段選，單片機的p1口的低四位用來控制4511作段選。4028四十譯碼器輔助單片機對數(shù)碼管進行位選，單片機的p1口的高四位用來控制4028的輸入端作位選。實驗中采用的數(shù)碼管是共陰極的，位選低電平表示選中，電路圖中有反向驅(qū)動芯片接在數(shù)碼管與4028之間，故4028輸出的高電平的引腳即為被點亮的數(shù)碼管。通過給p1口賦值，位選

15、段選結(jié)合起來便可以實現(xiàn)數(shù)碼管的各種點亮方式。</p><p>　　按鍵檢測原理：通過p2口和p0口與按鍵地相連，即16個按鍵分別由16個端口控制。由于按鍵沒按下時為高電平，當有按鍵按下時為低電平，通過檢測p2，p0口的數(shù)值便可以判斷出哪個按鍵被按下了。</p><p><b>　　3.2 軟件設(shè)計 </b></p><p><b>　

16、　3.3 調(diào)試 </b></p><p>　　在焊接好器件后，先不要將芯片插在芯片座上，要先驗證先板上電源是否好用，有無短路等。接上USB電源，用萬用表測量個芯片座對應電源和地之間的電壓值，觀察電壓值是否正常。一切正常后方可將芯片插入芯片座，以繼續(xù)測試其他功能。將芯片插上后，對各個模塊進行調(diào)試，按鍵是否工作正常，數(shù)碼管是否顯示正常等。編寫相關(guān)部分的測試程序?qū)ζ溥M行測試。各部分硬件檢測無誤后，下載程序

17、進行整體調(diào)試，一切正常后，結(jié)束調(diào)試過程。在此過程中我的顯示出現(xiàn)問題，分析原因后發(fā)現(xiàn)原來是在一維數(shù)組定義值是順序剛好顛倒了，改正后，從新燒錄程序，一切正常，可以連著運算，達到了課程設(shè)計的要求。</p><p><b>　　4 總結(jié)</b></p><p>　　從大二開始進入電子愛好者協(xié)會，便開始接觸有關(guān)單片機的知識，是通過匯編語言來編程，那是接觸起來真的是好難，然后通過

18、學習微機原理，尤其是這學期的單片機讓自己對匯編語言有了更深一步的了解，以及對單片機的外圍設(shè)施有了更深入的認識，然后由于要參加電子競賽，慢慢的開始用C編程。通過這些學習才讓我很快的完成了這次實驗報告。</p><p>　　這次的課程設(shè)計是設(shè)計簡易的計算器，編程時確實遇到了不少的問題，首先你要有很好的邏輯思維能力，必須考慮到各種變量，在編程中通過設(shè)置標志位起到很大的作用，可以說標志位在C編程中很重要。另外在顯示子程序

19、中，由于</p><p>　　電路中是用譯碼器作為段選的，所以顯示程序必須根據(jù)電路來設(shè)計，先把段選送到P1口的低四位，然后再把位選送到P1口的高四位，然后通過P1口來控制顯示，而在這里面就有一個問題，即如何將兩個變量的高四位和低四位合在一起然后送P1口，最后我用的方法是設(shè)置幾個一維數(shù)組，然后通過邏輯運算與，合成八位送至P1口，當然要特別注意數(shù)組里的數(shù)值順序，因為很可能導致顯示的數(shù)碼管位置錯誤，我就出現(xiàn)了這種錯誤。

20、</p><p>　　然后要特別注意對數(shù)值的定義，因為Unsigned int 的數(shù)值范圍為0~65535，而unsigned long int 的數(shù)值范圍為0~4294967295，而我們的數(shù)碼管是八位的，顯然是定義unsigned long int。當然在鍵盤掃描子程序中要特別注意防抖動，這主要通過延時再判斷，對延時也有很高的要求，不能太短也不能太長。時間長了會導致按鍵反應太慢，而太短就起不到防抖的作用。&l

21、t;/p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 姜志海.單片機原理及應用.北京：電子工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[2] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分,北京：高等教育出版社,2003.</p><p>　　[3] 陳青.單片機應用課程設(shè)計指導書.武漢：華中科技大學武昌分校.&l

22、t;/p><p>　　[4] 譚浩強《C程序設(shè)計》 清華大學出版社</p><p>　　[5] 郭天祥 《51單片機C語言教程》 電子工業(yè)出版社</p><p><b>　　附錄1電路原理圖</b></p><p><b>　　附錄2 硬件實物圖</b></p&

23、gt;<p><b>　　附錄3 源程序清單</b></p><p>　　#include <reg52.H></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define

24、key0 P0 </p><p>　　#define key2 P2 //鍵盤接口定義 </p><p>　　unsigned long int shu1,shu2; //進行運算的兩個變

25、量數(shù)</p><p>　　uchar num; //鍵盤掃描返回值</p><p>　　char flag_shu,flag_fuhao,fuhao,newkey,update;//newkey新按鍵標志，fuhao運算符，update

26、表示等于號之后緊接著輸入的是數(shù)的話則清零shu1</p><p>　　char key_shu;//按鍵值</p><p>　　unsigned char code Wela[]={0x70,0x60,0x50,0x40,0x30,0x20,0x10,0x00};</p><p>　　unsigned char code Duan[]={0x00

27、,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09}; </p><p>　　uchar keyscan(); //鍵盤掃描函數(shù)</p><p>　　void display(unsigned long int ); //數(shù)碼管顯示函數(shù)<

28、;/p><p>　　void delay(uint i) //延時函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(i--);</p><p><b>　　}</b></p><p>

29、　　/*********************************************** </p><p><b>　　主函數(shù)</b></p><p>　　************************************************/</p><p>　　void main()</p><p

30、><b>　　{</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(keyscan()==15)//開機檢測</p><p><b>　　{</b></p>

31、<p>　　shu1=shu2=fuhao=flag_shu=newkey=0;//初始化變量</p><p><b>　　while(1)</b></p><p>　　{ if(!flag_fuhao)</p><p>　　display(shu1);</p><p>　　else display(shu

32、2);</p><p>　　key_shu=keyscan();</p><p>　　if(newkey==1) //有新鍵值</p><p>　　{ if(key_shu==15) //按下ON/C鍵，清零</p><p>　　{flag_fuhao=0;update=0;</p><p

33、>　　shu1=shu2=fuhao=flag_shu=newkey=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(key_shu==14&&flag_shu==1&&fuhao)//按下"="</p><p>　　{switch(fuhao)<

34、;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 10:shu1=shu2+shu1;break;</p><p>　　case 11:shu1=shu2-shu1;break;</p><p>　　case 12:shu1=shu2*shu1;break;</p><p>　　c

35、ase 13:shu1=shu2/shu1;break;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　fuhao=0;flag_fuhao=0;update=1;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if((key_shu>=0)&&a

36、mp;(key_shu<=9))//按下數(shù)字鍵</p><p>　　{flag_fuhao=0;</p><p>　　if(update)</p><p><b>　　shu1=0;</b></p><p>　　if(shu1<100000000)</p><p>　　{shu1=

37、key_shu+shu1*10;</p><p>　　flag_shu=1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　update=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if((k

38、ey_shu>=10)&&(key_shu<=13)) //按下運算符</p><p><b>　　{</b></p><p>　　flag_fuhao=1;update=0;</p><p>　　if(flag_shu==1)</p><p><b>　　{</b>

39、</p><p>　　if(fuhao==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　shu2=shu1;shu1=0;</p><p>　　fuhao=key_shu;flag_shu=2;</p><p><b>　　}</b></p>

40、<p><b>　　else </b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　switch(fuhao)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 10:shu2=shu2+shu1;break;</p>

41、<p>　　case 11:shu2=shu2-shu1;break;</p><p>　　case 12:shu2=shu2*shu1;break;</p><p>　　case 13:shu2=shu2/shu1;break;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　shu1=0;f

42、uhao=key_shu;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(flag_shu==2) </p><p>　　fuhao=key_shu; //按鍵值</p><p><b&

43、gt;　　}</b></p><p>　　newkey=0;</p><p><b>　　}}}}}</b></p><p>　　///////////////鍵盤掃描/////////////////</p><p>　　uchar keyscan()</p><p><b

44、>　　{</b></p><p>　　key0=0xff;</p><p>　　if(key0!=0xff)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(500);</p><p>　　if(key0!=0xff)</p><p&g

45、t;<b>　　{ </b></p><p>　　switch(key0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0xfe:num=7;break;</p><p>　　case 0xfd:num=8;break;</p><p>　

46、　case 0xfb:num=9;break;</p><p>　　case 0xf7:num=13 ;break; // /</p><p>　　case 0xef:num=4;break;</p><p>　　case 0xdf:num=5;break;</p><p>　　case 0xbf:num=6;break;</

47、p><p>　　case 0x7f:num=12;break; // *</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　newkey=1;</b></p><p>　　delay(500);</p><p>　　while(key0!=0xff)</

48、p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(!shu1&&num>=0&&num<=9)</p><p>　　display(num);</p><p><b>　　else</b></p><p>　　display

49、(shu1);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　return num;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　key2=0xff;</p><

50、;p>　　if(key2!=0xff)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(500);</p><p>　　if(key2!=0xff)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　switch(key2)</p

51、><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0xfe:num=10 ;break;</p><p>　　case 0xfd:num=14 ;break; //=</p><p>　　case 0xfb:num=0 ;break;</p><p>　　case 0xf

52、7:num=15 ;break; //ON/C</p><p>　　case 0xef:num=11 ;break;//- </p><p>　　case 0xdf:num=3 ;break;</p><p>　　case 0xbf:num=2 ;break;// =</p><p>　　case 0x7f:num=1

53、 ;break;// + </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　newkey=1;</b></p><p>　　delay(500);</p><p>　　while(key2!=0xff)</p><p><b>　　{&l

54、t;/b></p><p>　　if(!shu1&&num>=0&&num<=9)</p><p>　　display(num);</p><p><b>　　else</b></p><p>　　display(shu1);</p><p>&l

55、t;b>　　}</b></p><p>　　return num;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　return 100;</p><p><b>　　}</b>

56、</p><p>　　//////////////////顯示函數(shù)////////////////</p><p>　　void display(unsigned long int dis_shu)</p><p>　　{uchar dis_flag,dis_aa;</p><p>　　uchar dis_data[10]={0,0,0,0

57、,0,0,0,0,0,0};</p><p>　　if(dis_shu>9999999) dis_flag=8;</p><p>　　else if(dis_shu>999999) dis_flag=7;</p><p>　　else if(dis_shu>99999) dis_flag=6;</p><p>　　else

58、if(dis_shu>9999) dis_flag=5;</p><p>　　else if(dis_shu>999) dis_flag=4;</p><p>　　else if(dis_shu>99) dis_flag=3;</p><p>　　else if(dis_shu>9) dis_flag=2;</p><p&

59、gt;　　else dis_flag=1; </p><p>　　for(dis_aa=0;dis_aa<dis_flag;dis_aa++)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　dis_data[dis_aa]=dis_shu%10;</p><p>　　dis_shu=dis_

60、shu/10;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(dis_aa=0;dis_aa<dis_flag;dis_aa++)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　P1=Duan[dis_data[dis_aa]]| Wela[dis_