課程設計---單片機簡易計算器設計

1、<p><b>　　一、設計要求</b></p><p>　　1．設計4*4的鍵盤，其中10個數(shù)字鍵0~9，其余6個為“+” “-” “*”“/” “=”和“C”</p><p>　　2．設計2位LED接口電路</p><p>　　3．實現(xiàn)1位數(shù)的簡單運算</p><p><b>　　二、硬件系統(tǒng)設計

2、</b></p><p><b>　　1、LED接口電路</b></p><p>　　簡易計算器需要2位8段碼LED顯示電路。用8031單片機經(jīng)8255A擴展2位8段碼LED顯示器，用8255A的A口作為段碼（字形代碼）數(shù)據(jù)口，PB0和PB1作為位控制端口。在位控制口加集電極開路的反相高壓驅動器74LS06以提供驅動LED顯示器所需的足夠大的電流，然后接至

3、各數(shù)碼顯示器的共陰極端。同理，在段碼數(shù)據(jù)口集電極開路的正相高壓驅動器74LS07提供足夠大的電流，然后接到數(shù)碼顯示器的各段。邏輯電路結構如下：</p><p><b>　　2、鍵盤接口電路</b></p><p>　　簡易計算器需要4*4的行列式鍵盤。用8031單片機經(jīng)8255A擴展4*4行列式鍵盤，8255A的B口和C口用于擴展鍵盤接口，B口高4位作為輸出口，C口低

4、4位作為輸入口。邏輯電路結構如下：</p><p>　　3、計算器邏輯電路圖</p><p>　　將LED接口電路和鍵盤接口電路結合到一起就是簡易計算器的邏輯電路圖，如下：</p><p><b>　　三、軟件設計</b></p><p>　　1、LED顯示程序設計</p><p>　　LED顯示

5、器由七段發(fā)光二極管組成，排列成8字形狀，因此也成為七段LED顯示器，器排列形狀如下圖所示：</p><p>　　為了顯示數(shù)字或符號，要為LED顯示器提供代碼，即字形代碼。七段發(fā)光二極管，再加上一個小數(shù)點位，共計8段，因此提供的字形代碼的長度正好是一個字節(jié)。簡易計算器用到的數(shù)字0~9的共陰極字形代碼如下表：</p><p>　　0~9七段數(shù)碼管共陰級字形代碼</p><p

6、>　　2位LED顯示的程序框圖如下：</p><p>　　2、讀鍵輸入程序設計</p><p>　　為了實現(xiàn)鍵盤的數(shù)據(jù)輸入功能和命令處理功能，每個鍵都有其處理子程序，為此每個鍵都對應一個碼——鍵碼。為了得到被按鍵的鍵碼，現(xiàn)使用行掃描法識別按鍵。其程序框圖如下：</p><p><b>　　3、主程序設計</b></p>&l

7、t;p>　?。?）數(shù)值送顯示緩沖程序設計</p><p>　　簡易計算器所顯示的數(shù)值最大位兩位。要顯示數(shù)值，先判斷數(shù)值正負，如果是負值，則符號位顯示“-”，然后將數(shù)值除以10，余數(shù)送顯最最低位，判斷商是否為0，若為0則返回，若不為0，則將商除以10，將余數(shù)送顯高位。程序框圖如下：</p><p>　　（2）運算主程序設計</p><p>　　首先初始化參數(shù)，送

8、LED低位顯示“0”，高位不顯示。然后掃描鍵盤看是否有鍵輸入，若有，讀取鍵碼。判斷鍵碼是數(shù)字鍵、清零鍵還是功能鍵（“+”“-”“*”“/”“=” ），是數(shù)值鍵則送LED顯示并保存數(shù)值，是清零鍵則做清零處理，是功能鍵則又判斷是“=”還是運算鍵，若是“=”則計算最后結果并送LED顯示，若是運算鍵則保存相對運算程序的首地址。運算主程序框圖如下所示：</p><p>　　4、簡易計算器源程序</p><

9、;p>　　OUTBIT equ 07FFDh ; 位控制口</p><p>　　OUTSEG equ 07FFCh ; 段控制口</p><p>　　IN equ 07FFEh ; 鍵盤讀入口</p><p>　　data1 equ 70h</p><p>　　data2 equ 71h</p

10、><p>　　dizhi1 equ 72h</p><p>　　dizhi2 equ 73h</p><p>　　LEDBuf equ 60h ; 顯示緩沖</p><p>　　ljmp Start</p><p>　　LEDMAP: ; 八段管顯示碼</p>

11、<p>　　db 3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, 7dh, 07h</p><p>　　db 7fh, 6fh, 77h, 7ch, 39h, 5eh, 79h, 71h</p><p>　　Delay: ; 延時子程序</p><p>　　mov r7, #0</p>

12、<p>　　DelayLoop:</p><p>　　djnz r7, DelayLoop</p><p>　　djnz r6, DelayLoop</p><p><b>　　ret</b></p><p>　　DisplayLED:</p><p>　　mov r0, #LE

13、DBuf</p><p>　　mov r1, #2 ; 共2個八段管</p><p>　　mov r2, #00000010b ; 從左邊開始顯示</p><p><b>　　Loop:</b></p><p>　　mov dptr, #OUTBIT</p><p>

14、;　　mov a, #0</p><p>　　movx @dptr, a ; 關所有八段管</p><p>　　mov a, @r0</p><p>　　mov dptr, #OUTSEG</p><p>　　movx @dptr, a</p><p>　　mov dptr, #OUT

15、BIT</p><p>　　mov a, r2</p><p>　　movx @dptr, a ; 顯示一位八段管</p><p>　　mov r6, #1</p><p>　　call Delay</p><p>　　mov a, r2 ; 顯示下一位</p&g

16、t;<p><b>　　rr a</b></p><p>　　mov r2, a</p><p><b>　　inc r0</b></p><p>　　djnz r1, Loop</p><p><b>　　ret</b></p>&

17、lt;p><b>　　TestKey:</b></p><p>　　mov dptr, #OUTBIT</p><p>　　mov a, #0</p><p>　　movx @dptr, a ; 輸出線置為0</p><p>　　mov dptr, #IN</p><

18、p>　　movx a, @dptr ; 讀入鍵狀態(tài)</p><p><b>　　cpl a</b></p><p>　　anl a, #0fh ; 高四位不用</p><p><b>　　ret</b></p><p>　　KeyTable:

19、 ; 鍵碼定義</p><p>　　db 0dh, 0ch, 0bh, 0ah</p><p>　　db 0eh, 03h, 06h, 09h</p><p>　　db 0fh, 02h, 05h, 08h</p><p>　　db 00h, 01h, 04h, 07h</p>

20、<p><b>　　GetKey:</b></p><p>　　mov dptr, #OUTBIT</p><p>　　mov P2, dph</p><p>　　mov r0, #Low(IN)</p><p>　　mov r1, #00100000b</p><p>

21、　　mov r2, #4</p><p><b>　　KLoop:</b></p><p>　　mov a, r1 ; 找出鍵所在列</p><p><b>　　cpl a</b></p><p>　　movx @dptr, a</p><p&g

22、t;<b>　　cpl a</b></p><p><b>　　rr a</b></p><p>　　mov r1, a ; 下一列</p><p>　　movx a, @r0</p><p><b>　　cpl a</b></p&

23、gt;<p>　　anl a, #0fh</p><p>　　jnz Goon1 ; 該列有鍵入</p><p>　　djnz r2, KLoop</p><p>　　mov r2, #0ffh ; 沒有鍵按下, 返回 0ffh</p><p>　　sjmp Exit</p&

24、gt;<p><b>　　Goon1:</b></p><p>　　mov r1, a ; 鍵值 = 列 X 4 + 行</p><p>　　mov a, r2</p><p><b>　　dec a</b></p><p><b>　　rl

25、 a</b></p><p><b>　　rl a</b></p><p>　　mov r2, a ; r2 = (r2-1)*4</p><p>　　mov a, r1 ; r1中為讀入的行值</p><p>　　mov r1, #4</p

26、><p><b>　　LoopC:</b></p><p>　　rrc a ; 移位找出所在行</p><p>　　jc Exit</p><p>　　inc r2 ; r2 = r2+ 行值</p><p>　　djnz r1,

27、LoopC</p><p><b>　　Exit:</b></p><p>　　mov a, r2 ; 取出鍵碼</p><p>　　mov dptr, #KeyTable</p><p>　　movc a, @a+dptr</p><p>　　mov r2, a

28、</p><p>　　WaitRelease:</p><p>　　mov dptr, #OUTBIT ; 等鍵釋放</p><p><b>　　clr a</b></p><p>　　movx @dptr, a</p><p>　　mov r6, #10</p>&

29、lt;p>　　call Delay</p><p>　　call TestKey</p><p>　　jnz WaitRelease</p><p>　　mov a, r2</p><p><b>　　ret</b></p><p><b>　　Start:</b

30、></p><p>　　mov sp, #40h</p><p>　　mov LEDBuf+0, #0</p><p>　　mov LEDBuf+1, #03fh</p><p>　　mov dptr, #7FFFh</p><p>　　mov a, #89h</p><

31、p>　　movx @dptr, a</p><p><b>　　MLoop:</b></p><p>　　call DisplayLED ; 顯示</p><p>　　call TestKey ; 有鍵入?</p><p>　　jz MLoop ;

32、無鍵入, 繼續(xù)顯示</p><p>　　call GetKey ; 讀入鍵碼</p><p><b>　　Jisuan:</b></p><p>　　mov r3, a</p><p>　　cjne r3, #0fh, Qita ;判斷是否為清零鍵?</p><p>

33、;　　mov r3, #00h ;清零</p><p>　　mov r4, #00h</p><p>　　mov r5, #00h</p><p>　　mov data1, #00h</p><p>　　mov data2, #00h</p><p>　　mov dizhi1

34、, #00h</p><p>　　mov dizhi2, #00h</p><p>　　mov LEDBuf+0, #0</p><p>　　mov LEDBuf+1, #03fh</p><p>　　ljmp MLoop</p><p>　　Qita: clr c</p><p

35、>　　cjne r3, #0ah ,follow ;判斷是數(shù)字鍵還是功能鍵?</p><p><b>　　follow:</b></p><p>　　jc Shuzi</p><p><b>　　ljmp Gn</b></p><p>　　Shuzi: mov a, r4

36、 ;判斷是否已有運算符輸入，沒有就將數(shù)值存在</p><p>　　jnz Shuzi2 data1，有就將數(shù)值存在data2</p><p>　　mov a, r3</p><p>　　mov data1, a</p><p>　　ljmp Xs ;顯示第一次輸入的

37、數(shù)值</p><p><b>　　Shuzi2:</b></p><p>　　mov a, r3</p><p>　　mov data2, a</p><p>　　ljmp Xs ;顯示第二次輸入的數(shù)值</p><p>　　Gn: mov r4, #

38、01h ;將01h給r4，說明已有運算符輸入</p><p>　　cjne r3, #0eh, Ja ;判斷鍵值是否為“=”?</p><p>　　mov r4, #00h ;將r4清零</p><p>　　mov a, dizhi1 ;執(zhí)行“=”</p><p>　　mov dph

39、, a</p><p>　　mov a, dizhi2</p><p>　　mov dpl, a</p><p>　　mov a, #00h</p><p>　　jmp @a+dptr ;轉到本次輸入的算法程序</p><p>　　Ja: cjne r3, #0ah, Jn

40、 ;若鍵值為“+”則將“+”的程序首地址存在</p><p>　　mov dptr, #Jia dizhi1和dizhi2中</p><p>　　mov a, dph</p><p>　　mov dizhi1, a</p><p>　　mov a, dpl</p><p>　　m

41、ov dizhi2, a</p><p>　　ljmp MLoop </p><p>　　Jn: cjne r3, #0bh, Ce ;若鍵值為“-”則將“-”的程序首地址存</p><p>　　mov dptr, #Jian dizhi1和dizhi2中</p><p>　　mov

42、a, dph</p><p>　　mov dizhi1, a</p><p>　　mov a, dpl</p><p>　　mov dizhi2, a</p><p>　　ljmp MLoop </p><p>　　Ce: cjne r3, #0ch, Cu ;若鍵值

43、為“*”則將“*”的程序首地址存在</p><p>　　mov dptr, #Cheng dizhi1和dizhi2中</p><p>　　mov a, dph</p><p>　　mov dizhi1, a</p><p>　　mov a, dpl</p><p>　　mov diz

44、hi2, a</p><p>　　ljmp MLoop </p><p>　　Cu: cjne r3, #0dh, Zhuan ;若鍵值為“/”則將“/”的程序首地址存在</p><p>　　mov dptr, #chu dizhi1和dizhi2中</p><p>　　mov a, dp

45、h</p><p>　　mov dizhi1, a</p><p>　　mov a, dpl</p><p>　　mov dizhi2, a</p><p>　　Zhuan: ljmp MLoop </p><p>　　Jia: mov a, data1 ;加法

46、程序</p><p>　　add a, data2</p><p><b>　　ljmp Xs</b></p><p>　　Jian: mov a, data1 ;減法程序</p><p>　　subb a, data2</p><p><b>　　ljm

47、p Xs</b></p><p>　　Cheng: mov a, data1 ;乘法程序</p><p>　　mov b, data2</p><p><b>　　mul ab</b></p><p><b>　　ljmp Xs</b></p>

48、<p>　　Chu: mov a, data1 ;除法程序</p><p>　　mov b, data2</p><p><b>　　div ab</b></p><p>　　Xs: mov b, #10 ;顯示個位數(shù)字</p><p><b

49、>　　div ab</b></p><p>　　mov r5, a</p><p>　　mov a, b</p><p>　　mov dptr,#LEDMap</p><p>　　movc a, @a+dptr</p><p>　　mov LEDBuf+1,a</p>

50、;<p>　　mov a, r5</p><p><b>　　First:</b></p><p>　　cjne a,#0,Next</p><p>　　ljmp MLoop ;運算完后繼續(xù)掃描鍵盤</p><p><b>　　Next:</b></p

51、><p>　　mov b,#10 ;顯示十位數(shù)字</p><p><b>　　div ab</b></p><p>　　mov r5, a</p><p>　　mov a, b</p><p>　　mov dptr, #LEDMap</p><

52、;p>　　movc a, @a+dptr</p><p>　　mov LEDBuf+0, a</p><p>　　mov a, r5</p><p>　　ljmp First</p><p><b>　　end</b></p><p>　　四、系統(tǒng)調試與存在的問題</p&

53、gt;<p>　　1．在打開一個程序要進行編譯運行時，要在項目中打開它，而不是單單以一個文件的形式打開。</p><p>　　2．打開WAVE6000后，需要對仿真器進行設置，然后才能用其對所編程序進行編譯并執(zhí)行。</p><p>　　3．試驗箱上提供的6位的LED顯示器和4*6的鍵盤，而簡易計算器只用兩位LED顯示器和4*4鍵盤，所以必須用軟件方法把前4位LED和鍵盤后2列

54、屏蔽掉。</p><p>　　4. 十位上的LED顯示管有數(shù)字時才顯示，沒有數(shù)字時不顯示，而不是顯示“0”，做清零操作后LED顯示器個位顯示“0”，而全部關閉不顯示。</p><p><b>　　五、心得體會</b></p><p>　　課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學生實際工作

55、能力的具體訓練和考察過程。隨著科學技術發(fā)展的日新日異，單片機已經(jīng)成為當今計算機應用中空前活躍的領域， 在生活中可以說得是無處不在。因此作為電子信息工程專業(yè)的學生來說掌握單片機的開發(fā)技術是十分重要的。 我的題目是簡易計算器，對于我們這些實踐中的新手來說，這是一次考驗。怎么才能找到課堂所學與實際應用的最佳結合點？怎樣讓自己的業(yè)余更接近專業(yè)？怎樣讓自己的計劃更具有序性，而不會忙無一用？這都是我們所要考慮和努力的。這次課程設計我學到很多

56、很多的東西，學會了怎么樣去制定計劃，怎么樣去實現(xiàn)這個計劃，并掌握了在執(zhí)行過程中怎么樣去克服心理上的不良情緒。不僅鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識，掌握了一種系統(tǒng)的研究方法，可以進行一些簡單的編程。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。同時在設計的