c51的簡易計算器單片機課程設(shè)計

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文檔簡介

1、　　單片機課程設(shè)計　　題目名稱基于51單片機的簡易計算器　　學(xué)生學(xué)院____ 信息工程學(xué)院_______　　專業(yè)班級信息工程（應(yīng)用電子方向）12（2）班 　　姓名______虞君權(quán)__________ <

2、/p>　　學(xué) 號 3112002559 　　指導(dǎo)教師_ _____李優(yōu)新 ___　　2015年1月15　　一、課程設(shè)計的內(nèi)容　　本

3、次課程設(shè)計的內(nèi)容從下面兩個方面任選一個：一是在學(xué)院的單片機實驗平臺上進(jìn)行，開發(fā)一個基于單片機與PWM技術(shù)的燈光調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要開發(fā)內(nèi)容為按鍵定義、輸入與防抖動技術(shù)、PWM調(diào)節(jié)技術(shù)以及顯示技術(shù)等程序設(shè)計。二是利用51系列單片機及必要的外圍芯片、輸入輸出等接口電路設(shè)計開發(fā)一個簡易的單片機系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上，自行設(shè)計一個單片機應(yīng)用程序來實現(xiàn)一些實用的功能。　　通過這些內(nèi)容的設(shè)計、開發(fā)、安裝、調(diào)試等一系列工

4、作，熟練掌握單片機系統(tǒng)的開發(fā)流程與工作機理，加深對所學(xué)課程知識的理解與把握，為將來相關(guān)的研究開發(fā)工作打下堅實的基礎(chǔ)。　　二、設(shè)計內(nèi)容　　本次實驗的任務(wù)就是要以51系列單片機為核心實現(xiàn)一個簡易計算器計算器，它的結(jié)構(gòu)非常簡單，外部主要由4*4矩陣鍵盤和一個液晶顯示屏構(gòu)成，內(nèi)部由一塊AT89C51單片機構(gòu)成，通過軟件編程可

5、實現(xiàn)簡單加減乘除。　　三、方案論證　　經(jīng)分析，計算器電路包括三個部分：顯示電路、4*4鍵掃描電路、單片機微控制電路。具體如下：　　LCD顯示電路　　LCD1602作為一個成熟的產(chǎn)品，使用簡單，模式

6、固定，便于移植到各種類型的程序，但是初學(xué)者往往要注意結(jié)合LCD本身的時序圖來完善初始化程序。又以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，故采用LCD.　　4*4鍵盤掃描電路(中斷式，掃描式，反轉(zhuǎn)式)　　用戶設(shè)計行列鍵盤接口，一般常采用3 種方法讀取鍵值。一種是中斷式，外兩種是掃描法和反轉(zhuǎn)法。　　中斷式

7、：在鍵盤按下時產(chǎn)生一個外部中斷通知CPU，并由中斷處理程序通過不同的地　　址讀取數(shù)據(jù)線上的狀態(tài)，判斷哪個案件被按下。本實驗采用中斷式實現(xiàn)用戶鍵盤接口。　　掃描法：對鍵盤上的某一行送低電平，其他行為高電平，然后讀取列值。若列值中有一　　位是低，則表明該行與低電平對應(yīng)列的鍵被按下；否則，掃描下一行。

8、;　　反轉(zhuǎn)法：先將所有行掃描線輸出低電平，讀列值。若列值有一位是低，則表明有鍵按下，　　讀列值；然后所有列掃描線輸出低電平，再讀行值。根據(jù)讀到的值組合就可以查表1 得到的　　鍵碼。　　這個就仁者見仁智者見智了，不過如果熟悉了掃描式，建議果斷升級自己的硬件

9、（很簡單加個74LS08與門），故采用節(jié)省CPU的中斷式掃描電路。　?、常?單片機微控制電路　　微控制電路就是以AT89C51為核心的控制核心，主要注意晶振電路的接法和復(fù)位電路的接法。　　四、硬件電路的設(shè)計　　2．1 硬件設(shè)計電路

10、框圖　　2．2 硬件設(shè)計電路的元件清單　　2．3 硬件設(shè)計電路圖　　將4*4的鍵盤直接接在P2口上，用P0口作為LCD的顯示輸出，P3.2口的INT0作為外部中斷位。　　五、軟件設(shè)計程序及描述　　本程序組成可分為3個模塊：

11、矩陣鍵盤模塊，LCD顯示模塊，和運算模塊　　六、硬軟件的調(diào)試及方法　　我個人遇到的主要問題出現(xiàn)在LCD1602上，要不是我自己買了塊新的LCD恐怕我的結(jié)論，就只能在軟件仿真實現(xiàn)了。　　硬件上：在不加芯片調(diào)試時，LCD1602只顯示一排全黑，一般說明該元件是好的。（但也不一定，我那時就一直認(rèn)為我的元件沒壞）；給15

12、，16管腳分別接上+5v和0v,測試背光是否完好；給VEE接上電位器，檢查對比度是否可調(diào)；　　七、實驗結(jié)果與性能達(dá)標(biāo)　　我的計算器能準(zhǔn)確進(jìn)行包括整數(shù)及小數(shù)的加減乘除四則運算。　　八、實驗改進(jìn)與心得體會　　這個實驗給我的感覺，硬件和軟件上都不是很難。在將燒寫進(jìn)單片機芯片之前

13、，進(jìn)行過仿真，所以方便很多，覺得proteus軟件在邏輯電路仿真中非常有用，特別是進(jìn)行單片機的仿真。我在這次實驗上，又加深了對單片機的認(rèn)識和理解，感覺收獲的更多。 　　下面是源代碼：　　#include<reg51.h>　　#include <intrins

14、.h>　　#include<stdio.h>　　#include<stdlib.h>　　#include<math.h>　　sbit RS= P1^2;　　sbit RW = P1^1

15、;　　sbit E = P1^0; //定義lcd端口，RS：數(shù)據(jù)、命令選擇端，RW：讀、寫選擇端　　sbit H1=P2^4;　　sbit H2=P2^5;　　sbit H3=P2^6;　　sbit H4=P2^7;<

16、/p>　　char input,flag,f,i; //定義每次的輸入input，和對輸入的分類標(biāo)志flag　　char buf[16]="",num1[10]="",num2[10]="",result[16]="",sign;　　float

17、temp;　　void delay(unsigned char x) //延時函數(shù) 　　{　　unsigned char y;　　for(;x>0;x--)&l

18、t;p>　　for(y=0;y<=110;y++)　　;　　}　　void delay_4nop()//延時函數(shù)　　{&

19、lt;p>　　_nop_();　　_nop_();　　_nop_();　　_nop_();　　}

20、　　void keyscan() //矩陣鍵盤掃描函數(shù)　　{　　P2=0XF7;　　if(H1==0)&

21、lt;/p>　　{　　delay(10);　　if(H1==0)　　{　　input='0'; //掃描按鍵

22、0，下面同理　　flag=1;　　}　　while(H1==0)　　;　　}&

23、lt;/p>　　P2=0XF7; 　　if(H2==0)　　{　　delay(10);　　if(H2==0)

24、;　　{　　input='.';　　flag=1;　　}　　while(H2==0)<p&

25、gt;　　;　　}　　P2=0XF7;　　if(H3==0)　　{</p&g

26、t;　　delay(10);　　if(H3==0)　　{　　input='=';　　flag=3;

27、　　}　　while(H3==0)　　;　　}　　P2=0XF7;<p

28、>　　if(H4==0)　　{　　delay(10);　　if(H4==0)　　{<

29、p>　　input='/';　　flag=2;　　}　　while(H4==0)　　;<

30、b>　　}　　P2=0XFB;　　if(H1==0)　　{　　delay(10);<

31、b>　　if(H1==0)　　{　　input='1';　　flag=1;　　}<p&

32、gt;　　while(H1==0)　　;　　}　　P2=0XFB;　　if(H2==0)<

33、p>　　{　　delay(10);　　if(H2==0)　　{　　input='2';<

34、b>　　flag=1;　　}　　while(H2==0)　　;　　}

35、P2=0XFB;　　if(H3==0)　　{　　delay(10);　　if(H3==0)<

36、;b>　　{　　input='3';　　flag=1;　　}　　while(H3==0)　　;

37、　　}　　P2=0XFB;　　if(H4==0)　　{

38、delay(10);　　if(H4==0)　　{　　input='*';　　flag=2;<b

39、>　　}　　while(H4==0)　　;　　}　　P2=0XFD;

40、if(H1==0)　　{　　delay(10);　　if(H1==0)　　{　　input=&#

41、39;4';　　flag=1;　　}　　while(H1==0)　　;　　}</b&

42、gt;　　P2=0XFD;　　if(H2==0)　　{　　delay(10);　　if(H2==0

43、)　　{　　input='5';　　flag=1;　　}　　while(H2==

44、0)　　;　　}　　P2=0XFD;　　if(H3==0)

45、　{　　delay(10);　　if(H3==0)　　{　　input='6';　　flag=1;&

46、lt;/b>　　}　　while(H3==0)　　;　　}　　P2=0XFD;</b&

47、gt;　　if(H4==0)　　{　　delay(10);　　if(H4==0)　　{</b

48、>　　input='-';　　flag=2;　　}　　while(H4==0)　　;</

49、p>　　}　　P2=0XFE;　　if(H1==0)　　{　　delay(10);</

50、p>　　if(H1==0)　　{　　input='7';　　flag=1;　　}</b&g

51、t;　　while(H1==0)　　;　　}　　P2=0XFE;　　if(H2==0)</b

52、>　　{　　delay(10);　　if(H2==0)　　{　　input='8';</

53、p>　　flag=1;　　}　　while(H2==0)　　;　　}

54、　　P2=0XFE;　　if(H3==0)　　{　　delay(10);　　if(H3==0)<

55、/p>　　{　　input='9';　　flag=1;　　}　　while(H3==0)&

56、lt;p>　　;　　}　　P2=0XFE;　　if(H4==0)　　{<

57、;/p>　　delay(10);　　if(H4==0)　　{　　input='+';　　flag=2;</p

58、>　　}　　while(H4==0)　　;　　}　　}<p&g

59、t;　　bit lcd_bz()//測試lcd是否忙碌，result=1表示忙，=0表示不忙　　{　　bit BF;　　RS = 0;&l

60、t;b>　　RW = 1;　　E = 1;　　delay_4nop();　　BF =(bit)(P0 & 0x80);　　E = 0;&l

61、t;p>　　return BF;　　}　　void lcd_wcmd(unsigned char cmd)//對lcd寫指令　　{　　while(lcd_bz());//當(dāng)

62、LCD不忙碌時才寫入指令　　RS = 0;　　RW = 0;　　E = 0;　　delay_4nop();<

63、b>　　P0 = cmd;　　delay_4nop();　　E = 1;　　delay_4nop(); //當(dāng)E由1變?yōu)?時開始執(zhí)行指令　　E = 0;</

64、p>　　}　　void lcd_wdat(unsigned char dat) //對lcd寫數(shù)據(jù)　　{　　while(lcd_bz());//當(dāng)LCD不忙碌時才寫入指令

65、;　　RS = 1;　　RW = 0;　　E = 0;　　delay_4nop();　　P0 = dat;</b

66、>　　delay_4nop();　　E = 1;　　delay_4nop();　　E = 0;　　}<

67、/p>　　void lcd_init() //lcd初始化　　{　　lcd_wcmd(0x38); //8位總線，雙行顯示，顯示5*7的點陣字符　　delay(4);

68、　　lcd_wcmd(0x0c); //開lcd顯示，無光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍　　delay(4);　　lcd_wcmd(0x06); //光標(biāo)右移，屏幕上的所有文字不移動　　delay(4);</p

69、>　　lcd_wcmd(0x01); //清顯示　　delay(4);　　}　　void lcd_display(char a[])//lcd顯示輸入輸出結(jié)果的函數(shù)<p&

70、gt;　　{　　unsigned char j; 　　delay_4nop();　　lcd_wcmd(0x00+0x80);//設(shè)置顯示的位置 　　j = 0;&

71、lt;/p>　　while(a[j]!= '\0')　　{　　delay_4nop();　　lcd_wdat(a[j]);//顯示的內(nèi)容　　j++;<

72、;/b>　　}　　delay_4nop();　　}　　void null(char *a) //清空一個字符數(shù)組的函數(shù)　　{

73、　　unsigned char j=0;　　while(*(a+j)!='\0')　　{　　*(a+j)='\0';　　j

74、++;　　} 　　}　　void copy(char *a,char *b) //將指針b所指字符串復(fù)制到指針a所指字符串　　{<

75、;/p>　　unsigned char j=0;　　while(*(b+j)!='\0')　　{　　*(a+j)=*(b+j);　　j++;</p

76、>　　}　　}　　void simplify_result(char *a) //去除結(jié)果的尾數(shù)中多余的零和小數(shù)點的函數(shù)　　{

77、　　unsigned char j=15;　　while(((*(a+j)=='\0')||(*(a+j)=='0')||(*(a+j)=='.'))&&(j>0))　　{　　if(*(a+j)=='

78、;0')　　*(a+j)='\0';　　else if(*(a+j)=='.')　　{ 　　*(a+j)='\0';

79、　break;　　}　　j--; 　　}　　}　　temp_to_buf()//

80、將運算結(jié)果temp轉(zhuǎn)移到buf()顯示出來，并準(zhǔn)備好下一次運算的函數(shù)　　{　　unsigned char j;　　sprintf(result,"%.5f",temp);　　null(buf);

81、　　sign='\0';　　simplify_result(result);　　copy(buf,result);　　j=0;　　while(buf[j]!='\0')</p

82、>　　j++;　　i=j;　　null(result);　　null(num1);　　null(num2);

83、　　temp=0;　　lcd_wcmd(0x01);　　return(result,buf,num1,num2,temp,i);　　}　　void equal_deal() //等號的運算處理

84、　　{　　unsigned char j;　　for(j=f+1;buf[j]!='\0';j++) //將符號之后的數(shù)裝進(jìn)字符串num2[]　　num2[j-f-1]=buf[j];　　sw

85、itch(sign) //根據(jù)之前輸入的運算符號進(jìn)行相應(yīng)處理　　{　　case '+': 　　temp=strtod(num1,NULL)+strtod(num2,NULL);//strtod()為將字符串轉(zhuǎn)換為浮點數(shù)的函數(shù) </p

86、>　　break;　　case '-':　　temp=strtod(num1,NULL)-strtod(num2,NULL);　　break;</p&

87、gt;　　case '*':　　temp=strtod(num1,NULL)*strtod(num2,NULL);　　break;　　case '/':</b&

88、gt;　　temp=strtod(num1,NULL)/strtod(num2,NULL);　　break;　　case '\0':　　temp=strtod(buf,NULL);<p&g

89、t;　　default:break;　　}　　temp_to_buf(); 　　}　　void main()　　{</b&g

90、t;　　unsigned char j;　　lcd_init();// 初始化LCD　　delay(10);　　while(1)　　{</

91、p>　　flag=0;　　keyscan();　　if(flag==1) //當(dāng)輸入為數(shù)字時，將其裝進(jìn)buf[]　　{　　buf[i]=input;

92、;　　i++;　　}　　if(flag==2) //當(dāng)輸入為+ - * / 符號時的處理　　{　　if(sign!='\0&

93、#39;)//若之前有輸入過符號，先對前面的式子進(jìn)行處理　　equal_deal();　　sign=input;　　buf[i]=input; 　　f=i;　　for(j=0;j&l

94、t;f;j++)//將符號之前的數(shù)裝進(jìn)字符串num1[]　　num1[j]=buf[j]; 　　i++; 　　}　　if(flag==3)<

95、;b>　　{　　switch(input)　　{　　case '='://輸入為 = 號時的處理　　equal_deal();

96、　　break;　　default:break;　　}　　}　　delay(1);　　simpl

97、ify_result(result); //去除運算結(jié)果中多余的0和小數(shù)點　　lcd_display(buf); //將輸入或運算結(jié)果顯示出來　　delay(10); 　　}

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