基于51单片机的简易计算器设计
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基于51单片机的计算器设计2015年5月1日目录摘要 (3)一、前言 (4)1)主要的问题及目标: (4)2)针对上述目标,做出以下的设计: (4)3)系统设计依据: (4)二、系统方案设计 (5)1.方案一 (5)2.方案二 (5)三、理论分析与计算 (6)四、系统电路设计 (7)1.显示模块 (7)2.输入模块 (7)3.控制模块 (8)4.元器件的选择 (9)5.特殊器件的简介 (9)6.各单元模块的连接 (9)五、系统软件设计 (10)1.设计原理 (10)2.程序结构框图 (10)3.程序流程框图 (11)六、系统测试 (14)1.测试方法 (14)2.计算器功能测试 (14)3.测试结果分析 (14)七、结束语 (15)1.心得感悟 (15)2.改进的设想 (15)八、附录 (15)1.系统设计图 (15)2.设计程序 (15)摘要电子计算器是日常生活中常用的电子计算仪器,他广泛应用于超市、大中型商场、大小企业与学校中。
具有精度高。
体积小、应用范围广泛、易于操作等优点。
本作品以MCS-51系列中的AT89C51单片机为核心,能够实现单步加、减、乘、除运算。
该系统通过检测矩阵键盘扫描,判断是否按键,实现对4*4键盘扫描进行实时的按键检测,并把检测数据存储下来。
经数据转换把数值送入lcd1602液晶屏显示。
整个计算器系统的工作过程为:首先存储单元初始化,显示初始值和键盘扫描,判断按键位置,查表得出按键值,单片机则对数据进行储存与相应处理转换,之后送入lcd1602显示。
整个系统可分为三个主要功能模块:功能模块一,实时键盘扫描;功能模块二,数据转换为了数码管显示;功能模块三,lcd1602显示。
能实现6位或6位以内的精确运算,若输出数据超过6位则会以科学计数法显示。
关键词:AT89C51单片机;计算器;加减乘除;矩阵键盘;液晶屏一、前言本设计是基于51系列单片机来进行的数字计算器系统设计,可以完成计算器的键盘输入,进行加、减、乘、除基本四则运算,并在LCD上显示相应的结果;设计电路采用STC89C51单片机为主要控制电路,显示采用1602LCD显示;软件方面使用C语言编程。
基于51单片机的简易计算器简介用51做的一个建议计算器,能计算7位数*7位数,小数点保留三位,其他不多说,上图和程序,由于时间关系,程序没完全优化,解决了按一次计算符号后再按符号键无效的问题。
1.硬件电路单片机部分+矩阵键盘+1602显示图3-1所示为简易计算器的电路原理图。
P3口用于键盘输入,接4*4矩阵键盘,键值与键盘的对应表如表----所示,p0口和p2口用于显示,p2口用于显示数值的高位,po口用于显示数值的低位。
图3-1 简易计算器电路原理图PCB键值与功能对应表键值0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 + - ×/ = ON/C功能0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 + - ×÷= 清零说明矩阵键盘有16个按键,满足对简易计算器的计算实现,显示部分采用LCD1602,第一行显示计算的数值符号,第二行显示计算结果。
最大能计算7位数*7位数的值,可以计算负数,小数点结果保留有三位,在每次按下计算符号后,接着只能按下数字,再按下符号键无效,也就是每次计算只能按一个计算符号,如输入错误需按N清零键,或者复位单片机。
2 .计算器的软件设计#include<reg52.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned charsbit lcden=P2^2;sbit lcdrs=P2^0;sbit lcdrw=P2^1;sbit lcdbf=P0^7;uchar temp,key,i,j,flag,fh,k;long a,b,c;uchar code table[]={1,2,3,0,4,5,6,0,7,8,9,0,0,0,0,0};uchar code table2[]="123+456-789*000/";void delay(uchar ms){uchar x,y;for(x=ms;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}/*-------------对LCD1602的操作-----------*/bit busy(void)//判断忙碌{bit res;lcdrs=0;lcdrw=1;lcden=1;_nop_();_nop_();res=lcdbf;lcden=0;return res;}void write_inst (uchar cmd)//写命令{while(busy()==1); //忙碌就等待lcdrs=0;lcdrw=0;lcden=0;_nop_();_nop_();P0=cmd;_nop_();_nop_();lcden=1;_nop_();_nop_();lcden=0;}void write_com(uchar com)//写地址{write_inst(com|0x80);}void write_date(uchar dat) //写数据{while(busy()==1);lcdrs=1;lcdrw=0;lcden=0;P0=dat;_nop_();_nop_();lcden=1;_nop_();_nop_();lcden=0;}void init() //初始化{lcden=1;write_inst(0x38);//显示8位2行delay(5);write_inst(0x0c);//显示开,光标关,不闪烁delay(5);write_inst(0x06);//增量方式不位移delay(5);write_inst(0x80);//检测忙碌信号delay(5);write_inst(0x01);//delay(5);}/*------------键盘扫描-----------*/void keyscan()//键盘扫描{P3=0xfe;if(P3!=0xfe){delay(20);if(P3!=0xfe){temp=P3&0xf0;switch(temp){case 0xe0:key=0;break;case 0xd0:key=1;break;case 0xb0:key=2;break;case 0x70:key=3;break;}}while(P3!=0xfe);if(key==0||key==1||key==2){if(j!=0)write_inst(0x01);j=0;}if(flag==0){a=a*10+table[key];}if(flag==1){b=b*10+table[key];}write_date(table2[key]);}else{if(k==0){flag=1;k=1;fh=1;write_date(table2[key]);}}P3=0xfd;if(P3!=0xfd){delay(20);if(P3!=0xfd){temp=P3&0xf0;switch(temp){case 0xe0:key=4;break;case 0xd0:key=5;break;case 0xb0:key=6;break;case 0x70:key=7;break;}}while(P3!=0xfd);if(key==4||key==5||key==6){if(j!=0){write_inst(0x01);j=0;}if(flag==0){a=a*10+table[key];}if(flag==1){b=b*10+table[key];}write_date(table2[key]); }else{if(k==0){flag=1;k=1;fh=2;write_date(table2[key]);}}}P3=0xfb;if(P3!=0xfb){delay(20);if(P3!=0xfb){temp=P3&0xf0;switch(temp){case 0xe0:key=8;break;case 0xd0:key=9;break;case 0xb0:key=10;break;case 0x70:key=11;break;}}while(P3!=0xfb);if(key==8||key==9||key==10){if(j!=0){write_inst(0x01);j=0;}if(flag==0){a=a*10+table[key];}if(flag==1){b=b*10+table[key];}write_date(table2[key]); }else{if(k==0){flag=1;k=1;fh=3;write_date(table2[key]);}}}P3=0xf7;if(P3!=0xf7){delay(20);if(P3!=0xf7){temp=P3&0xf0;switch(temp){case 0xe0:key=12;break;case 0xd0:key=13;break;case 0xb0:key=14;break;case 0x70:key=15;break;}}while(P3!=0xf7);switch(key){case 12:{write_inst(0x01);a=0;b=0;flag=0;fh=0;j=0;k=0;} break;case 13:{if(flag==0){a=a*10;write_date(0x30);P1=0;}else if(flag==1){b=b*10;write_date(0x30);}} break;case 14:{j=1;if(fh==1){write_com(0x4f);write_inst(0x04);c=a+b;while(c!=0){write_date(0x30+c%10);c=c/10;}write_date(0x3d);a=0;b=0;flag=0;fh=0;k=0; }else if(fh==2){write_com(0x4f);write_inst(0x04);if((a-b)>0)c=a-b;elsec=b-a;if(c==0)write_date(0x30+0);while(c!=0){write_date(0x30+c%10);c=c/10;}if((a-b)*(-1)>0)write_date(0x2d);write_date(0x3d);a=0;b=0;flag=0;fh=0;k=0;}else if(fh==3){write_com(0x4f);write_inst(0x04);c=a*b;if(c==0)write_date(0x30+0);while(c!=0){write_date(0x30+c%10);c=c/10;}write_date(0x3d);a=0;b=0;flag=0;fh=0;k=0;}else if(fh==4){write_com(0x4f);write_inst(0x04);i=0;c=(long)(((float)a/b)*1000); //计算c的数据if(c==0)write_date(0x30+0);while(c!=0){write_date(0x30+c%10);c=c/10;i++;if(i==3)write_date(0x2e); //写数据}if((a/b)<=0)write_date(0x30);write_date(0x3d);a=0;b=0;flag=0;fh=0;k=0;}} break;case 15:{if(k==0){write_date(table2[key]);flag=1;k=1;fh=4;}} break;}}}void main(){init();i=0;j=0;a=0;b=0;c=0;k=0;flag=0;fh=0;while(1){keyscan();}}3.本设计的操作1.软件概述Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。
基于51单片机的简易计算器论文设计摘要:计算器是一种常见的电子设备,用于数学计算。
随着科技的迅速发展,计算器不再是一种巨大且笨重的机械设备。
相反,它们变得迷你、便携且功能强大。
本论文旨在设计和实现一种基于51单片机的简易计算器。
该设计利用了51单片机的优点,如低功耗、成本低廉和易于学习等特点。
本论文介绍了设计和实现的过程,包括硬件电路设计、软件程序编写以及性能测试等方面。
1.引言计算器广泛应用于日常生活和学习中,人们常常需要进行加减乘除等简单的数学计算。
为了提供便捷的计算功能,传统计算器使用专用的集成电路设计。
然而,这种计算器成本较高,体积较大,且功能有限。
为了满足市场需求,我们设计了一款基于51单片机的简易计算器。
2.硬件电路设计2.1键盘模块键盘模块采用矩阵键盘设计,包括数字键0-9、运算符键+、-、*、/以及等于键=。
采用矩阵建构可以减少IO口资源的使用,并简化设计。
2.2显示模块显示模块采用液晶显示器,能够清晰地显示数字、运算符和结果。
为了实现更好的用户交互体验,还可以添加背光模块。
2.3控制电路控制电路由51单片机和其他常用电子元件组成,可以通过编程控制键盘的输入和显示模块的输出。
其中,51单片机充当了控制中心的作用,负责接收键盘输入、解析用户命令、进行数学计算和控制显示模块的显示。
2.4电源电路电源电路用于提供稳定的电源给整个计算器系统。
电源电路由电池、稳压电路和滤波电路组成,能够为计算器提供稳定的电压和电流。
3.软件程序设计软件程序设计是整个计算器系统的核心。
主要功能包括接收键盘输入、解析输入、进行数学计算、控制显示模块的显示和处理异常情况。
3.1键盘输入接收软件程序通过扫描键盘矩阵来接收键盘输入。
当用户按下一些键时,软件程序会检测到相应的按键信号,并将其转换为数值或运算符。
3.2输入解析软件程序能够解析用户的输入,判断用户输入的是数字还是运算符,并将其保存在相应的变量中。
同时,软件还可以处理异常输入,如除以零等情况。
基于51单片机的简易计算器设计基于51单片机的简易计算器设计一、引言随着微电子技术和嵌入式技术的发展,越来越多的智能化设备被应用于日常生活中。
其中,基于51单片机的简易计算器设计具有广泛的应用价值。
本文将介绍如何使用51单片机设计一个简易计算器,实现加减乘除的基本运算功能。
二、设计方案1.硬件组成:本设计采用51单片机作为主控芯片,与键盘、显示器等外围设备相连。
键盘用于输入数字和运算符,显示器则用于显示运算结果。
2.软件设计:软件部分包括主程序和子程序。
主程序负责初始化硬件、读取键盘输入和显示运算结果。
子程序包括加减乘除的运算子程序,可根据输入的运算符和操作数进行相应的运算。
3.算法实现:在加减乘除的运算子程序中,采用基本的数学运算方法实现。
对于加法,直接将两个操作数相加;对于减法,将两个操作数相减;对于乘法,采用循环相乘的方法;对于除法,采用循环相除的方法。
三、实验结果在实验中,我们成功地使用51单片机设计了一个简易计算器,实现了加减乘除的基本运算功能。
在测试过程中,我们输入了不同的数字和运算符,得到了正确的运算结果。
同时,我们也测试了计算器的稳定性,发现其在连续运算时表现良好,没有出现明显的误差或故障。
四、结论基于51单片机的简易计算器设计具有简单易行、实用性强等优点。
通过实验测试,我们验证了其可行性和稳定性。
此外,该设计还可以根据需要进行扩展和优化,例如增加更多的运算功能、优化算法等。
未来,我们可以进一步研究如何提高计算器的运算速度和精度,以及如何将其应用于更多的实际应用场景中。
五、改进意见与展望1.增加更多的运算功能:例如实现括号、开方、指数等高级运算,满足更复杂的数学计算需求。
2.优化算法:针对现有的加减乘除运算算法进行优化,提高运算速度和精度。
例如采用更高效的除法算法,减少运算时间。
3.增加存储功能:在计算器中加入存储单元,使得用户可以在多个步骤之间进行数据传递和保存。
4.增强人机交互界面:优化显示器的显示效果,增加用户输入的便捷性,提高用户体验。
51单片机简易计算器设计一、设计思路计算器的基本功能包括加法、减法、乘法和除法。
我们可以使用按键作为输入方式,将输入的数字和操作符暂时保存在内存中,然后根据操作符进行相应的运算。
最后再将运算结果显示在数码管上。
具体设计思路如下:1.确定计算器所需的硬件组件:数码管、按键、51单片机和相关电路。
2.定义按键与数字和操作符的对应关系。
3.编写51单片机的程序,实现按键输入、运算和结果显示的功能。
二、硬件设计1.数码管:使用常见的7段数码管作为显示器,通过引脚连接到51单片机的IO口。
2.按键:使用4个按键分别表示数字输入键、加法键、减法键和等于键。
三、软件设计1.初始化:将数码管引脚设为输出模式,将按键引脚设为输入模式。
2.按键处理:采用中断方式检测按键输入,通过编程判断所按的键。
3.数字输入:将按键所对应的数字保存在变量中,最多支持四位数的输入。
4.操作符输入:将按下的操作符保存在变量中。
5.运算:根据保存的操作符进行相应的运算,并将结果保存在变量中。
6.结果显示:将结果显示在数码管上。
四、代码实现下面是一个示例代码的框架,供参考:```c#include <reg52.h>sbit SDA = P0^0; // I2C总线数据线sbit SCL = P0^1; // I2C总线时钟线//定义按键的IO口sbit BUTTON0 = P1^0; // 数字输入键sbit BUTTON1 = P1^1; // 加法键sbit BUTTON2 = P1^2; // 减法键sbit BUTTON3 = P1^3; //等于键unsigned char num1 = 0; // 第一个操作数unsigned char num2 = 0; // 第二个操作数unsigned char op = 0; // 操作符unsigned char result = 0; // 运算结果//判断按键所对应的数字或操作符void buttonif (BUTTON0 == 0) // 数字输入键//将按键所对应的数字保存在变量中//显示数字}else if (BUTTON1 == 0) // 加法键//保存操作符为加号}else if (BUTTON2 == 0) // 减法键//保存操作符为减号}else if (BUTTON3 == 0) //等于键//根据保存的操作符进行相应的运算//将结果保存在变量中//显示结果}void mainwhile (1)button(; // 按键处理}```五、总结通过以上的设计思路和示例代码,我们可以轻松地实现一个简易的计算器。
No:毕业设计说明书题目:基于51单片机简易计算器的设计系别:自动化工程系专业:机电一体化技术*名:***学号: ************指导老师:***职称:副教授2013年6月简易计算器是一种非常广泛日常工具,对现代社会越来越流行。
它可以进行一些简易的计算。
本系统提供详细的时、分、秒、年、月、日的时间信息,同时还可进行简易的计算信息,还具有时间校准等功能。
该电路采用AT89S52单片机作为核心,功耗小,能在3V的低压工作,电压可选用3~5V电压供电。
本系统硬件部分由AT89S52单片机、LCD1602液晶屏、键盘、指示灯系统等部分构成。
软件部分在keil环境下用C51语言编写,包括时间设置、时间显示、简易计算显示等。
关键字:AT89S52;液晶屏LCD1602;键盘Simple calculator is a very broad everyday tool for modern society is more and more popular. It can carry on some simple calculation. This system provides detailed, minutes and seconds, year, month, day time information, and at the same time but also for simple calculation information, but also has time calibration etc. Function. This circuit AT89S52 SCM as the core, power consumption is small, can be in 3 V of low-pressure work, voltage can choose 3 ~ 5 V voltage power supply. This system hardware part AT89S52 SCM by LCD1602 LCD screen, keyboard, indicator system, part. Software in under the environment of keil with C51 language, including time set, time display, simple calculation shows, etc. In the programming process found on existing knowledge to finish writing task difficult, the teachers and students of help to finish the program part of the code.Keyword:AT89S52;AT89S52 devices; LCD1602 LCD screen; keyboard引言众所周知单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
基于51单片机简易计算器课程设计报告
基于51单片机简易计算器课程设计报告
1. 研究背景
•计算器是人们日常生活和工作中常用的工具之一。
•通过设计简易计算器,可以加深学生对51单片机的理解和应用。
2. 目标和需求
•设计一个基于51单片机的简易计算器,能够进行基本的四则运算和开方运算。
•要求计算器能够显示输入和计算结果。
•要求计算器具备简单的界面和操作。
3. 设计方案
•使用51单片机作为计算器的控制核心。
•通过键盘输入数字和运算符,并显示在液晶屏上。
•根据输入的运算符,进行相应的计算,并将结果显示在液晶屏上。
4. 硬件设计
•使用51单片机作为主控芯片。
•连接液晶屏模块,用于显示输入和计算结果。
•连接键盘模块,用于输入数字和运算符。
5. 软件设计
•使用C语言进行编程。
•设计主程序,包括初始化、输入处理和计算输出等功能。
•设计函数,实现基本的四则运算和开方运算。
6. 实验结果
•成功设计并实现了基于51单片机的简易计算器。
•可以正常进行基本的四则运算和开方运算。
•输入和计算结果能够准确显示在液晶屏上。
7. 总结与展望
•通过设计这个简易计算器,学生对51单片机的理解和应用能力有了提高。
•下一步可以考虑增加更多的功能,如科学计算和数据存储等。
以上是本次基于51单片机简易计算器课程设计的报告。
通过这个实验,学生对51单片机的应用能力得到了提升,进一步增强了对计算器的理解。
在未来的课程设计中,可以进一步拓展功能,提升计算器的实用性和功能性。
2013 - 2014 学年_一_学期山东科技大学电工电子实验教学中心创新性实验研究报告实验项目名称__基于51单片机的简易计算器设计_2013 年12 月27 日四、实验内容2、实验内容(一)、总体硬件设计本设计选用AT89C52单片机为主控单元。
显示部分:采用六位LED动态数码管显示。
按键部分:采用2*8键盘;利用2*8的键盘扫描子程序,读取输入的键值。
(二)、键盘接口电路计算器输入数字和其他功能按键要用到很多按键,如果采用独立按键的方式,在这种情况下,编程会很简单,但是会占用大量的I/O 口资源,因此在很多情况下都不采用这种方式,而是采用矩阵键盘的方案。
矩阵键盘采用两条I/O 线作为行线,八条I/O 线作为列线组成键盘,在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。
这样键盘上按键的个数就为2×8个。
这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。
矩阵键盘的工作原理:计算器的键盘布局如图2所示:一般有16个键组成,在单片机中正好可以用一个P口和另一个P口的两个管脚实现16个按键功能,这种形式在单片机系统中也最常用。
矩阵键盘布局图:矩阵键盘内部电路图如下图所示:(三)、LED显示模块本设计采用LED数码显示来显示输出数据。
通过D0-D7引脚向LED写指令字或写数据以使LED实现不同的功能或显示相应数据。
(四)运算模块(单片机控制)MCS-51 单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能I/O等一台计算机所需要的基本功能部件。
如果按功能划分,它由如下功能部件组成,即微处理器(CPU)、数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM/EPROM)、并行I/O 口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器(SFR)。
单片机是靠程序运行的,并且可以修改。
通过不同的程序实现不同的功能,尤其是特殊的独特的一些功能,通过使用单片机编写的程序可以实现高智能,高效率,以及高可靠性!因此我们采用单片机作为计算器的主要功能部件,可以很快地实现运算功能。
基于单片机的简易计算器设计摘要 (3)关键字:80C51 LCD1602 4*4矩阵键盘计算器 (3)第一章绪论 (5)1.1系统开发背景 (5)1.2系统开发意义 (5)1.3设计目的 (5)1.4设计任务 (5)第二章单片机发展现状 (7)2.1目前单片机的发展状况 (7)2.1.1单片机的应用场合 (7)2.2计算器系统现状 (8)2.3简易计算器系统介绍 (9)第三章系统硬件设计及说明 (9)3.1系统组成及总体框图 (11)3.2AT89S52单片机介绍 (11)3.3其它器件介绍及说明 (13)3.3.1 LCD1602液晶显示 (13)3.3.2 4*4矩阵扫描按键 (18)第四章 PROTEUS模拟仿真 (19)第五章系统硬件设计及说明 (21)第六章软件设计 (22)6.1汇编语言和C语言的特点及选择 (22)6.2源程序代码 (22)摘要近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,但仅单片机方面的知识是不够的,还应根据具体硬件结构、软硬件结合,来加以完善。
计算机在人们的日常生活中是比较常见的电子产品之一。
可是它还在发展之中,以后必将出现功能更加强大的计算机,基于这样的理念,本次设计主要以80C51单片机为控制芯片,用C语言进行编程实现,通过4*4矩阵键盘控制,输出用液晶屏LCD1602显示,该计算器可以实现一般的加减乘除四则混合运算。
关键字:80C51 LCD1602 4*4矩阵键盘计算器第一章绪论1.1 系统开发背景随着社会的发展,科学的进步,人们的生活水平在逐步的提高,尤其是微电子技术的发展,犹如雨后春笋般的变化。
电子产品的更新速度快就不足惊奇了。
计算器在人们的日常中是比较的常见的电子产品之一。
如何使计算器技术更加的成熟,充分利用已有的软件和硬件条件,设计出更出色的计算器,使其更好的为各个行业服务,成了如今电子领域重要的研究课题。
基于51单片机简易计算器设计报告一、研究意义计算器(Calculator)是微型电子计算机的一种特殊类型。
它与一般通用计算机的主要区别在于程序输入方式的不同。
计算器的程序一般都已经固定,只需按键输入数据和运算符号就会得出结果,很容易就能掌握。
而一般计算机的程序可以根据需要随时改动,或重新输入新的程序。
简易计算器主要用于加减乘除;科学计算器,又增添了初等函数运算(有的还带有数据总加、求平均值等统计运算)。
现代电子计算器首次问世是1963年。
那时的计算器是台式的,在美国波士顿的电子博览会上展出过。
与计算机相比,它小巧玲珑,计算迅捷,一般问题不必事先编写复杂的程序。
随着微电子技术的不断发展,微处理器芯片的集成程度越来越高,单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器、A/D转换器、D/A转换器等多种电路,这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合,组成智能化测量控制系统。
这种技术促使机器人技术也有了突飞猛进的发展,目前人们已经完全可以设计并制造出具有某些特殊功能的简易智能机器人。
二、设计方案1)硬件部分设计单片机以AT89C51来做为核心元器件,按键部分采用4*4行列式键盘,分别设定数字键和功能键,采用查询方式,每次有键按下时,先判断是实数字键还是功能键。
但是这种方式采用了大量的I/O口线。
在单片机应用系统中,使用的显示器主要有LED(发光二极管显示器)、LCD液晶显示器以及CRT接口。
使用液晶显示器来显示。
液晶是介于固态和液态间的有机化合物,将其加热会变成透明液态,冷却后变成结晶的混浊固态。
在电的作用下,产生冷热变化,从而影响它的透光性,来达到显示的目的。
LCD还具有以下几个优点(1)低压、微功耗(2)显示信息量大(3)长寿命(4)无辐射,无污染。
2)软件部分设计软件部分的设计思路是将整个程序划分为键盘扫描部分,显示部分,运算程序部分,清屏显示部分。
2013 - 2014 学年_一_学期山东科技大学电工电子实验教学中心创新性实验研究报告实验项目名称__基于51单片机的简易计算器设计_2013 年12 月27 日四、实验内容2、实验内容(一)、总体硬件设计本设计选用AT89C52单片机为主控单元。
显示部分:采用六位LED动态数码管显示。
按键部分:采用2*8键盘;利用2*8的键盘扫描子程序,读取输入的键值。
(二)、键盘接口电路计算器输入数字和其他功能按键要用到很多按键,如果采用独立按键的方式,在这种情况下,编程会很简单,但是会占用大量的I/O 口资源,因此在很多情况下都不采用这种方式,而是采用矩阵键盘的方案。
矩阵键盘采用两条I/O 线作为行线,八条I/O 线作为列线组成键盘,在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。
这样键盘上按键的个数就为2×8个。
这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。
矩阵键盘的工作原理:计算器的键盘布局如图2所示:一般有16个键组成,在单片机中正好可以用一个P口和另一个P口的两个管脚实现16个按键功能,这种形式在单片机系统中也最常用。
矩阵键盘布局图:矩阵键盘内部电路图如下图所示:(三)、LED显示模块本设计采用LED数码显示来显示输出数据。
通过D0-D7引脚向LED写指令字或写数据以使LED实现不同的功能或显示相应数据。
(四)运算模块(单片机控制)MCS-51 单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能I/O等一台计算机所需要的基本功能部件。
如果按功能划分,它由如下功能部件组成,即微处理器(CPU)、数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM/EPROM)、并行I/O 口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器(SFR)。
单片机是靠程序运行的,并且可以修改。
通过不同的程序实现不同的功能,尤其是特殊的独特的一些功能,通过使用单片机编写的程序可以实现高智能,高效率,以及高可靠性!因此我们采用单片机作为计算器的主要功能部件,可以很快地实现运算功能。
详细算术运算程序设计流程图:五、实验结果与分析1、实验现象、数据记录经过反复测试调整,该计算器可简单进行100以内的加减乘除计算,以及清零功能,结果能保留小数点后一位,能显示计算结果的正负,完成了实验要求。
测试结果记录:加法运算:15+23=38减法运算:65-22=43乘法运算:12*51=612除法运算:99/23=4.32、对实验现象、数据及观察结果的分析与讨论:该实验达到了实验的基本要求,但是需要改进和提高的还有很多,设计的计算器能进行100以内的加减乘除计算,以及清零功能,结果能保留小数点后一位,能显示计算结果的正负,但是只能进行两个操作数的操作,而不能进行连续计算,比如连加、连乘,并且不能进行有符号数的计算,即输入的两个操作数必须是正号的,也不能输入带小数点的操作数,对此,我会课下继续对它进行研究改进,争取做出具有更多功能的更先进的计算器。
六、实验结论七、指导老师评语及得分:附件:源程序等。
YS EQU 20H ;第一个数十位YG EQU 21H ;第一个数个位ERS EQU 22H ;第二个数十位EG EQU 23H ;第二个数个位YI EQU 24HER EQU 25H JF EQU 26H ;结果负号位JQ EQU 27H ;结果千位JBA EQU 28H ;结果百位JS EQU 29H ;结果十位JG EQU 30H ;结果个位JX EQU 31H ;结果小数位JG1 EQU 32HORG 0000HMAIN: MOV 20H,#00HMOV 21H,#00HMOV 22H,#00HMOV 23H,#00HMOV 24H,#00HMOV 25H,#00HMOV 26H,#0C0HMOV 27H,#00HMOV 28H,#00HMOV 29H,#00HMOV 30H,#00HMOV 31H,#00HMOV 32H,#00H ONE1: CLR CACALL KEYSCANJB PSW.5,ONE1CJNE A,#11,ONE11SJMP MAINONE11:CJNE A,#10,ONE12 SJMP ONE1ONE12:JNC ONE1MOV 21H,AACALL DELAY ONE2: ACALL XS1ACALL KEYSCANJB PSW.5,ONE2CJNE A,#11,ONE22SJMP MAINONE22:CJNE A,#10,ONE23 SJMP ONE2ONE23:JNC ONE31MOV 20H,21HMOV 21H,AACALL DELAYONE3: ACALL XS2ACALL KEYSCANJB PSW.5,ONE3CJNE A,#11,ONE33SJMP MAINONE33:CJNE A,#10,ONE30 ACALL DELAYACALL XS1SJMP ONE3ONE30:JC ONE3ONE31: MOV R5,A ;R5为符号位,表示加或减或乘或除ONE4: ACALL XS2ACALL KEYSCANJB PSW.5,ONE4CJNE A,#11,ONE44SJMP MAINONE44:CJNE A,#10,ONE45SJMP ONE4ONE45:JNC ONE4MOV 23H,AACALL DELAYONE5: ACALL XS4ACALL KEYSCANJB PSW.5,ONE5CJNE A,#11,ONE55LJMP MAINONE55:CJNE A,#10,ONE56SJMP ONE66ONE56:JNC ONE5MOV 22H,23HMOV 23H,AACALL DELAYONE6: ACALL XS5ACALL KEYSCANJB PSW.5,ONE6CJNE A,#11,ONE66LJMP MAINONE66:CJNE A,#10,ONE6ACALL GNONE61:ACALL KEYSCANJB PSW.5,ONE60LJMP MAINONE60:ACALL XS3SJMP ONE61KEYSCAN:LCALL KAP ;扫描键子程序JNZ KP1SETB PSW.5 ;置无键标志RETKP1:LCALL DEL Y ;去抖LCALL KAP ;再次扫描键盘JNZ KP2 ;转识键码程序SETB PSW.5 ;置无键标志RETKP2:CLR PSW.5 ;置有键操作标志MOV R0,#0FEH ;逐列扫描初始值MOV R4,#00H ;0列加数KP4:MOV A,R0MOV P0,A ;送列扫描信号MOV A,P2 ;回读行信号JB ACC.0,L1 ;不是第一行,转第二行MOV A,#00H ;是第一行,行吗=0AJMP KP5L1:JB ACC.1,NEXT ;不是第二行,转下一列MOV A,#08H ;是第二行,行码=8AJMP KP5KP5:ADD A,R4;对应的行码+对应的列码=键码PUSH ACC ;保护已经得到的键码KP3:LCALL DEL YLCALL KAP ;继续扫描JNZ KP3 ;A值不等于0,表示手未松开!POP ACC ;A值等于0,手已经松开,弹回键码!RETNEXT:INC R4 ;下一列列码加1MOV A,R0JNB ACC.7,KEYSCAN ;列到最后列了吗?RL AMOV R0,A ;下一列AJMP KP4 ;扫描下一列KAP:MOV A,#00H ;全扫描字(列)MOV P0,A ;送全扫描字MOV A,P2 ;回读行信息CPL AANL A,#0FH ;得到A值,=0,无键;≠0,有键RETDELY:MOV R6,#14H ;去抖!DL:MOV R7,#0FFHDJNZ R7,$DJNZ R6,DLRET;***************************************** *计算加减乘除GN: MOV A,20HMOV B,#10MUL ABADD A,21HMOV 24H,A;************************得到第一个数MOV A,22HMOV B,#10MUL ABADD A,23HMOV 25H,A;************************得到第二个数MOV A,R5J0: CJNE A,#12,J1SJMP JIALJMP XS3RETJ1: CJNE A,#13,J2SJMP JIANLJMP XS3RETJ2: CJNE A,#14,J3SJMP CHENGLJMP XS3RETJ3: LJMP CHULJMP XS3RETJIA: MOV A,24HADD A,25HMOV JG1,ALJMP AAAARETJIAN:MOV A,24HCLR CSUBB A,25HMOV JG1,AJNC JIAN1MOV JF,#0BFHMOV A,#255CLR CSUBB A,32HINC AMOV JG1,AJIAN1: LJMP AAAARETCHENG:CLR C ;个位与个位相乘MOV A,21HMOV B,23HMUL ABMOV B,#10DIV ABMOV JG,BMOV JS,AMOV A,20H ;十位与个位相乘MOV B,23HMUL ABMOV B,#10DIV ABMOV JBA,AMOV A,BADDC A,JSCJNE A,#10,CH1SJMP CH2CH1: JC CH3CH2: CLR CSUBB A,#10MOV JS,AMOV A,JBAINC AMOV JBA,ASJMP CH4CH3: MOV JS,ACH4: MOV A,22H ;个位与十位相乘MOV B,21HMUL ABMOV B,#10DIV ABADDC A,JBAMOV JBA,AMOV A,BADDC A,JSCJNE A,#10,CH5SJMP CH6CH5:JC CH7 CH6:CLR CSUBB A,#10MOV JS,AMOV A,JBAINC AMOV JBA,ASJMP CH8CH7: MOV JS,ACH8: MOV A,20H ;十位与十位相乘MOV B,22HMUL ABMOV B,#10DIV ABMOV JQ,AMOV A,BADDC A,JBACJNE A,#10,CH9SJMP CH10CH9: JC CH11CH10:CLR CSUBB A,#10MOV JBA,AMOV A,JQINC AMOV JQ,ASJMP CH12CH11:MOV JBA,ACH12:RETCHU: MOV A,24HMOV B,25HDIV ABMOV JG1,AMOV A,B ;余数MOV B,#10MUL ABMOV B,25HDIV ABMOV JX,A ;小数SJMP AAAARETAAAA:MOV A,JG1MOV B,#10DIV ABMOV JG,B ;得到JG1个位MOV B,#10DIV ABMOV JS,B ;得到JG1十位MOV JBA ,A ;得到JG1百位RET;***********************************XS1: MOV A,21HMOV P1,#0FFH ;共阳灭码MOV P0,#20HMOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTR ;查出字形代码MOV P1,A ;送个位ACALL DELAYRETXS2: MOV A,20H ;显示输入的第一个数MOV P1,#0FFH ;共阳灭码MOV P0,#10H ;送位控信号MOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTR ;查出字形代码MOV P1,A ;送十位ACALL DELAY ;稳定显示信息MOV A,21HMOV P1,#0FFH ;共阳灭码MOV P0,#20HMOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTR ;查出字形代码MOV P1,A ;送个位ACALL DELAYRETXS4: MOV A,23HMOV P1,#0FFH ;共阳灭码MOV P0,#20HMOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTR ;查出字形代码MOV P1,A ;送个位ACALL DELAYRETXS5: MOV A,22H;显示输入的第二个数MOV P1,#0FFH ;共阳灭码MOV P0,#10H ;送位控信号MOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTR;查出字形代码MOV P1,A ;送十位ACALL DELAY ;稳定显示信息MOV A,23HMOV P1,#0FFH ;共阳灭码MOV P0,#20HMOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTR;查出字形代码MOV P1,A ;送个位ACALL DELAYRET;**********************************XS3: MOV P1,#0FFH ;共阳灭码MOV P0,#01H ;送位控信号MOV A,JFMOV P1,A ;送负号位ACALL DELAY ;稳定显示信息MOV P1,#0FFH ;共阳灭码MOV P0,#02HMOV A,JQMOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTR ;查出字形代码MOV P1,A ;送千位ACALL DELAY ;稳定显示信息MOV P1,#0FFH ;共阳灭码MOV P0,#04HMOV A,JBAMOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTR ;查出字形代码MOV P1,A ;送百位ACALL DELAY ;稳定显示信息MOV P1,#0FFH ;共阳灭码MOV P0,#08HMOV A,JSMOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTR ;查出字形代码MOV P1,A ;送十位ACALL DELAY ;稳定显示信息MOV P1,#0FFH ;共阳灭码MOV P0,#10HMOV A,JGMOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTR ;查出字码ANL A,#7FHMOV P1,A ;送个位ACALL DELAY ;稳定显示信息MOV P1,#0FFH ;共阳灭码MOV P0,#20HMOV A,JXMOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTRMOV P1,A ;送小数位ACALL DELAYRETTAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H ,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH DELAY: MOV R6,#0FFHDJNZ R7,$RETEND。