简易计算器

《嵌入式系统原理》

课程设计说明书

题目：简易计算器

院（系）：信息科学与工程学院

专业班级：电子科学与技术1001班

学生姓名：XXX

学号：20101185003

指导教师：黄向宇

20 13 年 6 月 17 日至20 13 年 6 月 28 日

华中科技大学武昌分校制

嵌入式系统原理课程设计任务书

目录

1 简易计算器 (2)

1.1课设目的 (2)

1.2设计内容 (2)

1.3设备及工具 (2)

2 设计工作原理 (2)

2.1 开发平台 (2)

2.2 LCD液晶屏 (2)

2.3 功能模块图 (3)

2.4 工作流程图 (4)

2.5 设计步骤 (4)

2.5.1 外部接口连接 (4)

2.5.2 设置超级终端 (5)

2.5.3 H-JTAG使用方法 (5)

2.6 软件设计 (7)

3 总结 (18)

1 简易计算器

1.1课设目的

设计一个能够实现简单的加减乘除运算的简易计算器，主要是键盘的输入和数据的显示，利用实验箱上的键盘进行数据和运算符号的输入，LED数码管实现数据和结果的显示，通过本设计的分析，主要实现一下功能：

（1）实验箱上数字键盘的数据输入，运算符的输入

（2） LED动态显示输入的数据和计算的结果

1.2设计内容

广泛查找文献资料，认真研究，反复论证，精心设计技术方案。严格遵守各项纪律，勤奋学习，认真思考，敢于挑战困难并勇于创新。

深入了解UP-TECH S2410嵌入式开发平台的基本结构、原理及使用方法，掌握在其上进行嵌入式开发的方法和步骤，熟悉相关工具的使用方法，最终利用此平台独立构造一个具备一定实用功能的ARM9（S3C2410）控制系统，在此系统基础上实现一些基本的控制功能。

本设计是基于ARM9处理器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。

在执行过程中，开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LCD显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LCD上输出运算结果。

错误提示：当计算器执行过程中有错误时，会在LCD上显示相应的提示,如：当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时，计算器会在LCD上提示overflow；当除数为0时，计算器会在LCD上提示error。

分析结果，独立撰写设计总结报告陈述自己的观点，格式应严格遵守学校规范。内容尽量翔实，其中必须要有自己独立的见解和认识。

1.3设备及工具

硬件：ARM嵌入式开发平台、H-JTAG仿真器、PC机Pentium100以上、示波器。

软件：PC机操作系统Win2000或WinXP、ARM集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序

2 设计工作原理

2.1 开发平台

（1）深入了解UP-TECH S2410嵌入式开发平台的基本结构、原理及使用方法，掌握在其上进行嵌入式开发的方法和步骤，熟悉相关工具的使用方法，最终利用此平台独立构造一个具备一定实用功能的ARM9（S3C2410）控制系统，在此系统基础上实现一些基本的控制功能。

（2）博创经典UP-TECH S2410 DVP简介：博创经典UP-TECH S2410 DVP 是博创科技推出的国内最强配置的嵌入式开发平台，可以满足不同院校的ARM9嵌入式教学要求。该平台可与博创PXA270核心板兼容，是目前国内性价比最高的一款实验平台。它采用Samsung S3C2410 为微处理器，并采用专业稳定的CPU 内核电源芯片和复位芯片来保证系统运行时的稳定性。博创经典UP-TECH S2410 DVP 的PCB 采用专业等长布线，保证关键信号线的信号完整性，生产采用机器贴片，批量生产。

（3）博创经典UP-TECH S2410 DVP图如图3-1。

图2-1开发平台视图

2.2 LCD液晶屏

液晶得名于其物理特性：它的分子晶体，以液态存在而非固态。这些晶体分子的液体特性使得它具有两种非常有用的特点：1、如果让电流通过液晶层，这些分子将会以电流的流向方向进行排列，如果没有电流，它们将会彼此平行排列。2、如果提供了带

有细小沟槽的外层，将液晶倒入后，液晶分子会顺着槽排列，并且内层与外层以同样的方式进行排列。

液晶的第三个特性是很神奇的：液晶层能使光线发生扭转。液晶层表现的有些类似偏光器，这就意味着它能够过滤除了那些从特殊方向射入之外的所有光线。此外，如果液晶层发生了扭转，光线将会随之扭转，以不同的方向从另外一个面中射出。

液晶的这些特点使得它可以被用来当作一种开关——即可以阻碍光线，也可以允许光线通过。液晶单元的底层是由细小的脊构成的，这些脊的作用是让分子呈平行排列。上表面也是如此，在这两侧之间的分子平行排列，不过当上下两个表面之间呈一定的角度时，液晶随着两个不同方向的表面进行排列，就会发生扭曲。结果便是这个扭曲的螺旋层使通过的光线也发生扭曲。如果电流通过液晶，所有的分子将会按照电流的方向进行排列，这样就会消除光线的扭转。如果将一个偏振滤光器放置在液晶层的上表面，扭转的光线通过(如图A)，而没有发生扭转的光线(如图B)将被阻碍。因此可以通过电流的通断改变LCD 中的液晶排列，使光线在加电时射出，而不加电时被阻断。也有某些设计为了省电的需要，有电流时，光线不能通过，没有电流时，光线通过。

图A 加电时 图B 不加电时

图2-2光线穿过与阴断示意图

LCD 显示器的基本原理就是通过给不同的液晶单元供电，控制其光线的通过与否，从而达到显示的目的。因此，LCD 的驱动控制归于对每个液晶单元的通断电的控制，每个液晶单元都对应着一个电极，对其通电，便可使光线通过（也有刚好相反的，即不通电时光线通过，通电时光线不通过）。

2.3 功能模块图

该设计主要有数据的输入和数据的显示，数据的输入靠键盘实现，主要是数据的输入和运算符的输入，在输入运算符之后数码管全灭等待下一个数据的输入，按下Enter 键计算两次输入数据的运算结果，能够实现数码管的动态显示。