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简易计算器的设计与实现(1)

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郑州科技学院 《单片机原理及应用》课程设计

题 目 基于单片机简易设计与实现 学生姓名 专业班级 学 号 院 （系） 指导老师 完成时间 年 月 日 目 录 0.引言 ............................................................ 1

1. 设计方案 ...................................................... 2

方案论证 .................................................... 2

方案比较与选择 ............................................. 2

2. 系统设计 ...................................................... 3

系统组成及总体框图 ......................................... 3

硬件原理 ...................................................... 4

单片机最小系统 ............................................. 4

键盘电路 .................................................. 10

显示电路 .................................................. 12

.软件流程 ................................................... 14

主程序控制流程 ............................................ 14

键盘扫描子程序 ............................................ 15

显示控制流程 .............................................. 17

仿真与实物制作 ............................................. 20

3.结论 ........................................................... 22

参考文献 ......................................................... 22

附录一：总体电路原理图 ...................................... 23

附录二: 元器件 ................................................. 23

附录三：源程序 ................................................. 24 基于单片机简易设计与实现 0.引言 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[1]。 今天，人们的日常生活中已经离不开计算器了，社会的各个角落都有它的身影，比如商店，办公室，学校……。因此设计一款简单实用的计算器会有很大的实际意义。 本设计对字符液晶显示模块的工作原理，如初始化、清屏、显示、调用及外特性有较清楚的认识，并会使用LCD（液晶显示模块）实现计算结果的显示；掌握液晶显示模块的驱动和编程，设计LCD和单片机的接口电路，以及利用单片机对液晶模块的驱动和操作；在充分分析内部逻辑的概念，进行软件和调试，学会使用，并能够以其为平台设计出具有四则运算能力简易计算器的硬件电路和软件程序。 同时在进一步掌握单片机理论知识，理解嵌入式单片机系统的硬软件设计，加强对实际应用系统设计的能力。通过本设计的学习，使我掌握单片机程序设计和微机接口应用的基本方法，并能综合运用本科阶段所学软、硬件知识分析实际问题，提高解决毕业设计实际问题的能力，为单片机应用和开发打下良好的基础。 1. 设计方案 本设计可以采用两种方案，一种是以FPGA为核心处理芯片，配备相应的外设；另外一种是以STC89C51处理器，配备相应的外设。 方案论证 (1）方案一：采用FPGA控制 FPGA是一种高密度的可编程逻辑器件,自从Xilinx公司1985年推出第一片FPGA以来,FPGA的集成密度和性能提高很快,其集成密度最高达500万门/片以上,系统性能可达200MHz。由于FPGA器件集成度高,方便易用,开发和上市周期短,在数字设计和电子生产中得到迅速普及和应用,并一度在高密度的可编程逻辑器件领域中独占鳌头。 但是而基于SRAM编程的FPGA,其编程信息需存放在外部存储器上 ,需外部存储器芯片 ,且使用方法复杂 ,保密性差，而其对于一个简单的计算器而言，实用FPGA有点大材小用，成本太高。 (2)方案二：采用STC89C51 单片机是单片微型机的简称，故又称为微控制器MCU（Micro Control Unit）。通常由单块集成电路芯片组成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器CPU，存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。单片机广泛用于智能产品，智能仪表，测控技术，智能接口等，具有操作简单，实用方便，价格便宜等优点，而其中STC89C51以MCS-51为内核，是单片机中最典型的代表，应用于各种控制领域[5]。 方案比较与选择 通过以上两种方案论证和比较，从设计的实用性，方便性和成本出发，选择了以STC89C51单片机作为中央处理单元进行计算器的设计，这样设计能够实现对四位加减乘除和除法四位小点数的运算。 2.系统设计 为了更好的实现系统得功能，硬件电路的设计应该遵循以下原则： (1)优化硬件电路 采用软件设计与硬件设计相结合的方法；尽管采用软件来实现硬件系统的功能时，也许响应时间会比单纯使用硬件时长，而且还要占用微处理器(MCU)的时间；但是，用软件实现硬件的功能可以简化硬件结构，提高电路的可靠性。所以，在设计本系统得时候，在满足可靠性和实时性的前提下，尽可能的通过软件来实现硬件功能[8]。 （2）可靠实用性 根据可靠性及实用性设计理论，系统所用芯片数量越少，系统的平均无故障时间越长。而且，所用芯片数量越少，地址和数据总线在电路板上受干扰的可能性也就越小。因此，系统的设计思想是在满足功能的情况下力争使用较少数量的芯片。 (3)灵活的功能扩展 功能扩展是否灵活是衡量一个系统优劣的重要指标。一次设计往往不能完全考虑到系统的各个方面，系统需要不断完善以及进行功能升级。进行功能扩展时，应该在原有设计的基础上，通过修改软件程序和少量硬件完成。对于本系统而言，就是要求在系统硬件不变的情况下，能够通过修改软件程序，完成功能的升级和扩展[7]。 系统组成及总体框图 计算器主要由STC89C51单片机组成的最小系统、1602LCD液晶显示屏及编码键盘构成。P1、P3口：做为输出口，控制LCD液晶显示屏显示数据的结果；P2口：做为输入口，与键盘连接，实现数据的输入LCD液晶显示屏显示输出，总体框图如下。

STC89C51 最小系统控制

LCD液晶显示屏模块 图2-1 系统组成及总体框图 硬件原理 硬件设计是整个计算器的设计基础，只有在硬件设计完成后，才能给整个电路下载程序，从而完成该作品的完整设计。 单片机最小系统 最小系统的设计即单片机最小系统，对51系列单片机来说，最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路。下面给出一个51单片机的最小系统电路图。

P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0(RXD)10P3.1(TXD)11P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5(T1)15P3.6(WR)16P3.7(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)P2.021(A9)P2.122(A10)P2.223(A11)P2.324(A12)P2.425(A13)P2.526(A14)P2.627(A15)P2.728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31(AD7)P0.732(AD6)P0.633(AD5)P0.534(AD4)P0.435(AD3)P0.336(AD2)P0.237(AD1)P0.138(AD0)P0.039VCC40U389C51/C5212MHzC2230C2330R2710K+C110uF1234KSRESETVCCVCC123456789

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CON9

图2-2 单片机最小系统

电源模块 4X4键盘模块

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(word完整版)用MATLAB GUI设计简单计算器

(word完整版)用MATLAB GUI设计简单计算器

摘要基于MATLAB GUI的计算器设计是利用GUIDE创建图形用户界面进行计算器设计。

设计计算器时，主要是考虑到计算器的易用性、功能的常用程度进行计算器界面与功能的设计。

通过调整控件和文本的布局及颜色,使界面简单大方、布局合理，达到界面友好的效果。

计算器设计时主要利用到get和set两个函数进行各个控件属性值的传递和设置。

计算器实现的功能有：数字0～9和小数点的输入显示，平方、开平方和对数的输入显示。

进行四则运算、正弦计算、余弦计算、正切计算和余切计算，可以求阶乘、求百分数和求倒数。

可以进行括号及变量x与变量y的输入，结合坐标轴编辑框和曲线颜色编辑框实现函数的曲线绘制。

最后运行调试，实现基于MATLAB GUI的计算器的设计。

MATLAB GUI介绍MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。

MATLAB是matrix和laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂，主要面对科学计算、可视化以及交互式程设计的高科技计算环境。

MATLAB是将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言的编辑模式，特别是所附带的30多种面向不同领域的工具箱支持，使得它在许多科学领域中成为计算机辅助设计和分析、算法研究和应用开发的基本工具和首选平台。

MATLAB的图形用户界面(Graphical User Interface，简称GUI，又称图形用户接口）是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。

与早期计算机使用的命令行界面相比,图形界面对于用户来说在视觉上更易于接受。

MATLAB的图形用户界（GUI）是由光标，窗口，菜单、文字说明等对象构成一个用户界面。

简易计算器

简易计算器

实训3 简易计算器一实训内容综合运用C语言的基本知识和程序设计方法，开发一个简易计算器。

要求：界面美观大方，能实现一般四则运算二实训目的1．掌握图形界面编程的基本思想2．了解图形界面的编程原理3．提高C语言程序设计的综合应用能力。

三实训分析（可参考程序设计详细任务文档）可以利用Visual C++6.0的MFC库来实现图形界面编程。

四设计步骤1．建立一个名为Caculator_2的工程。

在应用程序类型中选择：基本对话框，点击完成。

出现如下所示界面：2．运用右边的工具栏设计出界面如下所示：具体步骤为：点击查看，选择建立类向导，弹出对话框如图所示：选中Member Variable选项卡，单击AddVariable填加变量。

4．初始化及给按钮填加函数。

初始化如下：在class CCaculator_2Dlg : public CDialog中申明四个变量：int g_param1;//用于第一个操作数的转换int g_param2; //用于第一个操作数的转换bool flag;//判断正在输入的是哪个操作数char Operator;//保存操作符在CCaculator_2Dlg::CCaculator_2Dlg(CWnd* pParent /*=NULL*/): CDialog(CCaculator_2Dlg::IDD, pParent)函数中将其初始化：g_param1=0;g_param2=0;flag=true;双击按钮则自动在相应的地方填加了一个空函数。

在函数体中填加如下代码：void CCaculator_2Dlg::OnButton1(){// TODO: Add your control notification handler code here//UpdateData(true);if(flag)//当前输入是第一个参数放在第一个编辑框{g_param1=g_param1*10+1;m_Param1=g_param1;//}else//当前输入的是第二个参数，放在第二个编辑框{g_param2=g_param2*10+1;m_Param2=g_param2;}UpdateData(false);//显示}void CCaculator_2Dlg::OnButton2(){// TODO: Add your control notification handler code here if(flag)//当前输入是第一个参数放在第一个编辑框{g_param1=g_param1*10+2;m_Param1=g_param1;}else//当前输入的是第二个参数，放在第二个编辑框{g_param2=g_param2*10+2;m_Param2=g_param2;}UpdateData(false);//显示}void CCaculator_2Dlg::OnButton3(){// TODO: Add your control notification handler code here if(flag)//当前输入是第一个参数放在第一个编辑框{g_param1=g_param1*10+3;m_Param1=g_param1;}else//当前输入的是第二个参数，放在第二个编辑框{g_param2=g_param2*10+3;m_Param2=g_param2;}UpdateData(false);//显示}void CCaculator_2Dlg::OnButton4(){// TODO: Add your control notification handler code here if(flag)//当前输入是第一个参数放在第一个编辑框{g_param1=g_param1*10+4;m_Param1=g_param1;}else//当前输入的是第二个参数，放在第二个编辑框{g_param2=g_param2*10+4;m_Param2=g_param2;}UpdateData(false);//显示}void CCaculator_2Dlg::OnButton5(){// TODO: Add your control notification handler code here if(flag)//当前输入是第一个参数放在第一个编辑框{g_param1=g_param1*10+5;m_Param1=g_param1;}else//当前输入的是第二个参数，放在第二个编辑框{g_param2=g_param2*10+5;m_Param2=g_param2;}UpdateData(false);//显示}void CCaculator_2Dlg::OnButton6(){// TODO: Add your control notification handler code here if(flag)//当前输入是第一个参数放在第一个编辑框{g_param1=g_param1*10+6;m_Param1=g_param1;}else//当前输入的是第二个参数，放在第二个编辑框{g_param2=g_param2*10+6;m_Param2=g_param2;}UpdateData(false);//显示}void CCaculator_2Dlg::OnButton7(){// TODO: Add your control notification handler code here if(flag)//当前输入是第一个参数放在第一个编辑框{g_param1=g_param1*10+7;m_Param1=g_param1;}else//当前输入的是第二个参数，放在第二个编辑框{g_param2=g_param2*10+7;m_Param2=g_param2;}UpdateData(false);//显示}void CCaculator_2Dlg::OnButton8(){// TODO: Add your control notification handler code here if(flag)//当前输入是第一个参数放在第一个编辑框{g_param1=g_param1*10+8;m_Param1=g_param1;}else//当前输入的是第二个参数，放在第二个编辑框{g_param2=g_param2*10+8;m_Param2=g_param2;}UpdateData(false);//显示}void CCaculator_2Dlg::OnButton9(){// TODO: Add your control notification handler code here if(flag)//当前输入是第一个参数放在第一个编辑框{g_param1=g_param1*10+9;m_Param1=g_param1;}else//当前输入的是第二个参数，放在第二个编辑框g_param2=g_param2*10+9;m_Param2=g_param2;}UpdateData(false);//显示}void CCaculator_2Dlg::OnButton0(){// TODO: Add your control notification handler code here if(flag)//当前输入是第一个参数放在第一个编辑框{g_param1=g_param1*10+0;m_Param1=g_param1;}else//当前输入的是第二个参数，放在第二个编辑框{g_param2=g_param2*10+0;m_Param2=g_param2;}UpdateData(false);//显示}//计算结果void CCaculator_2Dlg::OnButtonE(){// TODO: Add your control notification handler code here switch(Operator){case '+'://做加法m_Result=m_Param1+m_Param2;break;case '-'://做减法m_Result=m_Param1-m_Param2;break;case '*'://做乘法m_Result=m_Param1*m_Param2;break;case '/'://做除法m_Result=m_Param1/m_Param2;break;default:break;UpdateData(false);//显示结果}void CCaculator_2Dlg::OnBUTTONAdd(){// TODO: Add your control notification handler code here flag=!flag;//下一次输入的的是第二个参数Operator='+';//表明是做加操作}void CCaculator_2Dlg::OnBUTTONSub(){// TODO: Add your control notification handler code here flag=!flag;//下一次输入的的是第二个参数Operator='-';//表明是做减操作}void CCaculator_2Dlg::OnBUTTONMul(){// TODO: Add your control notification handler code here flag=!flag;//下一次输入的的是第二个参数Operator='*';//表明是做乘操作}void CCaculator_2Dlg::OnBUTTONDiv(){// TODO: Add your control notification handler code here flag=!flag;//下一次输入的的是第二个参数Operator='/';//表明是做除操作}void CCaculator_2Dlg::OnBUTTONStart(){// TODO: Add your control notification handler code here //按下这个键，要做初始化操作g_param1=0;g_param2=0;flag=true;//先输入的是第一个操作m_Param1=0;m_Param2=0;m_Result=0;UpdateData(false);5．编译运行。

(完整)基于51单片机的简易计算器设计

(完整)基于51单片机的简易计算器设计

(完整)基于51单片机的简易计算器设计编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)基于51单片机的简易计算器设计）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)基于51单片机的简易计算器设计的全部内容。

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 (4)1.1 系统开发背景 (4)1.2 系统开发意义 (4)1.3 设计目的 (4)1。

4 设计任务 (4)第二章单片机发展现状 (5)2。

1 目前单片机的发展状况 (5)2。

1。

1单片机的应用场合 (6)2。

2 计算器系统现状 (6)2.3 简易计算器系统介绍 (6)第三章系统硬件设计及说明 (7)3。

1 系统组成及总体框图 (8)3.2 AT89S52单片机介绍 (8)3.3 其它器件介绍及说明 (10)3.3.1 LCD1602液晶显示 (10)3.3。

2 4*4矩阵扫描按键 (13)第四章 PROTEUS模拟仿真 (14)第五章系统硬件设计及说明 (16)第六章软件设计 (17)6.1 汇编语言和C语言的特点及选择 (17)6。

2 源程序代码 (17)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。

51单片机简易计算器设计报告

51单片机简易计算器设计报告

51单片机简易计算器设计报告
本文将介绍51单片机简易计算器的设计报告。

该计算器通过
16位的LCD显示屏实现了基本计算功能，包括加、减、乘、除、取反、开方等。

1. 硬件设计
该计算器的核心部件是STC89C52单片机。

STC89C52是一种
高性能、低功耗的8位单片机，拥有8KB的Flash程序存储器和128字节的内部RAM，可提供多种功能和通讯接口。

通过
I/O口与LCD模块通讯，实现输出功能。

该计算器使用16位的LCD显示屏，显示范围为-99.99~99.99，共有6个数字位。

显示屏使用了ST7920控制器，可通过串行、并行等多种方式控制。

2. 软件设计
该计算器的软件设计主要包括三部分：键盘扫描，计算功能和LCD显示。

键盘扫描：该计算器采用4x5矩阵键盘，通过程序对键盘进行扫描，实现对不同按键的检测。

计算功能：该计算器可以实现基本的四则运算、取反、开方等功能。

对于四则运算，通过栈来实现计算，将运算符压入栈中，然后将操作数从栈中取出进行计算。

LCD显示：该计算器使用16位的LCD显示屏，通过程序控制数据和命令的传输，将计算结果显示在LCD屏幕上。

3. 总结
通过对51单片机简易计算器的设计报告，可以看出该计算器实现了基本的计算功能，通过硬件设计和软件设计相结合，将计算器的功能实现得十分完整。

该计算器的设计初步掌握了51单片机的应用，有助于后续项目的开展。