单片机简易计算器课程设计.docx
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单片机简易计算器课程设计
课程设计
题目名称简易计算器设计
课程名称单片机原理及应用
学生姓名
班级学号
2018年6月20日
一设计目的
本设计是基于51系列单片机来进行的简单数字计算器设计，可以完成计算器的键盘输入，进行加、减、乘、除六位整数数范围内的基本四则运算，并在LED上显示相应的结果。
软件方面使用C语言编程，并用PROTUES仿真。
二总体设计及功能介绍
根据功能和指标要求，本系统选用MCS-51系列单片机为主控机，实现对计算器的设计。
具体设计及功能如下：
由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了得到较好的显示效果，采用LED 显示数据和结果；
另外键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、×、÷）、清除键和等号键，故只需要16 个按键即可，设计中采用集成的计算键盘；
执行过程：
开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LED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LED上输出运算结果。
三硬件仿真图
硬件部分比较简单，当键盘按键按下时它的那一行、那一列的端口为低电平。
因此，只要扫描行、列端口是否都为低电平就可以确定是哪个键被按下。
四主程序流程图
程序的主要思想是：
将按键抽象为字符，然后就是对字符的处理。
将操作数分别转化为字符串存储，操作符存储为字符形式。
然后调用compute（）函数进行计算并返回结果。
具体程序及看注释还有流程图
五程序源代码
#include
#include
#include/*isdigit（）函数*/
#include/*atoi（）函数*/
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
ucharoperand1[9],operand2[9];/*操作数*/
ucharoperator;/*操作符*/
voiddelay（uint）;
ucharkeyscan（）;
voiddisp（void）;
voidbuf（uintvalue）;
uintcompute（uintva1,uintva2,ucharoptor）;
ucharcodetable[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,
0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff};/*字符码表*/
uchardbuf[8]={10,10,10,10,10,10,10,10};/*显示缓存*/
/*延时函数*/
voiddelay（uintz）
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
/*******************************************
键盘扫描程序
将按键转化为字符并作为输出
'$','#'分别表示清零键和没有键按下
*******************************************/
ucharkeyscan（）
{
ucharskey;/*按键值标记变量*/
/***********************
扫描键盘第1行
************************/
P1=0xfe;
while（（P1&0xf0）!
=0xf0）/*有按键按下*/
{
delay（3）;/*去抖动延时*/
while（（P1&0xf0）!
=0xf0）/*仍有键按下*/
{
switch（P1）/*识别按键并赋值*/
{
case0xee:
skey='7';break;
case0xde:
skey='8';break;
case0xbe:
skey='9';break;
case0x7e:
skey='/';break;
default:
skey='#';
}
while（（P1&0xf0）!
=0xf0）/*等待按键松开*/
;
}
}
/***********************
扫描键盘第2行
************************/
P1=0xfd;
while（（P1&0xf0）!
=0xf0）
{
delay（3）;
while（（P1&0xf0）!
=0xf0）
{
switch（P1）
{
case0xed:
skey='4';break;
case0xdd:
skey='5';break;
case0xbd:
skey='6';break;
case0x7d:
skey='*';break;
default:
skey='#';
}
while（（P1&0xf0）!
=0xf0）
;
}
}
/***********************
扫描键盘第3行
************************/
P1=0xfb;
while（（P1&0xf0）!
=0xf0）
{
delay（3）;
while（（P1&0xf0）!
=0xf0）
{
switch（P1）
{
case0xeb:
skey='1';break;
case0xdb:
skey='2';break;
case0xbb:
skey='3';break;
case0x7b:
skey='-';break;
default:
skey='#';
}
while（（P1&0xf0）!
=0xf0）
;
}
}
/***********************
扫描键盘第4行
************************/
P1=0xf7;
while（（P1&0xf0）!
=0xf0）
{
delay（3）;
while（（P1&0xf0）!
=0xf0）
{
switch（P1）
{
case0xe7:
skey='$';break;
case0xd7:
skey='0';break;
case0xb7:
skey='=';break;
case0x77:
skey='+';break;
default:
skey='#';
}
while（（P1&0xf0）!
=0xf0）
;
}
}
returnskey;
}
voidmain（）
{
uintvalue1,value2,value;/*数值1,数值2,结果*/
ucharckey,cut1=0,cut2=0;/*ckey键盘输入字符*/
ucharoperator;/*运算符*/
uchari,bool=0;
init:
/*goto语句定位标签*/
buf（0）;/*初始化*/
disp（）;
value=0;
cut1=cut2=0;
bool=0;
for（i=0;i<9;i++）
{
operand1[i]='\0';
operand2[i]='\0';
}/*初始化*/
while
（1）
{
ckey=keyscan（）;/*读取键盘*/
if（ckey!
='#'）
{/*isdigit函数，字符是阿拉伯数字返回非0值，否则返回0*/
if（isdigit（ckey））
{
switch（bool）
{
case0:
operand1[cut1]=ckey;
operand1[cut1+1]='\0';
value1=atoi（operand1）;/*atoi函数，将字符串转化为，int整数*/
cut1++;
buf（value1）;
disp（）;
break;
case1:
operand2[cut2]=ckey;
operand2[cut2+1]='\0';
value2=atoi（operand2）;
cut2++;
buf（value2）;
disp（）;
break;
default:
break;
}
}
elseif（ckey=='+'||ckey=='-'||ckey=='*'||ckey=='/'）
{
bool=1;
operator=ckey;
buf（0）;
dbuf[7]=10;
disp（）;
}
elseif（ckey=='='）
{
value=compute（value1,value2,operator）;
buf（value）;
disp（）;
while
（1）/*计算结束等待清零键按下*/
{
ckey=keyscan（）;
if（ckey=='$'）/*如果有清零键按下跳转到开始*/
gotoinit;
else
{
buf（value）;
disp（）;
}
}
}
elseif（ckey=='$'）
{gotoinit;}
}
disp（）;
}
}
/******************************************
运算函数
输入：
操作数和操作符
输出：
计算结果
*******************************************/
uintcompute（uintva1,uintva2,ucharoptor）
{
uintvalue;
switch（optor）
{
case'+':
value=va1+va2;break;
case'-':
value=va1-va2;break;
case'*':
value=va1*va2;break;
case'/':
value=va1/va2;break;
default:
break;
}
returnvalue;
}
/*******************************************
更新显示缓存
输入：
无符号整数
输出：
将输入送入显示缓存
*******************************************/
voidbuf（uintval）
{
uchari;
if（val==0）
{
dbuf[7]=0;
i=6;
}
else
for（i=7;val>0;i--）
{
dbuf[i]=val%10;
val/=10;
}
for（;i>0;i--）
dbuf[i]=10;
}
/*******************************************
显示函数
*******************************************/
voiddisp（void）
{
ucharbsel,n;
bsel=0x01;
for（n=0;n<8;n++）
{
P2=bsel;
P0=table[dbuf[n]];
bsel=_crol_（bsel,1）;
delay（3）;
P0=0xff;
}
}
六课程设计体会
接到这个课题以后，我先是学习了PROTEUS软件的使用，按照题目所要求来进行分析，设计，连接电路图，调试，最终完成计算器的仿真。
接到题目后，我先是分析了题目中所涉及到的知识以及器件，然后按照分析，到图书馆和互联网上搜索了相关的内容，按照自己的构想和图书资料的提示，我初步设计了计算器的原理结构，然后进行反复验证实验，完善了设计，然后通过学习PROTEUS软件，让我很轻松的就掌握了如何在软件中建立原件，连线，并进行编程，调试，仿真等工作。
软件的强大功能使得在连接电路图时很顺利，程序编译阶段，通过提示的错误，我也进行了修改，听取同学的建议，最终无错误，并对所设计的计算器电路进行了仿真。
最终顺利的实现了任务要求的所有功能，并且电路设计简单易读，构造巧妙，计算速度快。
本次课程设计中，另我最难忘的是编程环节，真的是很难，开始的时候感觉自己啥也不会，然后决定重新学习课本，但是编程不像课本习题那样简单的几行来实现简单的功能，本次任务是实现一个简易功能的计算器，虽然只有加减乘除四则运算，但是编程过程中却用到了平常所学的所有知识，要考虑好知识之间的顺接，功能之间的联系，还有就是编程整体的简单易读，结构紧密有序，做到以上这些，我终于体会到了老师上课所说的，编程前画流程图的重要性，所以编程前，我按照以上的原则，先画出了流程图，然后按照流程图一步一步设计程序，在修改，调试，最终将不同功能块的程序拼接起来。
最终通过修改和调试完成了编程，并且进行验证也实现了任务要求的所有功能，那种喜悦无以伦比，第一次通过自己的努力和老师的帮助，即使完成了一个最简单的计算器功能也心中无比的喜悦。
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