单片机计算器课程设计报告.docx

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单片机计算器课程设计报告

单片机课程设计

课题名称：

单片机简易计算器课程设计

姓名：

XXXX学号：

XXXXXX

年级专业班级：

XXXXXXX

学院：

XXXX

设计时间：

XXXXXXX

设计地点：

XXXXXX

******

一、单片机课程设计实习目的

1、增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解；

2、掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、存贮器、I/O口等；

3、了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程及实现方法。

二、实习课题任务

1、课题：

简易计算器的设计

2、设计基本要求：

利用单片机试验箱的键盘模块以及显示模块实现百位以内加减乘除。

任选一种显示方式：

即中文液晶显示屏、LED数码管可任选一种。

3、功能实现：

计算器将完成的功能有两位数以内加、减、乘、除功能，并通过LED数码管显示输入值及结果。

4、设计任务

1.   扩展4*4键盘，其中10个数字，5个功能键，1个清零

2 .   使用五位数码管接口电路

3.   完成十进制的四则运算（加、减、乘、除）；

4.   实现低于三位小于255数字的连续运算；

5.   使用keilC软件编写程序；

6.   最后用ptoteus仿真;

7.   具有较强的抗干扰能力；

8.   体积小、功耗低，便于嵌入其他系统。

2/18

5、设计思路

1）、了解键盘、显示电路的编程方法

2）、了解键盘电路工作原理及编程方法

3）、调试键盘扫描显示程序，进一步熟悉键盘工作原理

利用EL-8051-III型单片机实验箱上提供的8279，键盘电路，数码显示电路，组成一个键盘分析电路，编写程序，要求在键盘上按动一个键，就将8279对此键扫描的扫描码显示在数码管上。

4）、设计总体流程图，分模块编写程序

N

N

N

5）键盘扫描流程图：

三、系统分析

按照系统设计的功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、显示模块、键扫描接口电路共三个模块组成，电路系统构成框图如图1.1所示。

主控芯片使用89S51/52单片机，比80C51速度更快，功能更强，由先进工艺制造，并带有非易失性Flash程序存储器。

它是一种高性能、低功耗的8位COMS微处理芯片，市场应用最多。

键盘电路采用4*4矩阵键盘电路。

显示模块采用4枚共阳极数码管和74ls273锁存芯片构成等器件构成。

四、硬件系统设计

单片机最小系统就是支持主芯片正常工作的最小电路部分，包括主控芯片、复位电路和晶振电路。

主控芯片选取74LS164芯片，因其具有良好的性能及稳定性，价格便宜应用方便。

晶振选取11.0592MHz，晶振旁电容选取22pF。

采用按键复位电路，电阻分别选取560Ω和10K，电容选取10μF。

1、键盘接口电路

计算器所需按键有：

数字键：

“0”“1”“2”“3”“4”“5”“6”“7”“8”“9”

功能键：

“A（+）”“B（—）”“C（*）”“D（/）”“E（=）”

键盘共计15个按键，其中15个按键采用到，采用4*4矩阵键盘，键盘的行和列之间都有公共端相连，四行和四列的8个公共端分别接P1.0~P1.7，这样扫描P1口就可以完成对矩阵键盘的扫描，通过对16个按键进行编码，从而得到键盘的口地址，对比P1口的扫描结果和各按键的地址，我们就可以得到是哪个键按下，从而完成键盘扫描的功能。

2、数码管显示电路

采用6位数码管对计算数据和结果的显示，这里选取共阳数码管，利用NPN三极管对数码管进行驱动，为了节省I/O资源，采取动态显示的方法来显示计算数据及结果，动态扫描。

为了实现数码管的动态显示，P2口输出显示值，通过P2口的二进制代码送到数码管进行显示。

P3.0~P3.5用来作为位选端，控制哪几位数码管进行显示。

比如当P3.2为高电平时，其他位全给0，具体的在软件中会有说明。

此时就将扫描的数据送给指定数码管显示。

五、软件系统设计

1、判断第三输入（R3）的运算符号。

2、计算R1*10+R2，并储存在R2中。

3、计算R4*10+R5，并存储在R4中。

4、根据R3的运算符号，计算R2与R4之间的加、减、乘或除运算。

5、运算结果通过数码管前三位显示出来。

（具体程序于附件中）

六、调试结果

1）10以内计算器

加法：

实现10以内任意两数相加，例如02+03=5，结果显示在显示器后三位。

减法：

实现10以内任意两数相减，如：

06-03=3，结果显示在显示器后三位。

乘法：

实现10以内任意两数相乘，例如：

03*05=15，结果显示在显示器后三位。

除法：

实现10以内任意两数相除，例如：

06/02=3，结果显示在显示器后三位。

2）100以内计算器

加法：

实现100以内任意两数相加，如：

11+34=45，结果显示在显示器后三位。

减法：

实现100以内任意两数相减，如：

50-25=25，结果显示在显示器后三位。

乘法：

实现100以内任意两数相乘，如：

20*10=200，结果显示在显示器后三位。

（结果小于256）。

除法：

实现100以内任意两数相除，如：

50/25=2，结果显示在显示器后三位。

七、结论

完成硬件和软件的设计和制作后，进行系统的调试，并处理不断出现的问题。

对于计算器的性能，主要的衡量指标就在于计算的精度，本次制作的计算器性能情况如下：

1）10以内计数器

可以实现10以内任意两个数的加法、减法、乘法、除法运算。

2）100以内计数器

可以实现100以内任意两个数的加法、减法、乘法、除法运算

八、体会与收获

通过这次课程设计，我们最大的一点体会是单片机学的不够扎实，不会的很多，当然这次的课程设计做计算器程序用的是汇编语言，不是上学期学过的c语言，所以很难适应。

一开始真的很着急，毫无头绪，后来找了很多资料，也参考了同学的程序，其中每一个子程序模块都认真去读，去分析，化为己用，最重要的按键扫描和显示程序，还有包括加减乘除的运算程序。

尽管大家都知道汇编编这个程序也很困难，但还是互相学习，到处找资料看，问同学，所以我们组的软件主程序才能编译成功，系统才能调试出结果。

很感谢那些热心教导我们的同学和指导我们的老师。

老师的专心教导，是我们值得一生典藏的记忆。

这次课程设计让我们互相分工、协调工作的能力得到了提高，更加重要的是我们增进了对单片机的了解，也更深入地运用了汇编语言，学到了很多课本上学不到的知识，大大提高了使用单片机的能力!

九、附件（程序）：

总共按两种思路编写了两种程序，尽管最终都没达到较好的要求，但总的来说，通过编程，的确学到了很多知识，熟悉了汇编语言，从一开始不知如何下手，到逐渐领会到编写要领

1、程序一：

只能进行两位数与两位数格式的四则运算

CSEGAT0000H

LJMPSTART

CSEGAT4100H

START:

MOVDPTR,#00CFE9H;8279命令字

MOVA,#0D1H;清显示

MOVX@DPTR,A

LOOP1:

MOVXA,@DPTR

ANLA,#0FH

JZLOOP1;有键按下？

没有则循环等待

MOVA,#0A0H;显示\消隐命令

MOVX@DPTR,A

MOVA,#40H;读FIFO命令

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE8H;读键值

MOVXA,@DPTR

MOVR1,A;保存键值加个F

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

MOVA,#80H;选中LED1

MOVX@DPTR,A

MOVA,R1

ANLA,#0FH;取后半字节

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

LOOP2:

MOVXA,@DPTR;输入显示符号

ANLA,#0FH

JZLOOP2;有键按下？

没有则循环等待

MOVA,#0A0H;显示\消隐命令

MOVX@DPTR,A

MOVA,#40H;读FIFO命令

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE8H;读键值

MOVXA,@DPTR

MOVR2,A;保存键值

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

MOVA,#81H;选中LED2

MOVX@DPTR,A

MOVA,R2

ANLA,#0FH;取后半字节

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

LOOP3:

MOVXA,@DPTR;第二个数

ANLA,#0FH

JZLOOP3;有键按下？

没有则循环等待

MOVA,#0A0H;显示\消隐命令

MOVX@DPTR,A

MOVA,#40H;读FIFO命令

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE8H;读键值

MOVXA,@DPTR

MOVR3,A;保存键值

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

MOVA,#82H;选中LED3

MOVX@DPTR,A

MOVA,R3

ANLA,#0FH;取后半字节

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

LOOP4:

MOVXA,@DPTR;====

ANLA,#0FH

JZLOOP4;有键按下？

没有则循环等待

MOVA,#0A0H;显示\消隐命令

MOVX@DPTR,A

MOVA,#40H;读FIFO命令

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE8H;读键值

MOVXA,@DPTR

MOVR4,A;保存键值

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

MOVA,#83H;选中LED4

MOVX@DPTR,A

MOVA,R4

ANLA,#0FH;取后半字节

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

LOOP5:

MOVXA,@DPTR;第二个数

ANLA,#0FH

JZLOOP5;有键按下？

没有则循环等待

MOVA,#0A0H;显示\消隐命令

MOVX@DPTR,A

MOVA,#40H;读FIFO命令

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE8H;读键值

MOVXA,@DPTR

MOVR5,A;保存键值

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

MOVA,#84H;选中LED5

MOVX@DPTR,A

MOVA,R5

ANLA,#0FH;取后半字节

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

LOOP6:

MOVXA,@DPTR;====

ANLA,#0FH

JZLOOP6;有键按下？

没有则循环等待

MOVA,#0A0H;显示\消隐命令

MOVX@DPTR,A

MOVA,#40H;读FIFO命令

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE8H;读键值

MOVXA,@DPTR

MOVR6,A;保存键值

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

MOVA,#85H;选中LED6

MOVX@DPTR,A

MOVA,R6

ANLA,#0FH;取后半字节

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

MOVA,R1

ANLA,#0FH

MOVR1,A

MOVA,R2

ANLA,#0FH

MOVR2,A

MOVA,R4

ANLA,#0FH

MOVR4,A

MOVA,R5

ANLA,#0FH

MOVR5,A

MOVB,#0AH

MOVA,R1

MULAB

ADDA,R2

MOVR7,A;把12放到R7

MOVB,#0AH

MOVA,R4

MULAB

ADDA,R5

MOVR1,A;把45放到R1

CJNER3,#0CAH,JIAN1

MOVA,R7

ADDCA,R1

LJMPXIANSHI

JIAN1:

CJNER3,#0CBH,CHENG1

MOVA,R7

SUBBA,R1

LJMPXIANSHI

CHENG1:

CJNER3,#0CCH,CHU1

MOVA,R7

MOVB,R1

MULAB

LJMPXIANSHI

CHU1:

MOVA,R7

MOVB,R1

DIVAB

LJMPXIANSHI

XIANSHI:

;MOVR1,A

;MOVDPTR,#00CFE9H;8279命令字

;MOVA,#0D1H;清显示

;MOVX@DPTR,A

;MOVA,R1

MOVR0,A;把结果赋给R0

SUBBA,#64H;判断要显示数的个数

JCXTWO;判断是否小于100

MOVA,R0

MOVB,#64H;百位数

DIVAB

MOVR4,A;百位数R4

MOVA,B

MOVB,#0AH

DIVAB;十位数

MOVR5,A;十位数放R5

MOVR6,B;个位数放R6

XTHREE:

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令显示百位

MOVA,#83H;选中LED4

MOVX@DPTR,A

MOVA,R4

ANLA,#0FH;取后半字节

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令显示十位

MOVA,#84H;选中LED5

MOVX@DPTR,A

MOVA,R5

ANLA,#0FH;取后半字节

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令显示个位

MOVA,#86H;选中LED6

MOVX@DPTR,A

MOVA,R6

ANLA,#0FH;取后半字节

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVR7,#00H

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

MOVA,#80H;选中LED1

MOVX@DPTR,A

MOVA,R7

ANLA,#0FH

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

LJMPLOOP1

XTWO:

MOVA,R0

CLRC;上面借位清0

SUBBA,#0AH

JCXONE

MOVA,R0

MOVB,#0AH

DIVAB

MOVR4,A;SHIWEIGEIR4

MOVR5,B;GEWEIGEIR5

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令显示十位

MOVA,#84H;选中LED5

MOVX@DPTR,A

MOVA,R4

ANLA,#0FH;取后半字节

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令;

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令显示个位ie

MOVA,#85H;选中LED6

MOVX@DPTR,A

MOVA,R5

ANLA,#0FH;取后半字节

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令;

LJMPLOOP1

XONE:

MOVA,R0

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

MOVA,#85H;选中LED6

MOVX@DPTR,A

MOVA,R0

ANLA,#0FH;取后半字节

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令;

LJMPLOOP1

TAB:

DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H;段显码表

db7fh,6fh,77h,7ch,39h,5eh,79h,71h

END

2、程序二：

能进行百位以内的四则运算，但一位与两位数运算结果调试不对

NAMET11;8279键盘实验二

;将键盘的KA10～KA12接8259的KA0～KA2；RL10～RL17接8255A的RL0～RL7

;T118279键盘显示接口实验二

CSEGAT0000H

LJMPSTART

CSEGAT4100H

START:

MOVR7,#10

MOVDPTR,#00CFE9H;8279命令字

MOVA,#0D1H;清显示

MOVX@DPTR,A

LOOP1:

MOVXA,@DPTR

ANLA,#0FH

JZLOOP1;有键按下？

没有则循环等待

MOVA,#0A0H;显示\消隐命令

MOVX@DPTR,A

MOVA,#40H;读FIFO命令

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE8H;读键值

MOVXA,@DPTR

MOVR1,A;保存键值加个F

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

MOVA,#80H;选中LED1

MOVX@DPTR,A

MOVA,R1

ANLA,#0FH;取后半字节

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

LOOP2:

MOVXA,@DPTR;输入显示符号

ANLA,#0FH

JZLOOP2;有键按下？

没有则循环等待

MOVA,#0A0H;显示\消隐命令

MOVX@DPTR,A

MOVA,#40H;读FIFO命令

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE8H;读键值

MOVXA,@DPTR

MOVR2,A;保存键值

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

MOVA,#81H;选中LED2

MOVX@DPTR,A

MOVA,R2

ANLA,#0FH;取后半字节

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

LOOP3:

MOVXA,@DPTR;第二个数

ANLA,#0FH

JZLOOP3;有键按下？

没有则循环等待

MOVA,#0A0H;显示\消隐命令

MOVX@DPTR,A

MOVA,#40H;读FIFO命令

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE8H;读键值

MOVXA,@DPTR

MOVR3,A;保存键值

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

MOVA,#82H;选中LED3

MOVX@DPTR,A

MOVA,R3

ANLA,#0FH;取后半字节

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

LOOP4:

MOVXA,@DPTR;====

ANLA,#0FH

JZLOOP4;有键按下？

没有则循环等待

MOVA,#0A0H;显示\消隐命令

MOVX@DPTR,A

MOVA,#40H;读FIFO命令

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE8H;读键值

MOVXA,@DPTR

MOVR4,A;保存键值

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

MOVA,#83H;选中LED4

MOVX@DPTR,A

MOVA,R4

ANLA,#0FH;取后半字节

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,@A+DPTR;取段显码

MOVDPTR,#0CFE8H;写显示RAM

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0CFE9H;写显示RAM命令

LOOP5:

MOVXA,@DPTR;====

ANLA,#0FH

JZLOOP5;有键按下？

没有则循环等待

MOVA,#0A0H;显示\消隐命令

MOVX@DPTR,A

MOVA,#40H;读FI