完整word版单片机简易计算器课程设计.docx

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完整word版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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