单片机课程设计简易计算器设计.docx

单片机课程设计简易计算器设计.docx

《单片机课程设计简易计算器设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机课程设计简易计算器设计.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

单片机课程设计简易计算器设计

xxxxxx大学

课程设计报告

课程设计名称：

单片机系统综合课程设计

课程设计题目：

简易计算器设计

院（系）：

专业：

班级：

学号：

姓名：

指导教师：

完成日期：

第1章总体设计方案

1.1设计原理

根据课程设计任务书的内容与要求，要实现简易计算器的设计过程，实现计算器的键盘输入，进行加、减、乘、除基本四则运算，并在八段数码管上显示相应的结果，其中加、减、乘、除、等于及清八段数码管功能分别用按键A、B、C、D、E、F表示。

键盘的应用，设计的是4*4键盘，对键盘进行扫描，固定列扫描行，设置相应的按键功能，包括数字键、运算符键及清八段码键。

八段码显示应用，正常输入：

显示相应的数字及运算符（A,B,C,D），按下等于（E）键后显示计算结果，按下清八段码键（F）后八段码全变暗；出现越界输入或输出：

显示ERROR。

1.2设计思路

采用汇编语言程序设计的方法结合硬件电路设计方法，利用AEDK实验箱上已有芯片来实现简易计算器的模拟，利用Protel软件画出硬件电路。

（1）．提出方案

首先，实现对键盘的扫描及设置对应按键；其次，实现在八段码上显示键盘输入内容；最后，对输入数据进行基本运算处理并显示相应结果（包括越界显示）。

（2）．方案论证

简易计算器的设计主要是键盘扫描和八段码显示。

数据输入利用键盘实现，按要求设计各键值，通过键值判断是数字键还是功能键，通过六位八段码显示输入的相应按键及运算后的结果。

1.3实验环境

·硬件环境：

伟福Lab6000实验箱，PC机。

·软件环境：

WAVE6000应用软件。

·软件环境：

protel99SE应用软件。

第2章详细设计方案

2.1硬件电路设计

硬件电路主要由两部分构成：

键盘扫描电路和八段码显示电路。

硬件电路连线如图2.1所示。

图2.1硬件电路连线图

2.2主程序设计

在主程序中首先调用键盘扫描函数，设一个键盘按键标记量，初值为0，首次按下按键且为数字键，标记为0，在数组中保存键值，标记量自加1。

按键标记为1时有多种情况，对按键进行判断，若输入的为数字键且没越界，则存储并显示相应数据，越界则显示ERROR；若输入的为运算符键，则显示运算符；若输入的为清八段码键，则进行清八段码操作；若输入的为“=”键，则进行相应的运算，运算结果没越界显示相应结果，越界则显示ERROR。

主程序流程图如图2.2所示。

图2.2主程序流程图

2.2功能模块的设计与实现

计算器设计的功能模块有：

键盘扫描函数，八段码显示函数，延时函数。

1）键盘扫描模块的设计与实现

对于的键盘的扫描，先固定键盘的某一列，然后逐行扫描。

流程图如图2.3所示。

图2.3键盘扫描模块

2）八段码显示功能模块的设计与实现

八段码的显示函数，包含输入输出数据的显示，越界错误显示，清八段码显示，运算结果显示。

注意的是，显示是在按键抬起后进行的操作，所以显示函数中有松手检测语句。

正常输入输出时，显示相应数据；越界时，显示错误ERROR；输入运算符时，显示运算符；清八段码时，则八段码不显示任何内容。

具体流程图如图2.4所示。

图2.4八段码显示模块

第3章结果测试及分析

3.1结果测试

计算器的测试包括正常输入输出测试和越界输入输出测试。

若输入正确且结果没越界：

（1）加法测试：

输入数字，如23，按下加法运算符“A”，再按下数字，如456，按下等于符号“E”，则显示正确结果479；

（2）减法测试：

输入数字，如3578，按下加法运算符“B”，再按下数字，如214，按下等于符号“E”，则显示正确结果3364；（3）乘法测试：

输入数字，如12，按下加法运算符“C”，再按下数字，如15，按下等于符号“E”，则显示正确结果180；（4）除法测试：

输入数字，如1478，按下加法运算符“D”，再按下数字，如81，按下等于符号“E”，则显示正确结果18。

输入输出越界测试：

输入一个大于9999的数时显示ERROR，或当计算结果越界时显示ERROR，如9999+1=ERROR，1234*378=ERROR，479/0=ERROR。

3.2结果分析

对于上述的运行结果和操作过程，达到了课程设计任务书中的要求。

设计的为4位数的简易计算器，对于除法运算只做输出结果取整情况。

若输入或输出越界时则显示ERROR。

参考文献

[1]张毅刚，刘杰.MCS51单片机原理及应用[M].哈尔滨:

哈尔滨工业大学出版社，2008

[2]高峰.单片微型计算机原理与接口技术[M].北京:

科技出版社，2007

[3]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:

清华大学出版社，2004

[4]谭浩强.C语言程序设计[M].北京:

清华大学出版社，2005

[5]王忠民.微型计算机原理[M].西安:

西安电子科技大学出版社，2003

[6]沈美明，温冬婵.IBM-PC汇编语言程序设计[M].北京:

清华大学出版社，2001

附录I程序源代码

/******简单计算器试验：

用A,B,C,D,E,F分别表示+,-,*,/运算******/

#include

#include

#include

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

uchartable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,

0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//八段码

uinttablenum[]={1,10,100,1000};

ucharxdata*p1=0x08001;//定义键盘行地址

ucharxdata*p2=0x08002;//定义键盘列地址

ucharxdata*q1=0x08002;//定义位码输出地址

ucharxdata*q2=0x08004;//定义段码输出地址

uintnum;//键盘按键

uinty1,y2;//延时程序所用变量

uintshu;

uintkey;//标记数字键

uinta;//记录按键按下的次数

uintnumber1[4];//存放数字

uintnumber2[4];//存放数字

uintnum1;

uintnum2;

uintdelay（uinty1）;//延时函数

voidkeyscan（）;//键盘扫描函数

voiddisplay（intb）;//键盘显示函数

voidmain（）

{

intnumber;

inti;

key=0;

a=0;

*q1=0x00;//数码管不显示

while

（1）

{

*p1=0xff;

if（（*p1&0x0f）!

=0x0f）//判断是否有按键按下

{

keyscan（）;

if（key==0&&num>=0&&num<10）//按下第一个数字键

{

number1[0]=num;//把按键数值存放在数组number1[0]中

display

（1）;

key++;

}

elseif（key==1）

{

if（num<10）//此时按下的按键为0-9数字键

{

a++;

if（a>3）

display（20）;//出现越界显示ERROR

else

{

number1[a]=num;

display（a+1）;

}

}

elseif（num==15）//按下清屏键

{

display（15）;

a=0;

key=0;

}

elseif（num>9&&num<14）//按下的按键为加或减或乘或除

{

num2=0;

for（i=0;i<=a;i++）

{

num2+=number1[i]*tablenum[a-i];

}

delay（5）;

display（num）;//显示是什么运算

shu=num;//把按下的键值传递给变量shu

a=0;

key=0;

}

elseif（num==14）//此时按下的按键为E等于按键

{

*q1=0x00;

for（i=0;i<=a;i++）

{

num1+=number1[i]*tablenum[a-i];

}

switch（shu）//判断运算后做相应的运算

{

case10:

num2+=num1;break;

case11:

num2-=num1;break;

case12:

num2*=num1;break;

case13:

if（num1>0）num2/=num1;elsenum2=-1;break;

}

if（num2>9999||num2<0）//判断运算是否产生越界