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#defineuintunsignedintucharoperand1[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;}elsefor（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。