单片机课程设计报告简易计算器.docx

1、单片机课程设计报告简易计算器单片机实训报告 简易计算器姓 名 * 学 号 * 专 业 * 学 校 * 指导教师 * 实训时间 2014.06.23-2014.06.29 中文摘要1关键词 11 实训任务1 1.1 主要功能设计1 1.2 任务目的1 2.1 方案论证1 2.2 系统框图23 控制软件设计 2 3.1 程序时序总图 2 3.2 液晶显示软件设计3 3.3 键盘输入软件设计 5 3.4 计算函数设置 74 软件调试8个人小结8参考文献9附录9摘 要：计算器是人们的日常生活中是最常见的电子产品之一，它应用极广、发展迅猛，并且不断出现着拥有更加强大功能的计算器。为了解和研究计算器，本次

2、实训设计制作了一个简易计算器，能够在五位的计算范围内进行“+”、“-”、“*”、“/”的基本运算，能进行负数的精确结果显示。该计算器以AT89C51单片机芯片作为核心。采用LCD1602工业字符液晶进行显示。完成的计算器经过检验能够完整的实现预设功能，各种细节完善，具有很高的使用价值。关键词：单片机;简易计算器；AT89C51；LCD16021实训任务1.1 主要功能设计以AT89C51单片机芯片为核心来制作一个简易计算器，外部由4*4矩阵键盘和一个LCD1602工业字符型液晶显示屏构成，内部由一块AT89C51单片机构成，通过软件编程可实现简单加减乘除。1.2 任务目的通过本次实训提高我们的

3、单片机硬件设计、软件编程能力，自主学习到更多的单片机应用知识。2 整体设计方案2.1 方案论证计算器电路包括三个部分：显示电路、4*4键扫描电路、单片机微控制电路。 具体如下：（1）LCD显示电路LCD1602作为一个成熟的产品，使用简单，模式固定，便于移植到各种类型的程序，但是初学者往往要注意结合LCD本身的时序图来完善初始化程序。又以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，故采用LCD.（2）4*4键盘扫描电路对键盘上的某一行送低电平，其他行为高电平，然后读取列值。若列值中有一位是低，则表明该行与低电平对应列的键被按下；否则，扫描下一行。根据读到的值组合就可以查表1 得到的键码

4、，因为编程的方式，本次实训采用逐行扫描来读取键值，方便程序编写。（3）单片机微控制电路:微控制电路就是以AT89C51为核心的控制核心，主要注意晶振电路的接法和复位电路的接法。2.2 系统框图系统框图3 控制软件设计：实训中采用C语言对单片机进行编程，采用的是自下而上的设计方式，先设计出每一个模块（子程序），然后再慢慢扩大，最后组成程序。3.1 程序总时序图3.2 液晶显示软件设计（1）显示流程（2）1602液晶显示时序图，通过时序图，所有编程问题都可以得以解决。（3）由时序图可以写出液晶的初始化函数、功能设置函数、清屏函数、写指令函数、写数据函数。void delay1() /采用软件实现延

5、时，5个机器周期 _nop_(); _nop_(); _nop_();void int1() /LCD初始化 lcd_w_cmd(0x3c); lcd_w_cmd(0x0c); lcd_w_cmd(0x01); lcd_w_cmd(0x06); lcd_w_cmd(0x80);unsigned char lcd_r_start() /读状态字 unsigned char s; RW=1; delay1(); RS=0; delay1(); E=1; delay1(); s=P1; delay1(); E=0; delay1(); RW=0; delay1(); return(s);void l

6、cd_w_cmd(unsigned char com) /写命令字 unsigned char g; do g=lcd_r_start(); g=g&0x80; delay(2); while(g!=0); RW=0; delay1(); RS=0; delay1(); E=1; delay1(); P1=com; delay1(); E=0; delay1(); RW=1; delay(255);void lcd_w_dat (unsigned char dat) /写数据 unsigned char g; do g=lcd_r_start(); g=g&0x80; delay(2); wh

7、ile(g!=0); RW=0; delay1(); RS=1; delay1(); E=1; delay1(); P1=dat; delay1(); E=0; delay1(); RW=1; delay(255);3.3 键盘输入软件设计（1）键盘输入程序运行时序图 （2）键盘扫描程序unsigned char scan_key()unsigned char i,temp,m,n,k;bit find=0;P0=0xff;k=0x01;for(i=0;i4;i+)P2=k;temp=P0;temp=temp&0x0f;k=b) q=0; return(a-b);if(ab) q=1; ret

8、urn(b-a);if(a2i9) /四则运算的判断m=1; w=a2i;if(a2i10&m=1) /第二个数b=b*10+a2i;if(a2i=13|o=1) /清零o=0;lcd_w_cmd(0x01);lcd_w_cmd(0x80);a=0;b=0;wan=0;qian=0;bai=0;shi=0;ge=0;m=0;sum=0;if(a2i=14) /等号l+; p=jian(); /调用减法函数switch(w)case 10:sum=a/b;break; /除法case 11:sum=a*b;break; /乘法case 12:sum=p;if(q=1)lcd_w_dat(-);b

9、reak; /减法case 15:sum=a+b;break; /加法default:break;wan=sum/10000; /万位qian=(sum-wan*10000)/1000; /千位bai=(sum-wan*10000-qian*1000)/100; /百位shi=(sum-wan*10000-qian*1000-bai*100)/10; /十位ge=sum%10; /个位if(wan!=0) /万位显示lcd_w_dat(a1wan);lcd_w_dat(a1qian);lcd_w_dat(a1bai);lcd_w_dat(a1shi);lcd_w_dat(a1ge);if(wa

10、n=0&qian!=0) /千位显示lcd_w_dat(a1qian);lcd_w_dat(a1bai);lcd_w_dat(a1shi);lcd_w_dat(a1ge);if(wan=0&qian=0&bai!=0) /百位显示lcd_w_dat(a1bai);lcd_w_dat(a1shi);lcd_w_dat(a1ge);if(wan=0&qian=0&bai=0&shi!=0) /十位显示lcd_w_dat(a1shi);lcd_w_dat(a1ge);if(wan=0&qian=0&bai=0&shi=0) /个位显示lcd_w_dat(a1ge);if(l%2!=0) /换行lcd

11、_w_cmd(0xc0);if(l%2=0) /换屏lcd_w_cmd(0x80);o=1;a=0;b=0;wan=0;qian=0;bai=0;shi=0;ge=0;m=0;sum=0; /运算完一次全部清零4 软件调试：（1）编程前先画了流程图，这样思路清晰，能按部就班的完成。（2）子函数有显示部分、键盘扫描部分和计算部分，编写好后综合在一起。（3）在将程序写在一起的过程中，使用ISIS进行了仿真，仿真过程模拟了键盘的输入，同时观察各种情况时液晶的输出情况。个人小结：第一天：刚开始不知道实训室的电脑不行，走很多弯路，弄了整整一天，只是把教材的程序搬了上去，仅此而已，可以说，毫无收获。第二天：早上也是毫无收获，下午才发现电脑的问题，一下子就搞好了键盘输入。可是新的问题又出现了，我根本就不会用四则运算，所以那天又被困住了。第三天：上午通过老师的详细讲解，初步运用了四则运算，下午进一步完善，但是还有负数没有弄好，晚上回到宿舍就成功完成了实训内容。参考文献教材单片机应用技术（C语言版）附件硬件设计电路的元件清单器件名称数量AT89C511按键16自锁开关1不自锁开关1电容22uF1LCD16021晶振12MHz1电容30pF2发光二极管1510电阻10