单片机计算器课程设计报告.docx

1、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

2、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keil C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 / 185、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

3、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 N5）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、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560和10K，电容选取10F。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

5、*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P1.0P1.7，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。P3.0P3.5用来作为位选端，控制哪几位数码管进行显示。比

6、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=

7、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

8、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，

9、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CSEG AT 0000H LJMP STA

10、RTCSEG AT 4100HSTART: MOV DPTR,#00CFE9H ;8279命令字 MOV A,#0D1H ;清显示 MOVX DPTR,ALOOP1: MOVX A,DPTR ANL A,#0FH JZ LOOP1 ;有键按下？没有则循环等待 MOV A,#0A0H ;显示消隐命令 MOVX DPTR,A MOV A,#40H ;读FIFO命令 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE8H ;读键值 MOVX A,DPTR MOV R1,A ;保存键值 加个F MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 MOV A,#80H ;选中LED1 MOVX DP

11、TR,A MOV A,R1 ANL A,#0FH ;取后半字节 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAM MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令LOOP2: MOVX A,DPTR ;输入显示符号 ANL A,#0FH JZ LOOP2 ;有键按下？没有则循环等待 MOV A,#0A0H ;显示消隐命令 MOVX DPTR,A MOV A,#40H ;读FIFO命令 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE8H ;读键值 MOVX A,DPTR MOV R2,A ;保存

12、键值 MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 MOV A,#81H ;选中LED2 MOVX DPTR,A MOV A,R2 ANL A,#0FH ;取后半字节 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAM MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令LOOP3: MOVX A,DPTR ;第二个数 ANL A,#0FH JZ LOOP3 ;有键按下？没有则循环等待 MOV A,#0A0H ;显示消隐命令 MOVX DPTR,A MOV A,#40H ;读FIFO命令 MOVX

13、 DPTR,A MOV DPTR,#0CFE8H ;读键值 MOVX A,DPTR MOV R3,A ;保存键值 MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 MOV A,#82H ;选中LED3 MOVX DPTR,A MOV A,R3 ANL A,#0FH ;取后半字节 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAM MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令LOOP4: MOVX A,DPTR ;= ANL A,#0FH JZ LOOP4 ;有键按下？没有则循环等待 MOV A

14、,#0A0H ;显示消隐命令 MOVX DPTR,A MOV A,#40H ;读FIFO命令 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE8H ;读键值 MOVX A,DPTR MOV R4,A ;保存键值 MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 MOV A,#83H ;选中LED4 MOVX DPTR,A MOV A,R4 ANL A,#0FH ;取后半字节 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAM MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令LOOP5: MOV

15、X A,DPTR ;第二个数 ANL A,#0FH JZ LOOP5 ;有键按下？没有则循环等待 MOV A,#0A0H ;显示消隐命令 MOVX DPTR,A MOV A,#40H ;读FIFO命令 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE8H ;读键值 MOVX A,DPTR MOV R5,A ;保存键值 MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 MOV A,#84H ;选中LED5 MOVX DPTR,A MOV A,R5 ANL A,#0FH ;取后半字节 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写

16、显示RAM MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令LOOP6: MOVX A,DPTR ;= ANL A,#0FH JZ LOOP6 ;有键按下？没有则循环等待 MOV A,#0A0H ;显示消隐命令 MOVX DPTR,A MOV A,#40H ;读FIFO命令 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE8H ;读键值 MOVX A,DPTR MOV R6,A ;保存键值 MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 MOV A,#85H ;选中LED6 MOVX DPTR,A MOV A,R6 ANL A,#0FH ;取后半字节 MO

17、V DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAM MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 MOV A,R1 ANL A,#0FH MOV R1,A MOV A,R2 ANL A,#0FH MOV R2,A MOV A,R4 ANL A,#0FH MOV R4,A MOV A,R5 ANL A,#0FH MOV R5,A MOV B,#0AH MOV A,R1 MUL AB ADD A,R2 MOV R7,A ;把12放到R7 MOV B,#0AH MOV A,R4 MUL AB ADD A,R

18、5 MOV R1,A ;把45放到R1 CJNE R3,#0CAH,JIAN1 MOV A,R7 ADDC A,R1 LJMP XIANSHI JIAN1: CJNE R3,#0CBH,CHENG1 MOV A,R7 SUBB A,R1 LJMP XIANSHICHENG1:CJNE R3,#0CCH,CHU1 MOV A,R7 MOV B,R1 MUL AB LJMP XIANSHICHU1: MOV A,R7 MOV B,R1 DIV AB LJMP XIANSHIXIANSHI: ;MOV R1,A ;MOV DPTR,#00CFE9H ;8279命令字 ;MOV A,#0D1H ;清显

19、示 ;MOVX DPTR,A ;MOV A,R1 MOV R0,A ;把结果赋给R0 SUBB A,#64H ;判断要显示数的个数 JC XTWO ;判断是否小于100 MOV A,R0 MOV B,#64H ;百位数 DIV AB MOV R4,A ;百位数R4 MOV A,B MOV B,#0AH DIV AB ;十位数 MOV R5,A ;十位数放 R5 MOV R6,B ;个位数放 R6 XTHREE: MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 显示百位 MOV A,#83H ;选中LED4 MOVX DPTR,A MOV A,R4 ANL A,#0FH ;取后半字节 MO

20、V DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAM MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 显示十位 MOV A,#84H ;选中LED5 MOVX DPTR,A MOV A,R5 ANL A,#0FH ;取后半字节 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAM MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 显示个位 MOV A,#86H ;选中LED6 MOVX DPTR,A MOV A,R

21、6 ANL A,#0FH ;取后半字节 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAM MOVX DPTR,A MOV R7,#00H MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 MOV A,#80H ;选中LED1 MOVX DPTR,A MOV A,R7 ANL A,#0FH MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAM MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 LJMP LOOP1XTWO : MOV

22、A,R0 CLR C ;上面借位清0 SUBB A,#0AH JC XONE MOV A,R0 MOV B,#0AH DIV AB MOV R4,A ;SHI WEI GEI R4 MOV R5,B ;GE WEI GEI R5 MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 显示十位 MOV A,#84H ;选中LED5 MOVX DPTR,A MOV A,R4 ANL A,#0FH ;取后半字节 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAM MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM

23、命令; MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 显示个位ie MOV A,#85H ;选中LED6 MOVX DPTR,A MOV A,R5 ANL A,#0FH ;取后半字节 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAM MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令; LJMP LOOP1XONE : MOV A,R0 MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 MOV A,#85H ;选中LED6 MOVX DPTR,A MOV A,R0 ANL A,#0FH ;

24、取后半字节 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAM MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令; LJMP LOOP1TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H ;段显码表 db 7fh,6fh,77h,7ch,39h,5eh,79h,71hEND2、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NAME T11 ;8279键盘实验二;将键盘的KA10KA12接8259的KA0KA2；RL10RL17接8255A的RL0RL7 ;

25、 T11 8279键盘显示接口实验二CSEG AT 0000H LJMP STARTCSEG AT 4100HSTART: MOV R7,#10 MOV DPTR,#00CFE9H ;8279命令字 MOV A,#0D1H ;清显示 MOVX DPTR,ALOOP1: MOVX A,DPTR ANL A,#0FH JZ LOOP1 ;有键按下？没有则循环等待 MOV A,#0A0H ;显示消隐命令 MOVX DPTR,A MOV A,#40H ;读FIFO命令 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE8H ;读键值 MOVX A,DPTR MOV R1,A ;保存键值 加个F MO

26、V DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 MOV A,#80H ;选中LED1 MOVX DPTR,A MOV A,R1 ANL A,#0FH ;取后半字节 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAM MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令LOOP2: MOVX A,DPTR ;输入显示符号 ANL A,#0FH JZ LOOP2 ;有键按下？没有则循环等待 MOV A,#0A0H ;显示消隐命令 MOVX DPTR,A MOV A,#40H ;读FIFO命令 MOVX DP

27、TR,A MOV DPTR,#0CFE8H ;读键值 MOVX A,DPTR MOV R2,A ;保存键值 MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 MOV A,#81H ;选中LED2 MOVX DPTR,A MOV A,R2 ANL A,#0FH ;取后半字节 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAM MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令LOOP3: MOVX A,DPTR ;第二个数 ANL A,#0FH JZ LOOP3 ;有键按下？没有则循环等待 MOV A

28、,#0A0H ;显示消隐命令 MOVX DPTR,A MOV A,#40H ;读FIFO命令 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE8H ;读键值 MOVX A,DPTR MOV R3,A ;保存键值 MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 MOV A,#82H ;选中LED3 MOVX DPTR,A MOV A,R3 ANL A,#0FH ;取后半字节 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAM MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令LOOP4: MOV

29、X A,DPTR ;= ANL A,#0FH JZ LOOP4 ;有键按下？没有则循环等待 MOV A,#0A0H ;显示消隐命令 MOVX DPTR,A MOV A,#40H ;读FIFO命令 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE8H ;读键值 MOVX A,DPTR MOV R4,A ;保存键值 MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令 MOV A,#83H ;选中LED4 MOVX DPTR,A MOV A,R4 ANL A,#0FH ;取后半字节 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;取段显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;写显示RAM MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令LOOP5: MOVX A,DPTR ;= ANL A,#0FH JZ LOOP5 ;有键按下？没有则循环等待 MOV A,#0A0H ;显示消隐命令 MOVX DPTR,A MOV A,#40H ;读FI