单片机的计算器设计方案完整.docx

1、单片机的计算器设计方案完整3.1 硬件连接图3-1所示为简易计算器的电路原理图。P3口用于键盘输入，接4*4矩阵键盘，键值与键盘的对应表如表-所示，p0口和p2口用于显示，p2口用于显示数值的高位，po口用于显示数值的低位。图3-1 简易计算器电路原理图键值与功能对应表键值0123456789+-/=ON/C功能0123456789+-=清零表3-13.2 计算器的软件设计#include /头文件#define uint unsigned int / #define uchar unsigned charsbit lcden=P23。 /定义引脚sbit rs=P24。sbit rw=P20

2、。sbit busy=P07。char i,j,temp,num,num_1。long a,b,c。 /a,第一个数 b,第二个数 c,得数float a_c,b_c。uchar flag,fuhao。/flag表示是否有符号键按下，fuhao表征按下的是哪个符号uchar code table=7,8,9,0,4,5,6,0,1,2,3,0,0,0,0,0。uchar code table1=7,8,9,0x2f-0x30,4,5,6,0x2a-0x30,1,2,3,0x2d-0x30,0x01-0x30,0,0x3d-0x30,0x2b-0x30。void delay(uchar z /

3、延迟函数uchar y。for(z。z0。z- for(y=0。y。void check( / 判断忙或空闲do P0=0xFF。 rs=0。 /指令 rw=1。 /读 lcden=0。 /禁止读写 delay(1。 /等待，液晶显示器处理数据 lcden=1。 /允许读写 while(busy=1。 /判断是否为空闲，1为忙，0为空闲void write_com(uchar com / 写指令函数P0=com。 /com指令付给P0口rs=0。rw=0。lcden=0。check(。lcden=1。void write_date(uchar date / 写数据函数 P0=date。rs=1

4、。rw=0。lcden=0。check(。lcden=1。void init( /初始化 num=-1。lcden=1。 /使能信号为高电平write_com(0x38。 /8位，2行write_com(0x0c。 /显示开，光标关，不闪烁*/write_com(0x06。 /增量方式不移位 显竟獗暌贫 柚?write_com(0x80。 /检测忙信号write_com(0x01。 /显示开，光标关，不闪烁num_1=0。i=0。j=0。a=0。 /第一个参与运算的数b=0。 /第二个参与运算的数c=0。flag=0。 /flag表示是否有符号键按下， fuhao=0。 / fuhao表征按下

5、的是哪个符号void keyscan( / 键盘扫描程序P3=0xfe。 if(P3!=0xfe delay(20。 延迟20ms if(P3!=0xfe temp=P3&0xf0。 switch(temp case 0xe0:num=0。 break。 case 0xd0:num=1。 break。 case 0xb0:num=2。 break。 case 0x70:num=3。 break。 while(P3!=0xfe。 if(num=0|num=1|num=2/如果按下的是7,8或9 if(j!=0 write_com(0x01。 j=0。 if(flag=0/没有按过符号键 a=a*

6、10+tablenum。 else/如果按过符号键 b=b*10+tablenum。 else/如果按下的是/ flag=1。 fuhao=4。/4表示除号已按 i=table1num。 write_date(0x30+i。P3=0xfd。if(P3!=0xfd delay(5。 if(P3!=0xfd temp=P3&0xf0。 switch(temp case 0xe0:num=4。 break。 case 0xd0:num=5。 break。 case 0xb0:num=6。 break。 case 0x70:num=7。 break。 while(P3!=0xfd。 if(num=4|

7、num=5|num=6&num!=7/如果按下的是4,5或6 if(j!=0 write_com(0x01。 j=0。 if(flag=0/没有按过符号键 a=a*10+tablenum。 else/如果按过符号键 b=b*10+tablenum。 else/如果按下的是/ flag=1。 fuhao=3。/3表示乘号已按 i=table1num。 write_date(0x30+i。P3=0xfb。if(P3!=0xfb delay(5。 if(P3!=0xfb temp=P3&0xf0。 switch(temp case 0xe0:num=8。 break。 case 0xd0:num=9

8、。 break。 case 0xb0:num=10。 break。 case 0x70:num=11。 break。 while(P3!=0xfb。 if(num=8|num=9|num=10/如果按下的是1,2或3 if(j!=0 write_com(0x01。 j=0。 if(flag=0/没有按过符号键 a=a*10+tablenum。 else/如果按过符号键 b=b*10+tablenum。 else if(num=11/如果按下的是- flag=1。 fuhao=2。/2表示减号已按 i=table1num。 write_date(0x30+i。P3=0xf7。if(P3!=0xf

9、7 delay(5。 if(P3!=0xf7 temp=P3&0xf0。 switch(temp case 0xe0:num=12。 break。 case 0xd0:num=13。 break。 case 0xb0:num=14。 break。 case 0x70:num=15。 break。 while(P3!=0xf7。 switch(num case 12:write_com(0x01。a=0。b=0。flag=0。fuhao=0。/按下的是清零 break。 case 13: /按下的是0 if(flag=0/没有按过符号键 a=a*10。 write_date(0x30。 P1=0

10、。 else if(flag=1/如果按过符号键 b=b*10。 write_date(0x30。 break。 case 14:j=1。 if(fuhao=1write_com(0x80+0x4f。/按下等于键，光标前进至第二行最后一个显示处 write_com(0x04。 /设置从后住前写数据，每写完一个数据，光标后退一格 c=a+b。 while(c!=0 write_date(0x30+c%10。 c=c/10。 write_date(0x3d。 /再写= a=0。b=0。flag=0。fuhao=0。 else if(fuhao=2write_com(0x80+0x4f。/光标前进至

11、第二行最后一个显示处 write_com(0x04。 /设置从后住前写数据，每写完一个数据，光标后退一格(这个照理说顺序不对，可显示和上段一样 if(a-b0 c=a-b。 else c=b-a。 while(c!=0 write_date(0x30+c%10。 c=c/10。 if(a-b write_date(0x2d。 write_date(0x3d。 /再写= a=0。b=0。flag=0。fuhao=0。 else if(fuhao=3write_com(0x80+0x4f。 write_com(0x04。 c=a*b。 while(c!=0 write_date(0x30+c%10

12、。 c=c/10。 write_date(0x3d。 a=0。b=0。flag=0。fuhao=0。 else if(fuhao=4write_com(0x80+0x4f。 write_com(0x04。 i=0。 c=(long(floata/b*1000。 while(c!=0 write_date(0x30+c%10。 c=c/10。 i+。 if(i=3 write_date(0x2e。 if(a/b write_date(0x30。 write_date(0x3d。 a=0。b=0。flag=0。fuhao=0。 break。 case 15:write_date(0x30+tabl

13、e1num。flag=1。fuhao=1。 break。 main(init(。while(1 keyscan(。第4章 仿真和调试下面用KEIL uVision与 porteus仿真软件实现简易计算器的仿真与调试。4.1 keil 软件的介绍单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件，我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的机器码有两种方法，一种是手工汇编，另一种是机器汇编，目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码，用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51，随着单片机开发技术的不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不

14、断发展，Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境uVision）将这些部份组合在一起。运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的，如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发

15、流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及A51编译器编译生成目标文件(.OBJ。目标文件可由LIB51创建生成库文件，也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件(.ABS。ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件，以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。3. 采用KEIL 开发的89c51单片机应用程序一般需要以下步骤：1） 在uVision 集成开发环境中创建新工程Project），扩展文件名为.UV2,并为该工程选定合适的单片机CPU器件用

16、uVision 的文本编辑器编写源文件，可以是汇编文件.ASM）,也可以使C语言文件扩展名.C），并将该文件添加到工程中去。一个工程文件可以包含多个文件，除了源程序文件外，还可以是库文件、头文件或文本说明文件。3）通过uVision 2 的相关选择项，配置编译环境、连接定位器以及Debug调试器的功能。4）对工程中的源文件进行编译连接，生成绝对目标代码和可选的HEX文件，如果出现编译连接错误则返回到第2步，修改源文件中的错误后重构整个工程。,0 Warning(s.” 下一步就可以在Proteus 软件了调用hex文件及烧入单片机。 图4-1 keil 调试4.3 proteus 7.1 介绍

17、 Proteus的ISIS是一款Labcenter出品的电路分析实物仿真系统，可仿真各种电路和IC，并支持单片机，元件库齐全，使用方便，是不可多得的专业的单片机软件仿真系统。该软件的特点：1） 全部满足我们提出的单片机软件仿真系统的标准，并在同类产品中具有明显的优势。2）具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS一232动态仿真、1 C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。 目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、H

18、C11系列以及各种外围芯片。 支持大量的存储器和外围芯片。总之该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大 ，可仿真51、AVR、PIC。4.4 Proteus 对于本设计的仿真操作步骤如下：1）进入proteus ISIS 集成环境，在工作前，在systerm菜单下设置界面的颜色、图形界面大小等工程，我采用了系统默认值。 2）通过工具栏中的从库中选择元件命令）命令，在pick devices窗口中选择电路所需的元件，放置元件到编辑区并调整其相对位置，进行元件参数设置，元器件间连线。器件库如表4-1所示，选择后如图4-12所示。器件库器件名称Microprocessor

19、ICs89C51Switches&RelaysBUTTONOptoelectronicsLM016LResistorsRESPACK-8ResistorsPOT-LINTerminals ModePOWER表4-1 器件库及所选器件 本计算器实现8位数的加、减、乘、除运算。(2按下数值键，显示按下的 “数字”按运算符，再，按第2个操作数，显示，按“=”键，得到运算结果。(3按“清零”键清除运算结果，可重新开始。图 4-3 仿真原理4）加载程序。将编译调试完成的简易计算器机器码程序hex文件）加载到AT89C51单片机中。5）单击仿真工具栏中的仿真键，观察仿真结果。可以按暂停、继续、单步、等按钮，查看效果。运行 单步运行 暂停 停止图4-4 仿真工具栏，很短时间您都可以很快的制作一块合格的PCB。 Protel 2004共可进行74个板层设计，包含32层Signal(信号走线层。 16层Mechanical(机构层。 16层Internal Plane(内层电源层。2层Solder Mask(防焊层。 2层Paste Mask(锡膏层。 2层Silkscreen(丝印层。 2层钻孔层钻孔引导和钻孔冲压）