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单片机X键盘计算器专业课程设计.doc

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单片机X键盘计算器专业课程设计.doc

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《单片机课程设计汇报》

教学院：

专业班级：

学号：

学生姓名：

指导老师：

时间：

地点：

单片机课程设计任务书

一、课题名称

单片机课程设计

二、设计目标

为了深入巩固学习理论知识，增强学生对所学知识实际应用能力和利用所学知识处理实际

问题能力，开始为期两周单片机课程设计。经过实训使学生在巩固所学知识基础之上含有初步

单片机系统设计和应用能力。

三、设计内容

设计基于 51 单片机简易计算器系统电路，并以该电路为基础进行编程，要求能够实现

0－99 之间数进行加、减、乘、除运算功效。

四、设计要求

1、设计简易计算器，要求能对 0－99 之间数进行加、减、乘、除运算。

2、用 4×4 键盘作为输入设备。

3、用 LED 或 LCD 进行显示。

4、编写无符号数加、减、乘、除运算、输入和显示程序。

5、对系统进行综合和调试，使其含有对 0－99 之间数进行加、减、乘、除运算功效。

6、编写课程设计总结

五、设计进度表

序号

设计内容

所用时间

部署任务，学习简易计算器工作原理和硬件电

路设计

3 天

完成键盘、显示和计算功效程序设计

3 天

制作电路板

1 天

答辩、撰写设计汇报书

3 天

合计

10 天

六、设计汇报

课程设计汇报基础内容最少包含封面、正文、附录三部分。课程设计汇报要求统一格式，

字体工整规范。

1、封面

封面包含“《单片机课程设计》课程设计汇报”、班级、姓名、学号和完成日期等。

2、正文

正文是实践设计汇报主体，具体由以下几部分组成：

（1）课程设计题目；

（2）课程设计任务和要求；

（3）设计过程（包含设计方案、设计原理、创新点和采取新技术等）；

（4）方案比较和论证；

（5）硬件电路设计，各个模块设计和器件选择；

（6）软件程序设计和调试；

（7）课程设计总结（包含自己收获和体会；碰到问题和处理方法；技术实现技巧和

创新点；作品存在问题和改善设想等）；

3．附录

附录 1：系统设计原理图

附录 2：系统硬件元器件清单

附录 3：系统程序

七、考评方法和成绩评定措施

评定项目

评分成绩

1. 设计实物功效齐全，制作美观（50 分）

2. 态度认真、学习刻苦、遵守纪律（15 分）

3. 设计汇报规范化、参考文件充足（不少于 5 篇）（20 分）

4. 答辩（15 分）

总分(100 分)

备注：成绩等级：优（90 分～100 分）、良（80 分～89 分）、中（70 分～79 分）、及格

（60 分～69 分）、60 分以下为不及格。

八、参考书目

[1]　李朝青.单片机原理及接口技术（简明修订版）.杭州：北京航空航天大学出版社，1998

[2]　李广弟.单片机基础［Ｍ］.北京：北京航空航天大学出版社，1994

[3]　阎石.数字电子技术基础（第三版）. 北京：高等教育出版社，1989

[4]　廖常初.现场总线概述［J］.电工技术，1999.

[5] 徐仁贵等编著.《单片微型计算机应用技术》.北京:机械工业出版社.2 月第 1 版

[6] 张毅刚等编著.《单片机原理及应用》. 北京：高等教育出版社.1 月第 1 版

一、课程设计任务和要求

设计基于 51 单片机简易计算器系统电路，并以该电路为基础进行编程，要求能够实现 0

－99 之间数进行加、减、乘、除运算功效，并要求以下：

1、设计简易计算器，要求能对 0－99 之间数进行加、减、乘、除运算；

2、用 4×4 键盘作为输入设备；

3、用 LED 或 LCD 进行显示；

4、使用 C 语言编写无符号数加、减、乘、除运算、输入和显示程序；

5、对系统进行综合和调试，使其含有对 0－99 之间数进行加、减、乘、除运算功效，还

含有清零功效等；

6、编写课程设计总结。

二、设计方案和选择方案

1、芯片

1.1、方案构思

本设计中芯片能够采取两种方案，一个是以 FPGA 为关键处理芯片，配置对应外设；另一

个是以 STC89C52 处理器，配置对应外设。

（1）方案一：采取 FPGA 控制

FPGA 是一个高密度可编程逻辑器件，自从 Xilinx 企业 1985 年推出第一片 FPGA 以来，

FPGA 集成密度和性能提升很快，其集成密度最高达 500 万门/片以上，系统性能可达 200MHz。

因为 FPGA 器件集成密度高，方便易用，开发和上市周期短，在数字设计和电子生产中得到快

速普及和应用，并一度在高密度可编程逻辑器件领域中独占鳌头。

不过基于 SRAM 编程 FPGA，其编程信息需存放在外部存放器上，需外部存放器芯片，且使

用方法复杂，保密性差，而其对于一个简单计算器而言，使用 FPGA 有点大材小用，成本太

高。

（2）方案二：采取 AT89C51

单片机是单片微型机简称，故又称为微控制器 MCU（Micro Control Unit）。通常由单块

集成电路芯片组成，内部包含有计算机基础功效部件：中央处理器 CPU，存放器和 I/O 接口电

路等。所以，单片机只要和合适软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。单片

机广泛应用于智能产品，智能仪表，测控技术，智能接口等，含有操作简单、实用方便、价格

廉价等优点。

AT89C51 是一个带 4K 字节 FLASH 存放器（FPEROM—Flash Programmable and

Erasable Read Only Memory）低电压、高性能 CMOS 8 位微处理器，俗称单片机。

AT89C2051 是一个带 2K 字节闪存可编程可擦除只读存放器单片机。单片机可擦除只读

存放器能够反复擦除 1000 次。该器件采取 ATMEL 高密度非易失存放器制造技术制造，

和工业标准 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。因为将多功效 8 位 CPU 和闪烁存放器组

合在单个芯片中，ATMELAT89C51 是一个高效微控制器。

1.2、方案比较和选择

经过以上两种方案论证和比较，从设计实用性、方便性和成本等很多方面考虑，最终选择

了以 AT89C51 单片机作为中央处理单元进行计算器设计，这么设计能够实现对六位整数、两位

小数加、减、乘、除四则运算。

2、输入模块

2.1、方案构思

（1）方案一：采取独立式按键作为输入模块

独立式按键输入模块，其特点是：直接用 I/O 口组成单个按键电路，接口电路配置灵活、

按键识别和软件结构简单；不过当键数较多时，占用 I/O 口较多，比较浪费资源。其原理图图

1 所表示。

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