单片机课程设计——计算器设计.doc

目录 一、设计总绪 2 1.1设计思想 2 1.2设计说明 2 1.3关键词：矩阵键盘，单片机，数码管显示，汇编语言 2 1.4设计目的 2 1.5设计要求 2 二、设计方案 3 2.1硬件电路设计方案 3 2.1.1基本结构 3 2.1.2系统框架图 3 2.1.3工作流程图 4 2.1.4单片机主控制模块 5 2.2系统功能描述 6 三、各模块功能介绍 7 3.1键盘输入模块 7 3.1.1键盘分布图 7 3.1.2工作原理 7 3.2运算控制模块 8 3.3显示模块 8 3.4振荡电路模块 9 四、仿真电路 10 仿真运行结果 10 五、调试过程总结 12 附录： 13 参考文献： 13 源程序代码 13 一、设计总绪 1.1设计思想 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术 日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件 来使用，但仅单片机方面的知识是不够的，还应根据具体硬件结构、软硬件结合，来加 以完善。 计算机在人们的日常生活中是比较常见的电子产品之一。可是它还在发展之中，以后必 将出现功能更加强大的计算机，基于这样的理念，本次设计是用AT89c51单片机、LCD显 示器、控制按键为元件来设计的计算器。利用此设计熟悉单片机微控制器及汇编语言编 程，对其片资源及各个I/O端口的功能和基本用途的了解。掌握应用程序开发环境，常用 的LCD显示器的使用方法和一般键盘的使用方法 此设计是基于单片机技术的简易计算器的方案，本次设计所提出的一种基于单片机技术 的简易计算器的方案，采用具有数据处理能力的中央处理器CPU，随机存储器ROM，多种 I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算 机系统——单片机，配以汇编语言编写的执行程序，能更好的解决计算机计算的问题，随 着数字生活的到来，单片机在生活中越来越重要，它能将大量的逻辑功能集成与一个集 成电路中，使用起来十分方便。 1.2设计说明 本次课程设计讨论了单片机技术的计算器构思，设计方案，工作原理，主要系统包括 单片机80C51，排阻RESPACK—8，开关，六位数码管显示器等，主要组成部分包括：键盘 输入模块，运算模块，控制模块，显示模块。通过键盘输入数值，单片机进行运算后在 数码管显示出结果。 1.3关键词：矩阵键盘，单片机，数码管显示，汇编语言 1.4设计目的 通过本次课程设计，运用《单片机微型计算机原理及应用》所学到的知识及查询相关资料 ，完成简易计算器的设计，进一步提高单片机的系统设计和开发能力，达到理论知识与 实践更好的结合，提高综合运用所学知识和设计能力的目的。 1.5设计要求 要求设计一个单片机应用系统，利用keil和proteus软件完成系统软硬件的设计及模拟调 试。实现五位数（可为带小数点）的加减乘除运算，通过按键输入十进制数据。利用六 位数码管显示运算结果。并实现复位操作。由于要设计的是简单的计算器，可以进行四 则运算，为了得到教好的显示效果，采用LCD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机键盘来 ，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后将显示键入 的数值，按等号就会在LCD上输出运算结果，执行程序：开机显示零，等待键入数值，当 键入数字，通过LCD显示出 二、设计方案 2.1硬件电路设计方案 2.1.1基本结构 计算器一般由运算器、控制器、键盘、显示器、电源和一些可选外围设备及电子配件通 过人工或机器设备组成。键盘是计算器的输入部件，一般采用接触式或传感式。显示器 是计算器的输出部件，有发光二极管显示器或液晶显示器等。除显示计算结果外，还常 有溢出指示、错误指示等。计算器电源采用交流转换器或电池。计算器都采用CMOS工艺 制作的大规模集成电路。 本次课程设计中我是采用了以MCS—51系列的单片机AT89C51单片机为核心构成的简易计算 器。该系统通过单片机控制，实现对4*4键盘进行实时扫描的按键检测，并把检测数据存 储下来。整个计算器系统的工作过程为：首先存储单元初始化，显示初始值和键盘扫描 ，判断按键位置，查表得出按键值，单片机则对数据进行储存与相应处理转换，之后送 入数码管动态显示。整个系统可分为三个主要功能模块：功能模块一，实时键盘扫描； 功能模块二，数据转换成显示器显示；功能模块三，计算控制模块。功能模块四：显示 模块。 2.1.2系统框架图 图2.1 系统总体框架图 2.1.3工作流程图 No Yes 图2.2 系统工作流程图 2.1.4单片机主控制模块 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只