单片机课程设计计算器设计.docx

目录 单片机课程设计计算器设计全文共22页，当前为第1页。 单片机课程设计计算器设计全文共22页，当前为第1页。 一、设计总绪 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。 设计说明 单片机课程设计计算器设计全文共22页，当前为第2页。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。 单片机课程设计计算器设计全文共22页，当前为第2页。 关键词：矩阵键盘，单片机，数码管显示，汇编语言 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。 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 单片机课程设计计算器设计全文共22页，当前为第3页。 单片机课程设计计算器设计全文共22页，当前为第3页。 二、设计方案 硬件电路设计方案 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。 系统框架图 控制 控制 运算 键盘 显示 运算 键盘 显示 单片机课程设计计算器设计全文共22页，当前为第4页。 图 系统总体框架图 单片机课程设计计算器设计全文共22页，当前为第4页。 工作流程图 开始 开始 初始化 初始化 键盘列扫描 键盘列扫描 有键按下 复位键 有键按下 复位键 数字键 数字键 记忆对应键值 运算功能键 记忆对应键值 运算功能键 其他键数码管显示 是" ="？ No 其他键 数码管显示 是" ="？ 记忆其运算符 数码管显示 计算最后结果 Yes 记忆其运算符 数码管显示 计算最后结果 单片机课程设计计算器设计全文共22页，当前为第5页。 图 系统工作流程图 单 在现代科技快速发展的今天，单片机技术已渗透到我们生活中的方方面面，尤其在自动化控制和实时检测领域中扮演着至关重要的角色。随着单片机应用的不断深入，设计和制造具有特定功能的单片机应用系统显得尤为重要。本次单片机课程设计的目标是设计并实现一款简易计算器，该计算器采用AT89C51单片机作为核心处理部件，配合LCD显示器和矩阵键盘等组件，通过软硬件结合的方式，实现基本的加减乘除运算功能。 设计的初步思考集中在了单片机技术的计算器构思上，构思不仅强调了单片机的基本功能，如CPU、ROM、I/O端口、中断系统以及定时器/计时器等，还提出通过汇编语言编程来增强计算器的功能，使得设计过程不仅仅是对硬件的简单堆砌，而是对软硬件综合应用能力的考验。通过这款计算器的设计，学生能够进一步提高对单片机系统设计和开发的能力，实现理论知识与实践的紧密结合。 为了满足设计要求，我们必须对整个系统进行全面的规划和设计。计算器的设计包括四个主要组成部分：键盘输入模块、运算模块、控制模块和显示模块。在键盘输入模块中，数字键、运算符键、清除键和等号键等16个按键被集成在一块电路板上，用于输入操作数和运算符。运算模块则由单片机的CPU负责执行实际的数学运算。控制模块确保计算器在不同的输入和运算阶段执行正确的操作。显示模块则通过LCD显示器动态地展示输入的数字和运算结果。 在硬件电路设计方案中，AT89C51单片机作为控制中心，配合电源、键盘、显示器等外围设备构成计算器的基本框架。系统工作流程涵盖了从初始化到按键输入、数据处理再到结果输出的整个过程。通过使用keil和proteus软件，我们能够对计算器的硬件和软件进行设计和模拟调试，确保系统能够稳定运行并正确执行预期的计算功能。 实现这样的设计并非易事，它要求我们对单片机的硬件结构和工作原理有深刻的理解，同时还需要掌握汇编语言编程技巧，以便高效地编写控制计算器运行的程序代码。在此基础上，我们还需要熟悉LCD显示器的使用方法，以及矩阵键盘的工作原理，才能保证计算器的功能得以实现。 综合来看，本次课程设计不仅能够帮助学生巩固和加深对单片机及其编程语言的理解，还能够通过实际操作提升学生解决实际问题的能力。通过对单片机计算器的设计与实现，学生将获得宝贵的实践经验，为日后面对更加复杂的单片机项目打下坚实的基础。在当今数字化时代，单片机技术的应用无处不在，这种学习经历无疑将为学生未来的职业生涯增加重要的筹码。