单片机设计简易计算器
单片机的简易计算器
单片机的简易计算器
单片机简易计算器的设计与实现
一、引言
计算器是一种用于计算数学运算的工具,现在已经成为人们日常生活中必不可少的设备之一、在这个数字化的时代,我们经常需要进行简单的数学运算,如加、减、乘、除等。为了满足人们的需求,我们可以使用单片机来设计和实现一个简易的计算器。
二、设计目标
我们的设计目标是实现一个能够进行基本的加减乘除四则运算的简易计算器。具体来说,我们希望计算器能够实现以下功能:
1.输入两个数字进行计算,并显示结果。
2.支持加法、减法、乘法和除法运算。
3.具备简单的误操作处理能力,如输入错误提示等。
三、设计思路
我们将使用8051系列单片机来设计和实现计算器。具体的设计思路如下:
1.使用矩阵键盘作为输入设备,通过扫描矩阵键盘来获取输入的数字和运算符。
2.通过数码管来显示计算结果。
3.使用中断处理器来处理键盘输入和计算结果的显示。
4.根据输入的运算符进行相应的运算,然后将结果显示在数码管上。
四、硬件设计
1.选择合适的单片机,如STC89C52,AT89S52等,它们都是基于8051核心的单片机。
2.连接矩阵键盘到单片机的IO口,通过矩阵键盘的扫描来获取输入的数字和运算符。
3.连接数码管到单片机的IO口,用于显示计算结果。
五、软件设计
1.在主程序中初始化单片机的IO端口和中断向量。
2.编写中断服务程序,用于处理键盘输入和计算结果的显示。
3.设计一个状态机来处理键盘输入和计算结果的显示。
4.根据状态机的状态来进行相应的运算和显示。
六、实现步骤
1.编写主程序,包括对IO口和中断向量的初始化。
单片机的简易计算器毕业设计
单片机的简易计算器毕业设计
简易计算器是一种基本、常见的电子设备,它能够对数字进行简单的加减乘除运算。单片机作为一种小型、低功耗的微型计算机,非常适合用于设计和实现计算器的功能。在本文中,我们将以单片机为基础,设计和实现一个简易计算器。
一、设计思路
1.硬件设计:
-使用单片机作为主控制器。
-接入键盘矩阵和显示器。
-使用LED灯作为指示灯,用于显示运算符和结果。
2.软件设计:
-通过键盘输入数字和运算符。
-将输入的数字和运算符转换成相应的控制信号。
-进行运算,并将结果显示在屏幕上。
3.功能实现:
-实现加法、减法、乘法和除法运算。
-提供清零、退格和等号等功能。
-支持小数和负数的输入和运算。
-提供错误提示功能,例如除数不能为零等。
二、具体实现
1.硬件实现:
-将键盘矩阵的行和列与单片机的IO口相连,通过扫描来检测按键的输入。
-将显示器与单片机的IO口相连,通过控制引脚来发送和接收数据。
-将LED灯与单片机的IO口相连,设置相应的引脚状态来显示不同的指示信号。
2.软件实现:
-使用C语言编写程序,通过中断和轮询的方式,实现键盘输入的检测和数据的读取。
-将读取到的数据进行解析,并根据不同的按键进行相应的操作。
-根据输入的数字和运算符,进行相应的运算并输出结果。
3.功能实现:
-加法、减法、乘法和除法运算可以通过相应的算法实现,例如加法可以通过循环和位运算来实现。
-清零功能可以将运算结果和输入的数字都清零,退格功能可以删除输入的最后一个数字或运算符。
-支持小数运算可以在运算过程中进行进位和进位操作,支持负数运算可以通过判断运算符来进行相应的处理。
单片机简易计算器设计
单片机简易计算器设计
一、引言:
计算器是一种用于进行数学运算的工具,可以提供基本的算术运算功能。单片机是一种集成电路,具有微处理器、存储器、计数器和输入/输出接口等功能,适合用于设计和实现计算器。本篇文章将介绍如何设计和实现一款基于单片机的简易计算器。
二、设计目标:
本文设计的简易计算器具有以下功能:
1.能够进行四则运算,包括加法、减法、乘法和除法;
2.具有输入和输出功能,可以输入运算表达式,并输出计算结果;
3.采用简单直观的按键输入方式,便于用户操作。
三、设计原理:
1.系统框图:
```
_______________
输入/输
接口I
______________
\/
_______________
单片机芯
(CPU
______________
```
2.硬件设计:
使用单片机来处理计算表达式和输出计算结果。输入/输出接口IC负责处理用户输入和显示输出。单片机芯片是整个计算器系统的核心,负责执行算术运算的逻辑。
3.软件设计:
(1)初始化:设置单片机芯片工作环境,包括引脚配置、定时器设置等。
(2)输入处理:使用按键输入方式获取用户输入的数值和运算符,按下等号键时开始计算。
(3)运算处理:根据输入的数值和运算符进行相应的运算操作,得出计算结果。
(4)输出显示:将计算结果输出到显示装置上。
四、实现步骤:
1.硬件实现:
根据设计原理中的系统框图,采购和连接合适的输入/输出接口IC以及单片机芯片。
2.软件编程:
(1)初始化:根据单片机芯片的型号和文档,编写初始化程序,包括引脚配置、定时器设置等。
(2)输入处理:编写输入处理程序,包括按键输入方式、数值和运算符的提取等。
51单片机简易计算器论文
51单片机简易计算器论文
摘要:
本篇论文基于51单片机设计并实现了一款简易计算器。该计算器具
有基本的加、减、乘、除四则运算功能,并支持小数点运算和括号运算。
通过设计合理的菜单界面和使用者友好的操作方式,使得计算器更加易用。本文介绍了计算器的硬件设计和软件设计,并对其进行了功能测试和性能
评估。实验结果表明,该计算器具有较好的计算精度和运算速度,能够满
足一般计算需求。
关键词:51单片机,简易计算器,四则运算,菜单界面
1.引言
随着计算机技术的发展和普及,计算器作为一种便携式计算工具得到
了广泛应用。无论是学生、工程师还是商务人士,都离不开计算器的帮助。本文旨在设计一款基于51单片机的简易计算器,以满足用户日常计算需求。
2.硬件设计
本文采用51单片机作为计算器的主控芯片,搭配LCD显示屏、按键
和外部存储器等外围电路。通过合理的电路连接和引脚设置,实现计算器
的功能。
3.软件设计
3.1主程序设计
计算器的主程序采用C语言编写。主程序主要包括菜单界面设计、按
键响应和运算处理等功能。通过LCD显示屏输出菜单选项,并通过按键输
入执行相应的功能。
3.2加法运算
加法运算是计算器最基本的功能之一、在软件设计中,通过读取按键
输入的数值,并使用加法运算符将数值累加,最后显示结果。
3.3减法运算
减法运算与加法运算类似,通过读取按键输入的数值,并使用减法运
算符将数值相减,最后显示结果。
3.4乘法运算
乘法运算是计算器的扩展功能之一、在软件设计中,定义乘法运算函数,通过读取按键输入的数值,并使用乘法运算符将数值相乘,最后显示
基于AVR单片机的计算器程序
基于AVR单片机的计算器程序
在当今的数字化世界中,计算器已成为我们日常生活和工作中不可或缺的工具。尽管市面上存在许多不同类型的计算器,但基于AVR单片机的计算器程序具有更高的灵活性和可定制性。本文将介绍如何使用AVR单片机开发一个简单的计算器程序。
一、硬件需求
1、AVR单片机:选择一个适合你需求的AVR单片机,如ATmega328P,ATmega128等。
2、按键:你需要为每个数字和操作符提供按键。
3、LED或其他显示设备:用于显示计算器的输出结果。
4、编程器和调试器:用于将程序烧录到单片机上,并进行调试。
二、软件需求
1、AVR-GCC:用于编写、编译和链接AVR单片机的程序。
2、AVR-Libc:这是AVR单片机的标准C库。
3、一个文本编辑器或集成开发环境(IDE):用于编写和调试程序。
三、程序设计
1、定义按键和LED的接口:你需要定义每个按键和LED与单片机的接口。这通常涉及设置单片机的特定引脚为输入或输出模式。
2、编写按键处理函数:然后,你需要编写一个函数来处理按键的输入。这个函数应该能够检测按键的按下和释放,并相应地更新计算器的状态。
3、编写计算逻辑:接下来,你需要编写逻辑来处理各种计算操作。这可能包括加减乘除、括号、取余等操作。
4、编写显示更新函数:你需要编写一个函数来更新LED上的显示内容。这个函数应该根据当前的状态来决定显示什么结果。
四、调试和测试
在完成程序设计后,你需要使用调试器将程序烧录到单片机上,并进行测试。你可以通过单步执行程序来检查每个函数是否按预期工作,并确保计算器的整体行为符合预期。
基于单片机简易计算器的设计说明
基于单片机简易计算器的设计说明
一、设计目的
计算器是人们日常生活中常用的工具之一,而基于单片机的简易计算
器则是计算器的一种应用形式。本设计旨在利用单片机的强大功能,实现
一款功能简单但使用方便的计算器。
二、设计原理
1.硬件部分
本设计使用单片机作为计算器的核心处理器,通过外接的键盘进行输入,然后通过液晶显示屏进行结果的输出。电路部分需要将键盘和液晶显
示屏与单片机相连接,通过单片机与外设之间的通信实现输入和输出。
2.软件部分
计算器的软件部分主要包括输入处理和输出显示两个模块:
(1)输入处理:根据键盘输入的按键,通过单片机进行扫描和判断,根据按键的不同采取不同的策略进行处理。例如,如果输入的是数字键,
则将其添加到当前输入的数字序列中;如果输入的是运算符号,则判断当
前表达式是否符合运算规则,如果符合则进行计算。并通过液晶显示屏实
时显示输入的数字和表达式。
(2)输出显示:根据输入处理模块的计算结果,通过液晶显示屏进
行显示。根据液晶显示屏的大小和显示效果,进行合适的显示格式和布局,保证计算结果的清晰可读。
三、设计要点
1.按键输入处理
在设计按键输入处理模块时,需要考虑按键的布局和功能划分。可以根据计算器的基本功能,将按键分为数字键、运算符键和功能键等,然后根据功能的不同设置不同的处理策略。
2.表达式的计算
计算器的核心功能是根据输入的表达式进行实时计算和显示结果。在设计表达式计算模块时,需要考虑多种表达式的情况,例如加减乘除、括号等,以及运算的优先级和顺序等。可以利用栈等数据结构来实现表达式的计算。
3.结果的显示
单片机简易计算器的设计
单片机简易计算器的设计
设计一个单片机简易计算器,我们首先需要明确计算器的功能和要求。在这个设计中,我们将实现基本的四则运算功能和一些其他的功能,如开方、求倒数等。我们将采用Keil C51来编写程序,并在STC89C52单片机
上进行实现。
首先,我们需要定义一些输入和输出的接口。我们将使用4个按键作
为操作输入,它们分别是加、减、乘和除。此外,我们还需要一个用于计
算结果的显示屏,并使用一个7段数码管来显示输出结果。
在连接电路图中,我们需要将4个按键分别连接到P0口的4个IO引
脚上,并将7段数码管的引脚连接到P2口。此外,我们还需要将一个用
于切换输入的按键连接到P1口。
接下来,我们将定义一些全局变量和函数来实现我们的计算器功能。
首先,我们需要定义一些常量,如加、减、乘和除的符号。然后,我们需
要定义一些变量来存储输入的数字和操作符号,以及存储计算结果的变量。
接下来,我们需要定义一些函数来实现不同的计算功能。我们将实现加、减、乘和除的函数,并在这些函数中将数字和操作符号作为参数进行
传递。
然后,我们需要定义一个主函数来对按键进行读取和执行不同的操作。我们将使用一个无限循环来不断读取按键输入,根据不同的按键进行不同
的操作。在主函数中,我们还需要使用一个延时函数来防止按键的抖动效应。
最后,我们需要将计算结果显示在数码管上。我们将编写一个函数来
将计算结果转换为7段数码管上的数字,并将其显示出来。在这个函数中,我们将使用一个循环来依次点亮不同的数码管段。
整个程序的流程如下:
1.初始化所有的IO口
2.定义常量和全局变量
单片机的简易计算器
单片机的简易计算器
在现代科技的不断发展中,单片机已经成为了人们生活中不可或缺的一部分,其广泛应用于各个领域中。其中,单片机作为计算器的应用是人们最为熟悉的,本文将介绍一个基于单片机的简易计算器。
1.引言
计算器作为一种广泛使用的工具,早已融入人们的生活中。随着电子技术的不断发展,计算器逐渐从机械式逐渐转变为电子式。而单片机作为电子计算器中的核心,因其体积小、功耗低、成本低等优点,成为了电子计算器的首选之一
2.原理介绍
单片机简易计算器的原理是通过单片机对输入的数字和运算符进行解析,然后利用内部的算法进行计算,最后将结果显示在输出设备上。该计算器主要包括输入模块、解析模块、计算模块以及显示模块四个部分。
3.输入模块
输入模块主要包括键盘和显示屏。键盘用于用户输入数字和运算符,显示屏用于显示输入和计算结果。在单片机上,键盘和显示屏一般通过矩阵按键扫描和数码管显示等方式实现。
4.解析模块
解析模块负责解析用户的输入,并将其转化为内部可以处理的格式。例如,用户输入的数字和运算符将被解析为二进制码或其他表示形式。解析模块一般通过状态机等方式实现。
5.计算模块
计算模块是单片机简易计算器的核心部分,主要负责对输入的数字和
运算符进行计算,并生成计算结果。计算模块可以使用常见的算法,如加法、减法、乘法、除法,也可以实现特殊的运算功能,如开方、幂运算等。
6.显示模块
显示模块负责将计算结果显示在输出设备上。单片机简易计算器一般
采用数码管显示,可以显示整数和小数。在显示过程中,还需要考虑显示
精度和位数等问题。
7.程序设计
基于51单片机的简易计算器设计
基于51单片机的简易计算器设计
基于51单片机的简易计算器设计
一、引言
随着微电子技术和嵌入式技术的发展,越来越多的智能化设备被应用于日常生活中。其中,基于51单片机的简易计算器设计具有广泛的应用价值。本文将介绍如何使用51单片机设计一个简易计算器,实现加减乘除的基本运算功能。
二、设计方案
1.硬件组成:本设计采用51单片机作为主控芯片,与键盘、显示器等外围设备相连。键盘用于输入数字和运算符,显示器则用于显示运算结果。
2.软件设计:软件部分包括主程序和子程序。主程序负责初始化硬件、读取键盘输入和显示运算结果。子程序包括加减乘除的运算子程序,可根据输入的运算符和操作数进行相应的运算。
3.算法实现:在加减乘除的运算子程序中,采用基本的数学运算方法实现。对于加法,直接将两个操作数相加;对于减法,将两个操作数相减;对于乘法,采用循环相乘的方法;对于除法,采用循环相除的方法。
三、实验结果
在实验中,我们成功地使用51单片机设计了一个简易计算器,实现了加减乘除的基本运算功能。在测试过程中,我们输入了不同的数字和运算符,得到了正确的运算结果。同时,我们也测试了计算器的稳定性,发现其在连续运算时表现良好,没有出现明显的误差或故障。
四、结论
基于51单片机的简易计算器设计具有简单易行、实用性强等优点。通过实验测试,我们验证了其可行性和稳定性。此外,该设计还可以根据需要进行扩展和优化,例如增加更多的运算功能、优化算法等。未来,我们可以进一步研究如何提高计算器的运算速度和精度,以及如何将其应用于更多的实际应用场景中。
单片机设计简易计算器
单片机设计简易计算器
单片机是指将整个计算机系统集成在一块芯片上的微处理器。设计一
个简易计算器,可以使用单片机实现各种基本运算,如加、减、乘、除以
及开方等。
首先,我们需要选择单片机的类型和开发环境。常用的单片机有51
系列、AVR系列、ARM系列等。根据具体需求,选择一种合适的单片机进
行设计。
接下来,需要设计计算器的硬件电路。计算器的核心部分是输入和输
出部分,因此需要设计一个合适的显示屏和按键阵列。一种常用的显示屏
是数码管,可以显示数字和一些特殊字符。按键阵列可以使用矩阵型按键。
在硬件设计完成后,需要进行软件编程。首先要开发一个简单的操作
系统,以便管理单片机的资源和任务。然后,根据计算器的功能需求,在
操作系统上开发相应的计算器应用程序。
计算器的软件程序主要包括以下几个模块:
1.输入模块:通过按键阵列读取用户输入的数字和操作符,并且根据
用户的输入进行相应的处理。
2.运算模块:根据用户输入的操作符进行相应的运算,包括加、减、乘、除以及开方等。
3.输出模块:将运算结果通过数码管显示出来。
以下是一个简单计算器的软件程序设计示例:
```c
#include <reg51.h>
sbit row1 = P1^0;
sbit row2 = P1^1;
sbit row3 = P1^2;
sbit col1 = P1^3;
sbit col2 = P1^4;
sbit col3 = P1^5;
sbit col4 = P1^6;
void delay(unsigned int ms)
unsigned int i, j;
基于单片机简易计算器的设计
基于单片机简易计算器的设计
一、引言
计算器是一种广泛应用于日常生活和工作中的电子设备,它能够进行简单的加减乘除等基本运算。基于单片机的计算器设计,不仅可以通过编程实现各种基本运算的功能,还可以使计算器更加智能化,并通过外接显示器和按键进行交互,提供更好的用户体验。本文将介绍基于单片机的简易计算器的设计思路和实现方法。
二、设计思路
1.硬件设计:包括单片机的选择、外接显示器和按键的连接、电源管理等。
2.软件设计:包括计算功能的设计和实现、显示器和按键的驱动等。
三、硬件设计
1.单片机的选择:选择一种能够满足计算要求的单片机,如8051、AVR、STM32等,考虑其性能和功能需求。
2.外接显示器和按键的连接:通过接口将单片机和外接显示器、按键连接起来,使其能够传输数据和控制信号。
3.电源管理:根据需要选择合适的电源管理模块,确保计算器能够正常供电和工作。
四、软件设计
1.计算功能的设计和实现:通过程序设计实现加减乘除等基本运算功能,可以使用逐位相加、移位运算等方法来实现具体的运算逻辑。
2.显示器和按键的驱动:编写程序实现外接显示器和按键的驱动,使其能够正常显示和接收输入。
五、功能丰富化的设计
基于基本的加减乘除等运算功能设计,还可以进一步丰富计算器的功能,如增加求平方、开平方、取余、倒数等复杂运算功能,通过增加相关按键和逻辑实现。此外,还可以增加存储和回溯功能,使得计算器能够记录之前的计算结果和操作记录。
六、测试和调试
设计完成后,进行测试和调试,确保计算器的各项功能正常工作。首先,进行功能测试,逐步测试计算器的各个基本运算功能以及其他附加功能;然后,进行性能测试,测试计算器的计算速度和稳定性;最后,进行交互测试,测试计算器与用户之间的交互是否正常。
基于51单片机简易计算器课程设计报告
基于51单片机简易计算器课程设计报告
基于51单片机简易计算器课程设计报告
1. 研究背景
•计算器是人们日常生活和工作中常用的工具之一。
•通过设计简易计算器,可以加深学生对51单片机的理解和应用。
2. 目标和需求
•设计一个基于51单片机的简易计算器,能够进行基本的四则运算和开方运算。
•要求计算器能够显示输入和计算结果。
•要求计算器具备简单的界面和操作。
3. 设计方案
•使用51单片机作为计算器的控制核心。
•通过键盘输入数字和运算符,并显示在液晶屏上。
•根据输入的运算符,进行相应的计算,并将结果显示在液晶屏上。
4. 硬件设计
•使用51单片机作为主控芯片。
•连接液晶屏模块,用于显示输入和计算结果。
•连接键盘模块,用于输入数字和运算符。
5. 软件设计
•使用C语言进行编程。
•设计主程序,包括初始化、输入处理和计算输出等功能。
•设计函数,实现基本的四则运算和开方运算。
6. 实验结果
•成功设计并实现了基于51单片机的简易计算器。
•可以正常进行基本的四则运算和开方运算。
•输入和计算结果能够准确显示在液晶屏上。
7. 总结与展望
•通过设计这个简易计算器,学生对51单片机的理解和应用能力有了提高。
•下一步可以考虑增加更多的功能,如科学计算和数据存储等。
以上是本次基于51单片机简易计算器课程设计的报告。通过这个实验,学生对51单片机的应用能力得到了提升,进一步增强了对计算器的理解。在未来的课程设计中,可以进一步拓展功能,提升计算器的实用性和功能性。
基于51单片机的计算器设计
基于51单片机的计算器设计
一、引言
计算器(Calculator)是一种专用的电子计算设备,用于简便地进行
基本数学计算。随着科技的发展,计算器的功能也逐渐丰富,并在日常生
活中得到广泛应用。本文将介绍一种基于51单片机的计算器设计方案,
以满足人们对计算器的基本需求。
二、设计方案
1.硬件设计
(1)51单片机:作为计算器的核心,负责处理各项计算任务。
(2)显示屏:用于显示用户输入的数据和计算结果。
(3)按键模块:用于接收用户输入的数字和操作符。
(4)存储器:用于存储用户输入的数据和计算结果。
(5)电源模块:用于为计算器供电。
2.软件设计
计算器的软件设计主要包括输入处理、运算处理和输出显示三个模块。
(1)输入处理:当用户按下数字键或操作符键时,计算器会根据当
前输入的字符进行相应的处理。例如,数字键按下后,将数字添加到当前
输入的数字中;操作符键按下后,将当前输入的数字和操作符添加到存储
器中。
(2)运算处理:当用户按下等号键时,计算器会根据存储器中的数字和操作符进行相应的运算处理。例如,当存储器中包含两个数字和一个操作符时,计算器会根据操作符进行相应的运算,并将结果保存到存储器中。
(3)输出显示:当计算器完成运算处理后,将结果显示在显示屏上供用户查看。同时,计算器还需要提供清除键和退格键等功能,以方便用户进行操作。
三、实现步骤
1.初始化:将51单片机的各引脚设置为输入或输出,并设置相应的初始参数。同时,初始化存储器、显示屏和按键模块等硬件设备。
2.输入处理:通过按键模块检测用户输入,并根据当前输入的字符进行相应的处理。例如,当用户按下数字键时,将数字添加到当前输入的数字中;当用户按下操作符键时,将当前输入的数字和操作符添加到存储器中。
单片机的简易计算器的设计与实现
单片机的简易计算器的设计与实现
单片机是一种集成电路芯片,具有微处理器、存储器和输入输出接口等功能,适合用于嵌入式系统中。设计和实现单片机的简易计算器是一种常见的练习项目,可以帮助我们理解单片机的基本原理和编程技巧。在实现过程中,我们需要考虑的关键方面包括:输入输出接口设计、数值输入方式、算法选择和显示输出等。
首先,我们需要设计单片机的输入输出接口。对于简易计算器来说,输入接口通常包括数字按键和运算符按键,输出接口则需要显示器来显示计算结果。为了简化设计,我们可以使用4x4矩阵键盘作为输入接口,并使用数码管或液晶显示屏作为输出接口。
接下来,我们需要决定数值的输入方式。一种常见的方式是使用连续输入的方式,即输入一个数字按键后,直接将数字显示在输出接口上;而另一种方式是使用逆波兰表示法,即输入完所有数字和运算符后,再根据运算符的优先级进行计算。前者相对简单,但后者更贴近计算器的实际使用方式,可以提高用户体验。
在算法选择方面,我们可以使用堆栈和循环结构来实现一个逆波兰计算器。具体来说,我们可以使用一个堆栈来存储数字和运算符,然后根据优先级和计算规则对堆栈进行操作,最后得到计算结果。这样的实现方式简单高效,并且易于扩展其他功能。
最后,我们需要确定显示和输出的方式。对于数值的显示,我们可以使用7段数码管或液晶显示屏来显示结果。数码管的显示方式是通过控制不同段的亮灭来显示不同数字和符号,而液晶显示屏则通过控制像素的亮
灭来显示相应的信息。对于运算符和其他提示信息的输出,我们可以使用LED灯、蜂鸣器或液晶显示屏上的额外控制位来实现。
(完整)基于51单片机的简易计算器设计
(完整)基于51单片机的简易计算器设计
基于51单片机的简易计算器设计
计算器作为一种常见的电子设备,既能满足日常生活的计算需求,
又能帮助人们提高工作效率。本文将介绍基于51单片机的简易计算器
的设计。该计算器具备加减乘除的基本计算功能,并支持用户输入和
结果显示。下面将从材料准备、电路连接和程序设计三个方面详细介
绍该计算器的设计。
一、材料准备
在设计计算器之前,我们需要准备以下材料:
1. 51单片机开发板:用于控制计算器的整个运行过程;
2. 液晶显示屏:用于显示用户输入的数字和计算结果;
3. 数字按键:用于用户输入数字和运算符;
4. 连接线:用于连接51单片机开发板、液晶显示屏和数字按键。
二、电路连接
1. 连接液晶显示屏和51单片机开发板:将液晶显示屏的VCC、GND、SCL和SDA引脚分别与开发板上对应的引脚连接。
2. 连接数字按键和51单片机开发板:将数字按键的引脚依次与开
发板上的IO口引脚连接,其中有一根引脚需要连接到开发板的中断口。
三、程序设计
1. 初始化设置:在程序开始时,进行液晶显示屏和数字按键的引脚初始化设置,以及相应的中断设置。
2. 输入处理:通过数字按键输入,获取用户输入的数字和运算符,并将其保存到相应的变量中。
3. 运算处理:根据用户输入的运算符,对相应的数字进行加、减、乘、除的运算,并将结果保存到一个变量中。
4. 结果显示:将运算结果显示在液晶显示屏上,以便用户查看计算结果。
5. 重置处理:在每次运算结束后,对相关变量进行重置,以便下一次计算。
通过以上程序设计,我们可以完成基于51单片机的简易计算器的设计。在实际使用过程中,用户只需要通过数字按键输入相应的数字和运算符,计算器就可以自动进行运算,并将结果显示在液晶显示屏上,方便用户进行查看。
基于51单片机的简易计算器设计
基于51单片机的简易计算器设计
设计一个基于51单片机的简易计算器,主要功能包括加减乘除四则
运算和百分数计算。下面是设计的详细步骤:
1.硬件设计:
-使用51单片机作为主控芯片。
-连接16x2的LCD显示屏,用于显示输入和计算结果。
-连接16个按键开关,用于输入运算符和数字。
-连接4个LED灯,用于指示四则运算的选择。
2.软件设计:
-初始化LCD显示屏,并显示欢迎信息。
-监听按键输入,在接收到输入后,根据输入的按键值判断操作类型。
-如果按键值对应数字键,保存输入的数字,并在LCD上显示当前输
入的数字。
-如果按键值对应四则运算符(+、-、*、/),保存当前输入的数字,并保存运算符。
-如果按键值对应等号(=),根据保存的数字和运算符进行相应的运算,计算结果保存并显示在LCD上。
-如果按键值对应清零(C),将所有保存的数据清空,并显示初始状态。
-如果按键值对应百分号(%),将当前数字除以100并显示在LCD上。
3.主要函数说明:
- void init_lcd(:初始化LCD显示屏。
- void display_lcd(char* str):将指定字符串显示在LCD上。
- void clear_lcd(:清空LCD显示屏。
- char get_key(:获取按键输入的值。
- void calculate(:根据保存的数字和运算符进行计算。
- void add_digit(char digit):将输入的数字添加到当前数字中。
- void set_operator(char op):保存运算符。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
简易计算器
Simply Calculator
1 设计思想
此计算器有键盘部分、单片机、显示部分三部分组成,键盘部分主要完成输入功能;单片机主要完成数据处理功能,包括确定按键,完成运算,以及输出数据;显示器部分主要完成单片机输出的显示。
本设计的思路是利用单片机性能好,稳定性强的优点来实现系统的运行。设计大致可以分为三个步骤:第一步,硬件的选取和设计;第二步,程序的设计和调试;第三步,Protues 系统仿真。
硬件是设计的骨骼,不仅关系到设计总体方向的确定,还要综合考虑节能,环保,以及稳定性和经济性等各种因素。因此需要花费大量的时间。硬件的选取最为重要,包括选用的芯片,显示设备的选取,输入设备的选取等。本设计是通过单片机来实现的,因此选用了ATMEGA16单片机作为主体,输入设备选用矩阵键盘。程序是硬件的灵魂,是实现设计的中心环节。本设计使用的程序语言是C语言,在“ICC AVR”中运行,调试,直到运行出正确结果,然后输出后缀名为.HEX格式的文件,以备在Protues中仿真使用。程序是设计的关键,程序的调试需要大量的时间,耐心,还够要有足的细心才能成功。本设计中就出现了大量的错误,经过认真修改,最终才能运行出正确结果。最后的系统仿真是设计是否成功的验证,是设计不可缺少的重要环节。这就要求能掌握Protues的一些基本操作。2原理分析
矩阵键盘的扫描
—
》
图矩阵键盘图
如图所示,单片机的8个I/O口和矩阵键盘相连,用8个I/O口来控制矩阵键盘的16个按键是非常有意思的,首先我们设置单片机的PD0—PD7为输出,且PD0—PD3依次设置为低电平,而PD4—PD7设置为高电平,然后我们设置PD4—PD7为输入,而PD0—PD3仍然为输出,假如此时M1键按下,则PD0与PD4相连,因为PD0是低电平,而PD4是输入,所以PD4会被拉为低电平,同理,如果M2被按下,则PD5会被拉低,M3按下,PD6会被拉低,M4按下,PD7被拉低。这是判断有无键盘按下的过程,当我们判断是那一个键盘按下时,我们首先设置8个I/O口为输出,输出为FE,即,PD0为低电平,其他全为高电平,然后我们设置PD4—PD7为输入,如果M1被按下,则PD4会比被拉为低电平,此时会变成EE,同理可以知道M2被按下时会变为DE,M3被按下时会变为BE,M4被按下时会变为7E。同理我们可以设置8个I/O口输出FD来检测M5—M8是否被按下,设置8个I/O口输出FC来来检测M9—M12,设置8个I/O口输出F7来检测M13—M16,如果M1—M4没有被按下,就继续检测M4—M8,一次类推,就可以检测出16个按键了。在这次设计中,16个按键M1—M16所对应检测值分别为:EE,DE,BE,7E,ED,DD,BD,7D,EB,DB,BB,7B,E7,D7,B7,77。
数字显示与计算
本次设计选用的显示器是1602液晶显示器,此液晶显示器能显示32个字符,VSS接地,VDD接电源正极,E为时使能信号,R/W为读写选择端(H/L),RS为数据/命令选择端(H/L),D0—D7为数据I/O口。
首先我们初始化液晶显示器,然后显示出第一个被按下的数,并且使光标右移,如果有第二个数按下,则据继续显示,以此类推,然后把所有显示出来的数换算成一个数,如果按下“+”号,则显示出“+”,并且同理显示出“+”号后面按下的数字,然后调用加子程序,运算出结果,如果按下的是“-”,则调用减子程序,如果按下“*”,则调用乘子程序,如果按下“/”,则调用除子程序。然后再调用显示结果子程序,显示出结果。
《
3程序设计与说明
流程图
主程序流程图和运算子程序流程图为:
图主程序流程图图运算子程序流程图
。
键盘扫描流程图为:
!
,
图键盘扫描子程序流程图
程序说明
本次设计采用模块化设计思想,包括主程序和初始化子程序、延时子程序、输出数据子程序、检测是否有按键按下子程序、确定按键子程序、清第二行屏与显示“Welcome”子程序、换算第一个数子程序、运算子程序、显示结果子程序等子程序。运行程序后,首先调用子程序清屏第二行并显示“Welcome”,然后检测是否有按键按下,如果没有,继续检测,如果按下,则判断是否是加减乘除键被按下,如果是加减乘除被按下,则显示相应的字符并换算出字符前输入的数据和字符后输入的数字,然后检测是否有等号按下,如果有则完成相应的运算并显示相应的结果,然后检测是否有清屏键按下,如果有则清屏,相应的流程图如图2所示。其中运算子程序的流程图如图3所示。
4调试
!
Protues系统仿真
打开Protues,按设计思想放相应的零部件并连好线,把HEX文件加载到单片机中运行,检测结果是否正确。硬件连线图如图所示。
"
、
图 Protues仿真图
调式过程
编写完程序后保存程序,在“ICC AVR”中运行,调试,直到运行出正确结果,然后输出后缀名为.HEX格式的文件。刚开始有错误,是一些语法规则上的错误,不过经过几次的修改,最终输出了后缀名为.HEX格式的文件。
把后缀名为.HEX格式的文件加载到单片机后,刚开始只是显示出“Welcome”的一部分字符,仔细观察发现,程序的前后空格不对称,经过修改,最终得到了预期结果,最终运行结果如图所示。
5总结
优缺点分析
本计算器能完成加减乘除运算,结构简单,硬件较少,成本较低,另外本程序采用模块化设计思想,可读性强,具有很强的可移植性,便于调用。在处理多任务时,可以用中断服务来实现多线程,通过设置中断,启动中断服务子程序使其自己执行任务,而CPU 可以做自己的工作,当有停止中断的请求产生时,CPU再停下自己的工作做相应处理。
—
但是也有很多不足之处。首先,程序有很多相同的代码,本来可以用调用的方法实