电子计算器设计

单片机课程设计报告书

课题名称电子计算器

姓名

学号

院、系、部电气系

专业

指导教师焦咏梅马丽高艳玲

2011年7 月3日

电子计算器设计

一、设计目的

简易计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。

我们这次设计的题目是简易加减计算器，实现一位数的加减法，通过键盘扫描第一个数，然后扫描有没有加减功能键按下，如果功能键按下则继续扫描第二个数字，扫完第二个数字之后然后确定是加法键还是减法键按下，然后调用加减法子程序最后扫描有没有等于号按下，如果有等号键按下则结果输出数码管显示。

学习和掌握单片机中常用接口电路的应用和设计技术，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。通过这次设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使自己的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。

二、设计要求

单片机课程设计既要让我们巩固课本学到的理论，还要学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，数字计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。通过实践更好的了解单片机，巩固了键盘扫描，数码管，等一系列单片机的知识。本次设计我们需要AT89C51芯片，要充分理解各个管脚的用途；还是用了一个四位一体的共阴极的数码管，要知道其位控和字控的引脚位置；还用了4*4的键盘；采用手电复位。

本课程设计要求：

1.扩展4*4键盘，其中10个数字，3个功能键，1个清零

2.强化对于电路的焊接

3.使用四位数码管接口电路

4.完成十进制的四则运算（加、减）；

5.实现结果低于五位的连续运算；

6.使用伟福6000 软件编写程序，使用汇编语言；

7.最后用ptotel模拟仿真;

8.学会对电路的调试

三、硬件电路设计

四、使用说明

本设计是一个实现加、减的计算器，它的硬件主要由七部分组成，一个主单片机芯片，一个四位一体的共阴极的数码管，一个4*4的键盘，一个数码管锁存器74H573，一个复位电路，一个电源电路，一个晶振电路，它可以实现加、减运算。

首先.显示部分，让P2.0口做位扫描，P2.1口做段码输出，设置一个单元用来记录输入数字的位数，这样可以不用循环扫描每一位，而是根据输出位数判断扫描哪些位。通过键盘扫描第一个数，然后扫描有没有加减功能键按下，如果功能键按下则继续扫描第二个数字，扫完第二个数字之后然后确定是加法键还是减法键按下，然后调用加减法子程序最后扫描有没有等于号按下，如果有等号键按下则结果输出数码管显示。

其次是设计键盘扫描程序，这里采用4*4矩阵键盘，通过软件识别，行和列可接在同个端口上，也可接在不同端口上，本设计行接在P3口的高四位，列接在P1口的低四位，通过循环扫描行，读取列的数据判断是否有键按下，如果有则调用按键识别程序识别是哪个键，执行相应的操作，按键识别是根据按键时得到的列代码与行代码组合，来判断是哪个键的。按键识别后，如果是数字键则直接放入数码管显示缓冲区，如果再次有数字键按下，则应将缓存区的数字向高位移一位，将刚输入的数放入最低位，并且记录按键次数，每输入一个键值都调用显示程序显示出来，如果是运算符，则执行相应的运算，然后在调用显示程序显示结果。

最后是运算程序的加入，运算程序很简单，只要把＋、-分别做成模块，用到时即可调用，本设计的难点是键盘识别和数值显示，因为这里边涉及到键盘输入的数值在内部要转换成10进制运算，运算结果要转换成各个位的显示数字输出。

五、流程图设计

小于10 YES 不小于10

NO NO

YES YES

开始

调用显示子程序

键盘扫描 得键值

CJNE OAH 次数标志位置1

存第一个数

存第二个数 CJNE

OFH CJNE OEH CJNE ODH CJNE OCH 相应的标志位置1

是ADDD=1

还是SUB=1

NO NO YES

YES 减法

SUB=1

NO

ADDD=1

加法

结果送显示六、程序设计如下：

ADDD BIT 00H ;ADDD相当于位寄存器00H

SUB BIT 01H ；SUB相当于位寄存器01H

CISHU BIT 02H ；CISHU相当于位寄存器02H

ORG 0000H

AJMP STAR

ORG 0030H

STAR:MOV R0,#40H ;存放第一个数地址

MOV 30H,#3FH ；没有按键时的数码管值0

MOV R5,#00H ；

CLR ADDD ；清除寄存器00H

CLR SUB ；清除寄存器01H

CLR CISHU 清除寄存器02H

MAIN: LCALL DISPLAY；调用显示子程序

MOV A,#0FFH ;键盘扫描开始

LP: MOV P3,#00001111B;扫描子程序

MOV A,P3

JNB ACC.0,LP0 ；判断0列，是0跳到lLP0得到列键值JNB ACC.1,LP1 ；判断1列......

JNB ACC.2,LP2 ；判断2列.....

JNB ACC.3,LP3 ；判断3列......

LCALL DELAY1 ；调用延时

CJNEA,#0FH,XLS1

XLS1:AJMP LP