单片机简易数字计算器-汇编
基于单片机的计算器——汇编
基于单片机的计算器——汇编编号:单片机综合设计实训 (论文)说明书题目:基于单片机的电子计算器院(系):专业:学生姓名:学号:指导教师:年01 月 1 日摘要当今社会,随着人们物质生活的不断提高,电子产品已经走进了家家户户,无论是生活或学习,还是娱乐和消遣几乎样样都离不开电子产品,大型复杂的计算能力是人脑所不能胜任的,而且比较容易出错。
计算器作为一种快速通用的计算工具方便了用户的使用。
计算器可谓是我们最亲密的电子伙伴之一。
单片机由于其微小的体积和极低的成本,广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。
在工业生产中。
单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种。
单片微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控制器。
本系统就是充分利用了AT89S52芯片的I/O引脚。
系统以采用MCS-51系列单片机Intel8051为中心器件来设计计算器控制器,以矩阵键盘输入、八位数码管显示,实现了能根据实际输入值计算并显示的功能。
关键词:计算器 AT89S52 八位数码管矩阵键盘AbstractIn today's society, with people constantly improve the material life, the electronic produc ts have entered the each and every family, whether living or studying, or entertainment and recreation almost everything is inseparable from the electronic products, large and complex co mputing capability is the human brain are not competent, but relatively easy to go wrong.Calc ulator as a rapid generic computational tool is convenient for users to use.The calculator is our most intimate electronic partners.SCM because of its small size and low cost, widely used in household appliances, industr ial control and other areas.In industrial production.Single chip microcomputer, the microcomp uter is an important branch, is full of vitality.Single chip micro computer referred to as SCM, is particularly applicable to the control field, it is also known as the micro controller.The system is to make full use of the AT89S52 chip I / O pins.System for using MCS-51 MCU Intel8051 as the center device to design the computer controller, with the matrix keybo ard input, the eight digital tube display, can be achieved according to the actual input value ca lculation and display functions.Key words: calculator AT89S52 digital tube eight matrix keyboard目录1实训设计内容 (4)1.1 设计目的 (4)1.2 设计任务 (4)2 系统硬件设计 (4)2.1 芯片介绍 (4)2.1.1主控芯片AT89S52概述与介绍 (4)2.1.2 MAX232芯片介绍 (9)2.2 硬件电路 (10)2.2.1 键盘接口电路 (10)2.2.2 7段LED数码管 (10)2.2.3 程序下载接口 (11)2.2.4 单片机时钟电路 (11)2.2.5 单片机复位电路 (12)3 软件设计 (12)3.1 按键扫程序设计 (12)3.2 算法设计 (13)4 电路板制作过程 (13)5 作品调试 (14)5.1硬件调试 (14)5.2 程序调试 (14)致谢 (16)参考文献: (17)附录: (18)1实训设计内容1.1 设计目的通过本次课题设计,应用《单片机原理及应用》等所学相关知识及查阅资料,完成简易计算器的设计,以达到理论与实践更好的结合、进一步提高综合运用所学知识和设计的能力的目的。
基于51单片机的简易计算器
基于51单片机的简易计算器51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统中的常用微控制器。
我们可以利用51单片机的强大功能和丰富的外设资源,设计一个简易计算器。
这个计算器可以进行基本的加减乘除运算,并且具备显示结果的功能。
首先,我们需要准备一块51单片机开发板,一块1602液晶显示屏模块,以及一些按键开关和电阻。
我们可以将运算器主要分为以下几个模块:数码管显示模块、键盘输入模块、运算模块和存储模块。
数码管显示模块:我们使用1602液晶显示屏模块来显示计算器的结果。
我们可以通过51单片机的IO口,将计算结果发送给液晶显示屏模块,实现结果的显示。
键盘输入模块:我们可以使用几个按键开关来实现数字和运算符的输入。
通过对按键的检测,我们可以将用户输入的数字和运算符转化为字符形式,并保存到内存中。
运算模块:我们需要根据用户输入的数字和运算符,进行相应的运算。
我们可以使用栈来实现这个功能。
栈是一种常用的数据结构,具有"先进后出"的特点。
我们可以将用户输入的数字和运算符按照一定的规则入栈,然后按照相应的顺序进行出栈和运算。
最后将结果保存到内存中。
存储模块:我们可以使用内部RAM来保存运算结果。
51单片机的内部RAM具有一定的存储能力,可以满足我们的基本需求。
在编写程序时,我们可以使用汇编语言或者C语言。
通过合理的编程,我们可以实现计算器的各项功能。
总结一下,基于51单片机的简易计算器主要包括数码管显示模块、键盘输入模块、运算模块和存储模块。
我们可以通过合理的编程,将这些模块相互配合,实现一个功能完善的计算器。
这个计算器不仅可以进行基本的加减乘除运算,还可以显示结果,方便用户进行计算。
基于单片机的简易计算器编程
if(t[j]==0x34) { DispCharacter(0,k--,'4');}
if(t[j]==0x35) { DispCharacter(0,k--,'5');}
if(t[j]==0x36) { DispCharacter(0,k--,'6');}
}
for(i=r-2;i>=0;i--)
{
tx=u;
u=u+(( unsigned long )(t[i]-48)*(pow(r-i-2)));
if(u<tx) { systemerror();}
}
}
void hou( ) //计算符号后面的数值
{
int j,flash=0; //标志位:从不是零的高位开始显示!
int k=12;
for(j=3;j>=0;j--)
{
if(f3==0) { break; }
if(m[0]==0x30&&m[1]==0x30&&m[2]==0x30) { f3=0; break; }
PinRW=0;
PinE=0;
PinData = data1;
PinE=1;
ShortDelay(10);
PinE=0;
PinRW=1;
PinRS=0;
}
void WriteInstruc(char Instruc)
{
while(StatusCheck());
if(m[j]==0x32) { DispCharacter(1,k++,'2'); flash++;}
单片机课程设计——基于C51简易计算器
单片机双字节十六进制减法实验设计摘要本设计是基于51系列的单片机进行的双字节十六进制减法设计,可以完成计算器的键盘输入,进行加、减、3位无符号数字的简单运算,并在LED上相应的显示结果。
设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。
硬件方面从功能考虑,首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机,输入采用5个键盘。
显示采用3位7段共阴极LED动态显示。
软件方面从分析计算器功能、流程图设计,再到程序的编写进行系统设计。
编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C语言和汇编语言进行比较分析,针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现,最终选用KEIL公司的μVision3软件,采用汇编语言进行编程,并用proteus 仿真。
引言十六进制减法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。
单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论,还要让学生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,十进制加法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,并提高学生对单片机的兴趣,同时学习查阅资料、参考资料的方法。
关键词:单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减目录摘要 (01)引言 (01)一、设计任务和要求.............................1、1 设计要求1、2 性能指标1、3 设计方案的确定二、单片机简要原理.............................2、1 AT89C51的介绍2、2 单片机最小系统2、3 七段共阴极数码管三、硬件设计...................................3、1 键盘电路的设计3、2 显示电路的设计四、软件设计...................................4、1 系统设计4、2 显示电路的设计五、调试与仿真.................................5、1 Keil C51单片机软件开发系统5、2 proteus的操作六、心得体会....................................参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单..................................一、设计任务和要求1.1 设计要求本次课程设计,我选择的课题是单片机十进制加法计算器软硬件设计,设计任务为:设计一键盘显示装置,键盘上除需定义16个十六进制数字键外还要相应的功能键,其它键不定义无响应。
单片机简易计算器设计(二)2024
单片机简易计算器设计(二)引言:单片机简易计算器是一种以单片机为核心实现基本算术运算的小型电子设备。
本文继续探讨单片机简易计算器的设计方案,并详细介绍了其具体实现步骤和功能。
正文:第一大点:电路设计1. 选择适当的单片机型号2. 设计电源电路,确保稳定供电3. 搭建输入输出电路,包括按键和显示模块的连接4. 设计外部调试接口,方便程序的调试和更新5. 进行电路的模拟仿真和实际测试,确保电路的正常工作第二大点:程序编写1. 定义输入输出的数据结构2. 编写初始化程序,配置端口和寄存器3. 编写按键扫描程序,实现按键的读取和编码4. 编写基本算术运算程序,包括加法、减法、乘法和除法5. 编写显示程序,将结果显示在数码管或液晶屏上第三大点:算法优化1. 选择合适的算法,使计算速度尽可能快2. 使用位运算代替乘除法运算,提高运算效率3. 使用查表法来加速计算过程4. 增加缓存机制,优化存储空间的使用5. 对程序进行反复优化和测试,确保算法的准确性和高效性第四大点:错误处理与异常处理1. 设计输入错误的检测机制,防止用户输入无效的数据2. 处理溢出和除零等运算错误,避免程序崩溃3. 设计异常处理程序,对错误输入进行友好提示4. 进行充分的测试和调试,确保程序的稳定性5. 添加日志功能,记录错误信息和运行状态,便于排查问题第五大点:功能扩展1. 添加科学计算功能,如平方根、三角函数等2. 实现单位换算功能,方便不同单位之间的转换3. 增加储存器功能,可以保存计算结果或中间数据4. 设计菜单界面,使用户可以自由选择不同的功能5. 进行实际应用测试,检验扩展功能的可靠性和实用性总结:本文对单片机简易计算器的设计进行了全面的阐述。
通过合理的电路设计、程序编写和算法优化,以及错误和异常处理,使得计算器具备稳定高效的运算能力。
同时还介绍了功能扩展方面的设计思路,为后续的开发和升级提供了参考。
基于单片机的简易计算器
***********************************碎灵之痕**********************************基于单片机的简易计算器要下载原理图的请到/然后输入账号429755725@密码:f123456789希望大家不要修改密码,不要删除里面的文件,方便他人。
一、功能:1、可以实现结果不大于8位数的四则混合运算;2、运算符有:+、-、*、/、(、)、=;3、可以的到负数;4、具有退格(删除)功能;5、等号之后在按数字键会另外新建一个计算式;6、示例表达式:“78*(45-999)+86=”。
二、材料:1、液晶1602;-------------------------------------------------1块;2、单片机(STC89C52);------------------------------------1块;3、按键;---------------------------------------------------------21个;4、电位器(10K);--------------------------------------------1个;5、晶振(12M);----------------------------------------------1个;6、排阻(10K);------------------------------------------------1个;7、排座、排针;------------------------------------------------各一个;8、40脚单片机插座;-----------------------------------------1个;9、USB母口(供电用);--------------------------------------1个;10、电容、电阻;----------------------------------------------如图所示。
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;for (i = 0; i < ms; i++)for (j = 0; j < 112; j++);unsigned char keyscarow1 = 0; // 设置第一行为低电平row2 = 1;row3 = 1;if (col1 == 0) { delay(10); while(col1 == 0); return '1'; } if (col2 == 0) { delay(10); while(col2 == 0); return '2'; } if (col3 == 0) { delay(10); while(col3 == 0); return '3'; }if (col4 == 0) { delay(10); while(col4 == 0); return '+'; } row1 = 1;row2 = 0; // 设置第二行为低电平row3 = 1;if (col1 == 0) { delay(10); while(col1 == 0); return '4'; } if (col2 == 0) { delay(10); while(col2 == 0); return '5'; } if (col3 == 0) { delay(10); while(col3 == 0); return '6'; } if (col4 == 0) { delay(10); while(col4 == 0); return '-'; } row1 = 1;row2 = 1;row3 = 0; // 设置第三行为低电平if (col1 == 0) { delay(10); while(col1 == 0); return '7'; } if (col2 == 0) { delay(10); while(col2 == 0); return '8'; } if (col3 == 0) { delay(10); while(col3 == 0); return '9'; } if (col4 == 0) { delay(10); while(col4 == 0); return '*'; } return 0;void display(unsigned char number)P2 = number;void maiunsigned char num1 = 0, num2 = 0, result = 0; unsigned char operator = 0;while (1)num1 = keyscan(;if (num1 == '+')operator = '+';} else if (num1 == '-')operator = '-';} else if (num1 == '*')operator = '*';} else if (num1 != 0)while (1)num2 = keyscan(;if (num2 != 0)break;}}if (operator == '+')result = num1 + num2;} else if (operator == '-')result = num1 - num2;} else if (operator == '*')result = num1 * num2;}display(result);}}```以上程序是一个简单的计算器程序示例。
单片机实践简易计算器实验报告
单片机实践简易计算器实验报告本次实验的目的是通过单片机实现一个简易计算器,实现加减乘除四则运算。
在实验过程中,我们使用了STC89C52单片机,通过编写程序实现计算器的功能。
实验步骤:1. 确定硬件电路连接我们需要确定硬件电路连接。
本次实验使用的是STC89C52单片机,需要将其与LCD1602液晶屏、4x4矩阵键盘、蜂鸣器等硬件连接。
具体连接方式如下:STC89C52单片机:P0口:连接LCD1602液晶屏的数据线D0-D7P1口:连接LCD1602液晶屏的控制线RS、RW、EP2口:连接4x4矩阵键盘的行线R1-R4P3口:连接4x4矩阵键盘的列线C1-C4P4口:连接蜂鸣器2. 编写程序接下来,我们需要编写程序实现计算器的功能。
程序主要分为以下几个部分:(1)LCD1602液晶屏初始化(2)4x4矩阵键盘扫描(3)计算器功能实现(4)LCD1602液晶屏显示结果3. 调试程序编写完程序后,我们需要进行调试。
在调试过程中,我们需要注意以下几点:(1)检查硬件连接是否正确(2)检查程序是否有语法错误(3)检查程序是否能够正常运行4. 实验结果经过调试,我们成功实现了一个简易计算器。
在使用过程中,用户可以通过4x4矩阵键盘输入数字和运算符,计算器会自动进行计算,并在LCD1602液晶屏上显示结果。
同时,计算器还具有清零、退格等功能,方便用户进行操作。
总结:通过本次实验,我们学习了单片机的基本原理和编程方法,掌握了如何使用单片机实现一个简易计算器。
同时,我们还学习了如何进行硬件电路连接和程序调试,提高了我们的实践能力和动手能力。
单片机课程设计一汇编语言实现四位数计算器
单片机课程设计一汇编语言实现四位数计算器
四位数计算器是一种能够进行基本数学运算的设备,它可以对四位数进行加法、减法、乘法和除法运算。
这个计算器的设计基于单片机和汇编语言,它可以方便地进行各种数学运算,满足用户的需求。
我们需要一个单片机作为计算器的核心。
单片机是一种集成电路,可以完成各种计算和控制任务。
我们选择一款适合的单片机,并将其与其他必要的电子元件进行连接,以构建一个完整的计算器系统。
接下来,我们需要使用汇编语言编写相应的程序来实现计算器功能。
汇编语言是一种低级语言,可以直接控制计算机的硬件,实现各种操作。
通过编写汇编语言程序,我们可以实现加法、减法、乘法和除法等运算。
在程序中,我们首先需要设计一个界面,将计算器的输入和输出与单片机相连接。
用户可以通过按键输入需要计算的四位数和运算符,计算器将根据用户的输入进行相应的运算,并将结果显示在数码管上。
在程序的编写过程中,我们需要考虑各种可能的输入情况,例如用户输入的数字是否超出了四位数的范围,用户是否输入了错误的运算符等。
我们需要对这些情况进行处理,保证计算器的运算结果是准确的。
除了基本的加减乘除运算,我们还可以在计算器中添加其他功能,
例如开根号、取余数等。
这些功能的实现也需要通过编写相应的汇编语言程序来完成。
通过单片机和汇编语言的结合,我们可以实现一个功能完备的四位数计算器。
这个计算器可以方便地进行各种数学运算,满足用户的需求。
通过合理的设计和编程,我们可以使计算器的使用变得简单而高效,为用户提供便利的计算体验。
基于51单片机的计算器设计程序代码(汇编)
DBUF EQU 30HTEMP EQU 40HYJ EQU 50H ;结果存放YJ1 EQU 51H ;中间结果存放GONG EQU 52H ;功能键存放ORG 00HSTART:MOV R3,#0 ;初始化显示为空MOV GONG,#0MOV 30H,#10HMOV 31H,#10HMOV 32H,#10HMOV 33H,#10HMOV 34H,#10HMLOOP:CALL DISP ;PAN调显示子程序WAIT:CALL TESTKEY ;判断有无按键JZ WAITCALL GETKEY ;读键INC R3 ;按键个数CJNE A,#0,NEXT1 ;判断是否数字键LJMP E1 ;转数字键处理NEXT1:CJNE A,#1,NEXT2LJMP E1NEXT2:CJNE A,#2,NEXT3LJMP E1NEXT3:CJNE A,#3,NEXT4LJMP E1NEXT4:CJNE A,#4,NEXT5LJMP E1NEXT5:CJNE A,#5,NEXT6LJMP E1NEXT6:CJNE A,#6,NEXT7LJMP E1NEXT7:CJNE A,#7,NEXT8LJMP E1NEXT8:CJNE A,#8,NEXT9LJMP E1NEXT9: CJNE A,#9,NEXT10LJMP E1NEXT10: CJNE A,#10,NEXT11 ;判断是否功能键LJMP E2 ;转功能键处理NEXT11:CJNE A,#11,NEXT12LJMP E2NEXT12:CJNE A,#12,NEXT13LJMP E2NEXT13:CJNE A,#13,NEXT14LJMP E2NEXT14:CJNE A,#14,NEXT15LJMP E2NEXT15: LJMP E3 ;判断是否清除键E1: CJNE R3,#1,N1 ;判断第几次按键LJMP E11 ;为第一个数字N1:CJNE R3,#2,N2LJMP E12 ;为第二个数字N2:CJNE R3,#3,N3LJMP E13 ;为第三个数字N3: LJMP E3 ;第四个数字转溢出E11:MOV R4,A ;输入值暂存R4 MOV 34H,A ;输入值送显示缓存MOV 33H,#10HMOV 32H,#10HLJMP MLOOP ;等待再次输入E12:MOV R7,A ;个位数暂存R7 MOV B,#10MOV A,R4MUL AB ;十位数ADD A,R7MOV R4,A ;输入值存R4MOV 32H,#10H ;输入值送显示缓存MOV 33H,34HMOV 34H,R7LJMP MLOOPE13:MOV R7,AMOV B,#10MOV A,R4MUL ABJB OV,E3 ;输入溢出ADD A,R7JB CY,E3 ;输入溢出MOV R4,AMOV 32H,33H ;输入值送显示缓存MOV 33H,34HMOV 34H,R7LJMP MLOOPE3: MOV R3,#0 ;按键次数清零MOV R4,#0 ;输入值清零MOV YJ,#0 ;计算结果清零MOV GONG,#0 ;功能键设为零MOV 30H,#10H ;显示清空MOV 31H,#10HMOV 32H,#10HMOV 33H,#10HMOV 34H,#10HLJMP MLOOPE2: MOV 34H,#10HMOV 33H,#10HMOV 32H,#10HMOV R0,GONG ;与上次功能键交换MOV GONG,AMOV A,R0CJNE A,#10,N21 ;判断功能键LJMP JIA ;”+"N21: CJNE A,#11,N22LJMP JIAN ;"-"N22:CJNE A,#12,N23LJMP CHENG ;"*”N23:CJNE A,#13,N24LJMP CHU ;”/”N24:CJNE A,#0,N25LJMP FIRST ;首次按功能键N25:LJMP DEN ;”=”N4:LJMP E3FIRST: MOV YJ,R4 ;输入值送结果MOV R3,#0 ;按键次数清零LJMP DISP1 ;结果处理JIA:MOV A,YJ ;上次结果送累加器ADD A,R4 ;上次结果加输入值JB CY,N4 ;溢出MOV YJ,A ;存本次结果MOV R3,#0 ;按键次数清零LJMP DISP1JIAN:MOV A,YJSUBB A,R4 ;上次结果减输入值JB CY,N4 ;负数溢出MOV YJ,AMOV R3,#0LJMP DISP1CHENG:M OV A,YJMOV B,AMOV A,R4MUL AB ;上次结果乘输入值JB OV,N4 ;溢出MOV YJ,ALJMP DISP1CHU:MOV A,R4MOV B,AMOV A,YJDIV AB ;上次结果除输入值MOV YJ,AMOV R3,#0LJMP DISP1DEN:MOV R3,#0LJMP DISP1DISP1:MOV B,#10MOV A,YJ ;结果送累加器DIV AB ;结果除10MOV YJ1,A ;暂存”商”MOV A,B ;取个位数MOV 34H,A ;个位数送显示缓存MOV A,YJ1JZ DISP11 ;结果是否为一位数MOV B,#10MOV A,YJ1DIV ABMOV YJ1,AMOV A,BMOV 33H,A ;十位送显示缓存MOV A,YJ1JZ DISP11 ;结果是否为二位数MOV 32H,A ;百位数送显示缓存DISP11: LJMP MLOOPDISP:MOV R0,#DBUF ;显示子程序MOV R1,#TEMP+4MOV R2,#5DP10:MOV DPTR,#SEGTABMOV A,@R0MOVC A,@A+DPTRMOV @R1,AINC R0DEC R1DJNZ R2,DP10MOV R0,#TEMPDP12:MOV A,@R0MOV P0,Aclr P2。
51单片机简易计算器-(可算小数)
51单片机简易计算器#include<reg51.h>#include<math.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit beep=P2^3;sbit dula=P2^6;sbit wela=P2^7;sbit rw=P1^1;sbit rs=P1^0;sbit lcden=P2^5;void yunsuan();void keyinput(char s);void write_data(char ddata);void write_com(char command);void display(long a);void init();void dealerror();void dataoverflow();void welcome();char code table1[]={0xee,0xde,0xbe,0x7e,0xed,0xdd,0xbd,0x7d,0xeb,0xdb,0xbb,0x7b,0xe7,0xd7,0xb7,0x77};char code table2[]="789/456*123-.0=+";char j,k,temp,temp1,temp2,key,mchar,m,flag2=0,flag3=0; long x,y,num;int operators,input,iny;char error[5]="error";char overflow[8]="overflow";char welcome_[16]="welcome to use !";void delay(uint x)//延时{uint a,b;for(a=x;a>0;a--)for(b=10;b>0;b--);}void delay_ms(uint x)//延时{uint a,b;for(a=x;a>0;a--)for(b=110;b>0;b--);}void write_com(uchar com)//写命令{P0=com;rs=0;lcden=0;delay(10);lcden=1;delay(10);lcden=0;}void write_data(uchar date)//写数据{P0=date;rs=1;lcden=0;delay(10);lcden=1;delay(10);lcden=0;}long ming(int x){long m;switch(x){case 9:m=1000000000;return m;break; case 8:m=100000000;return m;break; case 7:m=10000000;return m;break; case 6:m=1000000;return m;break; case 5:m=100000;return m;break; case 4:m=10000;return m;break; case 3:m=1000;return m;break;case 2:m=100;return m;break;case 1:m=10;return m;break; case 0:m=1;return m;break; }}void display(long a){long d;int i,flag1=0,temp,c=-1;init();if(a<0){a=a*c;write_data('-');}for(i=9;i>=0;i--){d=ming(i);temp=a/d;a=a%d;if((temp==0)&&(flag1==0)) ;else{write_data(0x30+temp);flag1=1;}if(i==2){write_data('.');flag1=1;}}}void init()//LCD初始化{rw=0;dula=0;wela=0;write_com(0x38); //显示模式设置:16×2显示,5×7点阵,8位数据接口delay(20);write_com(0x0e); //显示模式设置delay(20);write_com(0x06); //显示模式设置:光标右移,字符不移delay(20);write_com(0x01); //清屏幕指令,将以前的显示内容清除delay(20);}void yunsuan() // 运算{if (iny){switch(operators){case 1:x=x+y;num=x;if(num<10000000000&&num>-10000000000){display(num);}elsedataoverflow();break;case 2:x=x-y;num=x;if(num<10000000000&&num>-10000000000) {display(num);}elsedataoverflow();break;case 3:x=x*y;num=x/100;if(num<10000000000&&num>-10000000000) {display(num);}elsedataoverflow();break;case 4:if (y==0)dealerror();else{if(y<100){x=x*100;y=y*100;}y=y/100;x=x/y;num=x;if(num<10000000000&&num>-10000000000) {display(num);}elsedataoverflow();}break;}y=0;}}void dealerror()//除数为0{int i=0;write_com(0x01);for(i=0;i<5;i++)write_data(error[i]);}void dataoverflow()//数值溢出{int i=0;write_com(0x01);for(i=0;i<8;i++)write_data(overflow[i]);}void welcome()//欢迎界面{int i=0;write_com(0x01);for(i=0;i<16;i++)write_data(welcome_[i]);}void keyinput(char s) //键盘输入{if(s<='9'&&s>='0') //判断按下的键是否为数值{if(flag3==0)num=num*10+100*(s-'0');elsenum=num*10+10*(s-'0');if(flag2==1){num=num/10;flag3=1;}if (operators>0){y=num;iny=1;}elsex=num;if(num<10000000000&&num>-10000000000) //当前数值是否超出限定范围display(num);elsedataoverflow();}elseswitch(s){case '.':/*iny=0;operators=0;*/flag2=1;break;case '=':write_data(table2[14]); delay(10);yunsuan();iny=0;operators=0;num=0;flag2=0;flag3=0;break;case '+':if (operators) yunsuan();operators=1;write_data(table2[15]); num=0;flag2=0;flag3=0;break;case '-':if (operators) yunsuan(); operators=2;write_data(table2[11]); num=0;flag2=0;flag3=0;break;case '*':if (operators) yunsuan(); operators=3;write_data(table2[7]); num=0;flag2=0;flag3=0;break;case '/':if (operators) yunsuan(); operators=4;write_data(table2[3]); num=0;flag2=0;flag3=0;break;}}void main() //主函数{char i;char flag0=1;init();welcome();for(i=0;i<10;i++) delay_ms(100);init();while(1){P3=0xf0;temp1=P3;P3=0x0f;temp2=P3;temp=temp1|temp2; while(P3!=0x0f) {beep=0;}beep=1;for(i=0;i<16;i++) {if(temp==table1[i]) {m=table2[i];flag0=0;}}if(flag0==0) {keyinput(m); flag0=1;}}}。
51单片机简易计算器设计报告(一)
51单片机简易计算器设计报告(一)背景介绍在数字化时代,计算器作为一种简单易用的工具,越来越得到人们的关注和热爱。
而基于51单片机的简易计算器,不仅可以成为一种学习电子技术的手段,还具有满足简单计算需求的实用性。
设计思路本计算器采用键盘输入和数码管输出的电路设计,为用户提供加、减、乘、除、小数点、退位以及等于等功能。
1.键盘输入采用矩阵键盘的方式,将所有按键按行列排列,并利用51单片机中断方式来读取键值。
2.计算处理通过编写相应的程序代码,计算出用户输入的两个数值及操作符的结果,并将结果存储在数据缓存器中,最后将其输出至数码管。
3.数码管显示根据计算结果的数据类型,将其经过相应的转换处理后,通过数码管将结果输出至用户。
设计技术1.软件编写软件编写方面,采用汇编语言进行编写,代码总长度为2.2KB 左右。
其中,以中断方式读取键值、实现数值存储与判断、计算处理、数码管的结果输出等作为关键点进行编写。
2.硬件搭建硬件搭建方面,需要按照电路图进行搭建,并将51单片机与相关周边电路进行连接。
根据设计思路,将键盘、数码管、电源、指示灯等设备按照需求进行连接。
可改进之处虽然 51单片机的简易计算器的搭建能够满足基本计算需求,但其在以下几方面还有可改进之处:•添加计算科学函数,如三角函数、对数函数等。
•改进操作方式,使其更加符合人体工程学原理。
•添加储存器,使用户能够将计算结果进行存储和调用。
总结通过本次对基于51单片机的简易计算器的设计与实现,我们深入了解了电子技术的基本概念和硬件搭建原理,并了解到了简单嵌入式系统的工作原理。
虽然该计算器在功能和效率方面还有待改进,但对于初学者来说,其对于电子技术的学习和实验还是很有价值和意义的。
•编写的汇编代码过于繁琐,可考虑使用高级语言编写以提高效率和易读性。
•在电路搭建时需注意布线的合理性,尽量避免出现干扰和信号损失的问题。
综上所述,基于51单片机的简易计算器的设计和实现虽存在一些不足,但还是很有价值的。
单片机简易数字计算器-汇编
基于单片机的简易计算器设计自动化控制一班kaoyanbaomu521摘要: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,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。
本任务是个简易的两位数的四则运算,程序都是根据教材内和网络中的程序参考编写而成,在功能上还并不完善,限制也较多。
本任务重在设计构思与团队合作,使得我们用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。
关键词:单片机计算器范围加减乘除1 引言1.1 计算器的历史说起计算器,值得我们骄傲的是,最早的计算工具诞生在中国。
中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策,又被叫做算筹。
这种算筹多用竹子制成,也有用木头,兽骨充当材料的。
约二百七十枚一束,放在布袋里可随身携带。
直到今天仍在使用的珠算盘,是中国古代计算工具领域中的另一项发明,明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同。
17世纪初,西方国家的计算工具有了较大的发展,英国数学家纳皮尔发明的"纳皮尔算筹",英国牧师奥却德发明了圆柱型对数计算尺,这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算,甚至可以计算三角函数,指数函数和对数函数,这些计算工具不仅带动了计算器的发展,也为现代计算器发展奠定了良好的基础,成为现代社会应用广泛的计算工具。
1.2 电子计算器的特殊键在使用电子计算器进行四则运算的时候,一般要用到数字键,四则运算键和清除数据键。
除了这些按键,还有一些特殊键,可以使计算更加简便迅速。
2 单片机概述单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控制器。
通常,单片机由单块集成电路芯片构成,内部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器、存储器和I/O接口电路等。
因此,单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合,便可成为一个单片机控制系统。
51单片机简易计算器设计
51单片机简易计算器设计一、引言计算器是一种通过输入和输出数字信号进行数学运算的电子设备。
在现代社会,人们对计算器有着广泛的需求,因此设计一款简单而实用的计算器对于我们理解计算器的工作原理和学习单片机编程非常有帮助。
本文将介绍一种基于51单片机的简易计算器设计,涵盖了相关的硬件设计和软件编程。
二、设计思路本计算器设计的主要思路如下:1.使用数码管显示输入的数字和计算结果。
2.使用按键输入数字和操作符。
3.通过软件编程实现数字的输入、运算和结果的显示。
三、硬件设计1.数码管:使用4位共阴数码管,通过BCD-7段译码器将数字信号转化为数码管显示。
2.按键:使用独立按键输入数字和操作符。
3.电源:使用适当的电源电路提供电压和电流。
四、软件设计1.初始化:设置数码管显示方式、按键输入方式和端口状态。
2.输入数字:通过按键输入数字,并将数字显示在数码管上。
可以采用按键扫描的方式实现,每次按键触发时读取按键值,并将对应的数字显示在数码管上。
3.输入操作符:通过按键输入操作符,并将操作符显示在数码管上。
同样采用按键扫描的方式实现。
4.数字运算:根据输入的操作符和数字进行相应的运算,得出结果。
5.显示结果:将运算结果显示在数码管上。
五、程序流程图具体的程序流程图如下:六、程序实现以下是51单片机计算器的简单代码实现:```C#include<reg51.h>sbit LED=P1^0;sbit KEY=P3^0;void delay(int n)int i=0, j=0;for(i=0; i<n; i++)for(j=0; j<123; j++);void mainwhile(1)if(KEY==0)LED=0;elseLED=1;delay(10);}```七、测试和结果在硬件设计完成并烧录完程序后,我们可以进行测试。
通过按下按键,观察数码管是否正确显示输入的数字和运算结果。
如果显示正确,则说明程序设计成功。
单片机设计简易计算器
3
开始 是否是+
是否是—
是否是*
是否是/
结束 图 3.2 运算子程序流程图
Result=c+d
Resule=c-d
Resule=c*d
Resule=c/d
键盘扫描流程图为:
开始 延时10ms
是否按键按下
DDRD=0XFE PORTD=0XF0
DDRD=0X0F
是否是第一排
按键
DDRD=0XFD
PORTD=0XF0
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。
1 设计思想
武汉理工大学《单片机》课程设计说明书
简易计算器 Simply Calculator
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
2.2 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。
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、引言计算器是一种执行基本数学运算的电子设备,现在市面上有各种类型的计算器,从小型的手持计算器到大型的科学计算器。
本设计基于51单片机设计了一种简易计算器,可以实现加法、减法、乘法和除法等基本运算。
二、设计思路1.系统硬件设计本设计使用的51单片机芯片选择了常用的STC89C52芯片,具有强大的功能和稳定性。
外设有键盘、数码管和LCD液晶显示屏。
2.系统软件设计系统的软件设计基于C语言进行,使用51单片机的汇编语言和C语言进行编程。
软件主要分为键盘输入处理、运算处理和结果显示三个部分。
三、系统硬件设计1.键盘输入部分使用4x4矩阵键盘作为输入设备,将键盘的4行4列分别接入到51单片机的4个IO口上,通过行列扫描的方式来检测按键的状态。
2.数码管显示部分使用共阳极的数码管来显示结果,通过提供适当的电压和信号控制来显示所需的数字。
3.LCD液晶显示屏为了方便用户查看输入和结果,本设计还使用了LCD液晶显示屏。
通过串口通信将结果传输到液晶显示屏上进行显示。
四、系统软件设计1.键盘输入处理通过行列扫描的方式检测键盘的按键状态,当检测到按键按下时,将对应的按键值存储起来。
2.运算处理根据用户的输入进行相应的运算处理。
根据检测到的按键值进行不同的运算操作,如加法、减法、乘法和除法。
3.结果显示将运算的结果通过串口通信传输到LCD液晶显示屏上进行显示。
五、系统实现1.硬件连接将键盘的行列引脚接到51单片机的对应IO口上,数码管和LCD液晶显示屏也分别连接到单片机的IO口上。
2.软件编码通过C语言编写系统软件,包括键盘输入处理、运算处理和结果显示三个模块。
3.调试测试将编写好的软件烧录到单片机上,通过键盘输入进行测试,并观察数码管和LCD液晶显示屏上的输出结果。
六、总结本设计基于51单片机实现了一个简易计算器,通过键盘输入进行基本的运算操作,并将结果通过数码管和LCD液晶显示屏进行显示。
单片机简易计算器设计(汇编语言)
KEYBUF EQU 40H ;键号存放单元ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV KEYBUF,#0 ;初始键号设位0,也可以为任意值MOV R0,#30H ;显示首地址MOV R2,#0CH ;计算数据存放单元个数CLR AQING: MOV @R0,A ;将数据存放单元清零INC R0DJNZ R2,QINGMOV P0,#8FH ;关闭显示MOV R1,#30H ;将显示首地址存放R1里;===============================================;五位无符号显示子程序DIS1: MOV R0,#30H ;把显示数据第一位放在R0里MOV R2,#04H ;把显示的位码放在R2里MOV R3,#05H ;把显示的长度放在R3里DIS2: MOV A,@R0ANL A,#0FH ;屏蔽显示数据的高四位MOV B,AMOV A,R2ANL A,#0FH ;屏蔽位码的高四位SWAP AORL A,BMOV P0,A ;送总显示数据到P0显示LCALL DEL Y4ms ;调用延时4msINC R0 ;取下一个显示数据DEC R2DJNZ R3,DIS2 ;四位显示晚后重新开始显示;===================================================;键盘扫描子程序WAIT: MOV P1,#0FFH ;P1口送高电平CLR P1.0 ;第一行清零MOV A,P1 ;读P1口ANL A,#0F0H ;低位屏蔽XRL A,#0F0H ;判断低位是否有低电平,即判断是否有按键按下JZ NOKEY1 ;地位有低电平继续扫描,否者跳到第而行去扫描LCALL DEL Y10ms ;延时10ms去抖在进行判断是否有按键按下MOV A,P1 ;继续读P1口ANL A,#0F0H ;判断低位是否有低电平CJNE A,#0E0H,NK1 ;如果扫描数据不为0E0H就转到NK1MOV KEYBUF,#0 ;否者判断为0号键AJMP DK ;转DK1查表程序NK1: CJNE A,#0D0H,NK2 ;如果扫描数据不为0D0H就转到NK2 MOV KEYBUF,#1 ;否者判断为1号键AJMP DK ;转DK2查表程序NK2: CJNE A,#0B0H,NK3 ;如果扫描数据不为0B0H就转到NK3 MOV KEYBUF,#2 ;否者判断为2号键AJMP DK ;转DK3查表程序NK3: CJNE A,#70H,NK4 ;如果扫描数据不为70H就转到NK4 LJMP SAN_CHUNK4: NOPNOKEY1: MOV P1,#0FFH ;和上面相同CLR P1.1MOV A,P1ANL A,#0F0HXRL A,#0F0HJZ NOKEY2LCALL DEL Y10MSMOV A,p1ANL A,#0F0HXRL A,#0F0HJZ NOKEY2MOV A,P1ANL A,#0F0HCJNE A,#0E0H,NK5MOV KEYBUF,#3AJMP DKNK5: CJNE A,#0D0H,NK6MOV KEYBUF,#4AJMP DKNK6: CJNE A,#0B0H,NK7MOV KEYBUF,#5AJMP DKNK7: CJNE A,#70H,NK8MOV KEYBUF,#10 ;否者判断为3号键AJMP DK ;转DK4查表程序NK8: NOPNOKEY2: MOV P1,#0FFHCLR P1.2MOV A,P1ANL A,#0F0HXRL A,#0F0HJZ NOKEY3LCALL DEL Y10MSANL A,#0F0HXRL A,#0F0HJZ NOKEY3MOV A,P1ANL A,#0F0HCJNE A,#0E0H,NK9MOV KEYBUF,#6AJMP DKNK9: CJNE A,#0D0H,NK10MOV KEYBUF,#7AJMP DKNK10: CJNE A,#0B0H,NK11MOV KEYBUF,#8AJMP DKNK11: CJNE A,#70H,NK12LJMP DENG_HAONK12: NOPNOKEY3: MOV P1,#0FFHCLR P1.3MOV A,P1ANL A,#0F0HXRL A,#0F0HJZ NOKEY4LCALL DEL Y10MSMOV A,P1ANL A,#0F0HXRL A,#0F0HJZ NOKEY4MOV A,P1ANL A,#0F0HCJNE A,#0E0H,NK13LJMP CHUNK13: CJNE A,#0D0H,NK14LJMP CHENGNK14: CJNE A,#0B0H,NK15LJMP JIANNK15: CJNE A,#70H,NK16LJMP JIANK16: NOP;======================================================= ;查表求键值程序MOV A,KEYBUF ;查表程序查对应的键号数据MOV DPTR,#TABLE ;把表头地址放入DPTRMOVC A,@A+DPTR ;A里面存放的为键号,利用A和表头地址找到对应的键号数据MOV B,A ;把查到的数据送往显示单元INC R1 ;取下一个显示单元MOV A,R1CJNE A,#36H,DKA1 ;判断显示单元是否已满MOV R1,#35H ;35H,36H单元用于更好的控制五位显示AJMP DKADKA1: MOV 34H,33H ;按键代码按左移显示,先按先显示MOV 33H,32HMOV 32H,31HMOV 31H,30HMOV 30H,BDKA: MOV A,P1 ;读P1口ANL A,#0F0H ;屏蔽高四位XRL A,#0F0H ;地位是有低电平JNZ DKA ;如果有低电平继续读P1口,否者向下执行,查找第二行NOKEY4: LJMP DIS1;===================================;功能按键功能设定DENG_HAO:MOV DPTR,#JI_SUAN ;等号键功能通过加、减、乘、除设定的偏移量来调用子程序MOV A,3CH ;3CH存放的为功能程序入口地址偏移量JMP @A+DPTR ;转移到按键功能程序JI_SUAN: AJMP JIA1 ;加计算子程序AJMP JIAN1 ;减计算子程序AJMP CHENG1 ;乘计算子程序AJMP CHU ;除计算子程序;=======删除键功能SAN_CHU: ACALL QING_DISAJMP DKA;=======加键功能JIA: MOV 3CH,#00HACALL CUN_SHUACALL QING_DISAJMP DKA;=======减键功能JIAN: MOV 3CH,#02HACALL CUN_SHUACALL QING_DISAJMP DKA;=======乘键功能CHENG: MOV 3CH,#04HACALL CUN_SHUACALL QING_DISAJMP DKA;=======除键功能CHU: MOV 3DH,#06HACALL CUN_SHUACALL QING_DISAJMP DKA;=================================;存被加(减、乘、除)数,存放在37H~3BH里CUN_SHU: MOV 37H,30H ;36H存放的为最低位MOV 38H,31HMOV 39H,32HMOV 3AH,33HMOV 3BH,34H ;3AH存放的为最高位RET;================================;清除显示单元QING_DIS: MOV R1,#30HQING1: MOV @R1,#00HINC R1MOV A,R1CJNE A,#36H,QING1MOV R1,#30HLOP1: RET;================================;十进制加法子程序JIA1:MOV A,37H ;个位被加数ADD A,30H ;个位被加数+加数MOV B,#10 ;十六进制除10转换成BCD码DIV ABMOV 30H,B ;余数即个位存放在30HMOV 37H,A ;商存放在37HMOV A,38H ;十位被加数ADD A,31H ;十位被加数+加数ADD A,37H ;加上个位之和的进位MOV 37H,#00H ;清除37HMOV B,#10 ;十六进制除10转换成BCD码DIV ABMOV 31H,B ;余数即十位存放在31HMOV 38H,A ;商存放在38HMOV A,39H ;百位计算同十位ADD A,32HADD A,38HMOV 38H,#00HMOV B,#10DIV ABMOV 32H,BMOV 39H,AMOV A,3AH ;千位计算同十位ADD A,33HADD A,39HMOV 39H,#00HMOV B,#10DIV ABMOV 33H,BMOV 3AH,AMOV A,3BH ;万位计算同十位ADD A,34HADD A,3AHMOV 3AH,#00HMOV B,#10DIV ABMOV 34H,BMOV 3BH,#00HAJMP DKA;=====================JIAN1: AJMP DKACHENG1: AJMP DKACHU1: AJMP DKA;============================================= ;延时程序和查表表格DELY4ms: MOV R6,#8 ;延时4毫秒D1: MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETDELY10ms:MOV R6,#20 ;延时10毫秒D2: MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D2RETTABLE: DB 07H, 04H, 01H ; / 本表格是以键盘为参考7 8 9 / DB 08H, 05H, 02H ; * 4 5 6 *DB 09H, 06H, 03H ; - 1 2 3 -DB 00H, 00H ;= + 清除0 = +END。
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基于单片机的简易计算器设计自动化控制一班kaoyanbaomu521摘要: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,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。
本任务是个简易的两位数的四则运算,程序都是根据教材内和网络中的程序参考编写而成,在功能上还并不完善,限制也较多。
本任务重在设计构思与团队合作,使得我们用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。
关键词:单片机计算器范围加减乘除1 引言1.1 计算器的历史说起计算器,值得我们骄傲的是,最早的计算工具诞生在中国。
中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策,又被叫做算筹。
这种算筹多用竹子制成,也有用木头,兽骨充当材料的。
约二百七十枚一束,放在布袋里可随身携带。
直到今天仍在使用的珠算盘,是中国古代计算工具领域中的另一项发明,明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同。
17世纪初,西方国家的计算工具有了较大的发展,英国数学家纳皮尔发明的"纳皮尔算筹",英国牧师奥却德发明了圆柱型对数计算尺,这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算,甚至可以计算三角函数,指数函数和对数函数,这些计算工具不仅带动了计算器的发展,也为现代计算器发展奠定了良好的基础,成为现代社会应用广泛的计算工具。
1.2 电子计算器的特殊键在使用电子计算器进行四则运算的时候,一般要用到数字键,四则运算键和清除数据键。
除了这些按键,还有一些特殊键,可以使计算更加简便迅速。
2 单片机概述单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控制器。
通常,单片机由单块集成电路芯片构成,内部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器、存储器和I/O接口电路等。
因此,单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合,便可成为一个单片机控制系统。
单片机经过1、2、3、3代的发展,目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展,它们的CPU功能在增强,内部资源在增多,引角的多功能化,以及低电压底功耗。
3 芯片简介3.1 MSC-51芯片简介MCS-51单片机内部结构8051是MCS-51系列单片机的典型产品,我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。
8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线,现在我们分别加以说明:·中央处理器:中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是8位数据宽度的处理器,能处理8位二进制数据或代码,CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,完成运算和控制输入输出功能等操作。
·数据存储器(RAM)8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元,它们是统一编址的,专用寄存器只能用于存放控制指令数据,用户只能访问,而不能用于存放用户数据,所以,用户能使用的RAM只有128个,可存放读写的数据,运算的中间结果或用户定义的字型表。
图1·程序存储器(ROM):8051共有4096个8位掩膜ROM,用于存放用户程序,原始数据或表格。
·定时/计数器(ROM):8051有两个16位的可编程定时/计数器,以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。
·并行输入输出(I/O)口:8051共有4组8位I/O口(P0、P1、P2或P3),用于对外部数据的传输。
·全双工串行口:8051内置一个全双工串行通信口,用于与其它设备间的串行数据传送,该串行口既可以用作异步通信收发器,也可以当同步移位器使用。
·中断系统:8051具备较完善的中断功能,有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断,可满足不同的控制要求,并具有2级的优先级别选择。
·时钟电路:8051内置最高频率达12MHz的时钟电路,用于产生整个单片机运行的脉冲时序,但8051单片机需外置振荡电容。
单片机的结构有两种类型,一种是程序存储器和数据存储器分开的形式,即哈佛(Harvard)结构,另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构,即普林斯顿(Princeton)结构。
INTEL的MCS-51系列单片机采用的是哈佛结构的形式,而后续产品16位的MCS-96系列单片机则采用普林斯顿结构。
下图是MCS-51系列单片机的内部结构示意图2。
图2MCS-51的引脚说明:MCS-51系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构,右图是它们的引脚配置,40个引脚中,正电源和地线两根,外置石英振荡器的时钟线两根,4组8位共32个I/O口,中断口线与P3口线复用。
现在我们对这些引脚的功能加以说明:MCS-51的引脚说明:MCS-51系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构,右图是它们的引脚配置,40个引脚中,正电源和地线两根,外置石英振荡器的时钟线两根,4组8位共32个I/O口,中断口线与P3口线复用。
现在我们对这些引脚的功能加以说明:如图3图3Pin9:RESET/V pd 复位信号复用脚,当8051通电,时钟电路开始工作,在RESET 引脚上出现24个时钟周期以上的高电平,系统即初始复位。
初始化后,程序计数器PC 指向0000H ,P0-P3输出口全部为高电平,堆栈指针写入07H ,其它专用寄存器被清“0”。
RESET 由高电平下降为低电平后,系统即从0000H 地址开始执行程序。
然而,初始复位不改变RAM (包括工作寄存器R0-R7)的状态,8051的初始态。
8051的复位方式可以是自动复位,也可以是手动复位,见下图4。
此外,RESET/V pd 还是一复用脚,V cc 掉电其间,此脚可接上备用电源,以保证单片机内部RAM 的数据不丢失。
图4·Pin30:ALE/当访问外部程序器时,ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。
而访问内部程序存储器时,ALE 端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号,这个信号可以用于识别单片机是否工作,也可以当作一个时钟向外输出。
更有一个特点,当访问外部程序存储器,ALE 会跳过一个脉冲。
如果单片机是EPROM ,在编程其间,将用于输入编程脉冲。
·Pin29:当访问外部程序存储器时,此脚输出负脉冲选通信号,PC 的16位地址数据将出现在P0和P2口上,外部程序存储器则把指令数据放到P0口上,由CPU 读入并执行。
·Pin31:EA/V pp 程序存储器的内外部选通线,8051和8751单片机,内置有4kB 的程序存储器,当EA 为高电平并且程序地址小于4kB 时,读取内部程序存储器指令数据,而超过4kB 地址则读取外部指令数据。
如EA 为低电平,则不管地址大小,一律读取外部程序存储器指令。
显然,对内部无程序存储器的8031,EA 端必须接地。
在编程时,EA/V pp 脚还需加上21V 的编程电压。
4 相关知识4.1数码管显示在本任务中用4位数码管显示当前数值的千,百,十,个,由于数码管个数多,如采用静态显示方式,则占用单片机的I/O 口线太多,如果用定时器/计数器的串行移位寄存器工作方式及外接串入并出移位寄存器74LS164的方式,则电路复杂。
所以,在数码管个数较多时,常采用动态显示方式。
如图1-1所示为单片机应用系统中的一种数码管动态显示电路图,4位数码管的相同段并联在一起,由一个8位I/O(P1口)输出字形码控制显示某一字形,每个数码管的公共端由另外一个I/O口(P0口)输出的字位码控制,即数码管显示的字形是由单片机I/O 口输出的字形码确定,而哪个数码管点亮是由单片机I/O口输出的字位码确定的。
4个数码管分时轮流循环点亮,在同一时刻只有1个数码管点亮,但由于数码管具有余辉特性及人眼具有视觉暂留特性,所以适当地选取循环扫描频率,看上去所有数码管是同时点亮的,察觉不出闪烁现象。
动态显示方式所接数码管不能太多,否则会因每个数码管所分配的实际导通时间太少,使得数码管的亮度不足。
在本任务中,为了简便,字形码和字位码都没由加驱动电路,在实际应用中应加驱动电路。
数码管有共阴极和共阳极两种,对于共阳数码管,字形驱动输出0有效,字位驱动输出1有效;而对于共阴数码管则相反,即:字形驱动输出1有效,字位驱动输出0有效。
4.2矩阵按键键盘是单片机系统中最常用的人机对话输入设备,用户通过键盘向单片机输入数据或指令。
键盘控制程序需完成的任务有:监测是否有键按下,有键按下时,在无硬件去抖的动电路时,应用软件延时方法消除按键抖动影响;当有多个键同时按下时,只处理一个按键,不管一次按键持续多长时间,仅执行一次按键功能程序。
矩阵按键扫描程序是一种节省IO口的方法,按键数目越多节省IO口就越可观,思路:先判断某一列(行)是否有按键按下,再判断该行(列)是那一只键按下。
但是,在程序的写法上,采用了最简单的方法,使得程序效率最高。
本程序中,如果检测到某键按下了,就不再检测其它的按键,这完全能满足绝大多数需要,又能节省大量的CPU时间。
本键盘扫描程序的优点在于:不用专门的按键延时程序,提高了CPU效率,也不用中断来扫描键盘,节省了硬件资源。
另外,本键盘扫描程序,每次扫描占用CPU时最短,不论有键按下或者无键按下都可以在很短的时间完成一次扫描。
本键盘扫描子程序名叫key,每次要扫描时用lcall key调用即可。
5 计算器硬件电路设计8051单片机的P2口作键盘口,其中P2.4-P2.7为键盘扫描输出线,P2.0-P2.3为键盘扫描输入线。
键盘由4*4共16个按键组成,10个数字键(由0-9组成)5个运算符号(加减乘除等于)组成,1个清除键(作用相当于整体复位)。
4个数码管用于显示当前数值的千,百,十,个,采用动态显示方式,P1口接4个数码管的七段,P0口分别接4个数码管的公共端,P1口输出数码管的字形码,P0口输出数码管的字位码。
6 计算器程序设计6.1存储单元分配30H单元:数值个位显示单元;31H单元:数值十位显示单元;32H单元:数值百位显示单元;33H单元:数值千位显示单元;23H单元:第一操作数存储单元;24H单元:第二操作数存储单元;25H单元:键值暂存单元;27H单元:清除键状态;34H-37H单元:结果数据转换暂存单元;38H-39H单元:结果高低8位暂存单元;R5单元:操作数计数单元;R4单元:操作数数值位数计数单元;R3单元:运算符号存储单元。