简易计算器设计报告

1602液晶显示计算器

设计报告

2016年10月

一、摘要

计算器是人们的日常生活最常见的电子产品之一，应用广泛，功能强大。本次我们小组设计制作了一个简易计算器，能够在-9999999~9999999的范围内进行整数、小数的四则运算运算，并求解ax+e x=b类型方程。该计算器以AT89C51单片机芯片作为核心，采4*4矩阵键盘作为输入，将数据输入单片机内部处理，用LCD1602工业字符液晶显示出运算和结果。进行显示。经过检验能够实现预设功能，具有很高的实用价值。

关键词：

单片机；简易计算器；AT89C51；LCD1602。

本设计具有以下功能：

1、能够实现-9999999~9999999范围内整数，小数的基本运算（超出范围后报错）。

2、储存运算结果，掉电不丢失。

3、实现6位及以上有效数字。

4、解ax+e x=b方程。

5、能够连续运算，即上次运算结果作为下次的输入。

6、能够在一次操作中连续运算。

二、方案论证

方案描述：

方案一：以51单片机为核心，4*4矩阵键盘输入，数码管显示输入数字和运算结果。

方案二：以51单片机为核心，4*4矩阵键盘输入，LCD1602显示输入数字和运算结果。

方案比较与选择：

LCD1602作为一个成熟的产品，使用简单，模式固定，便于移植到各种类型的程序，又有微功耗、体积小、显示内容丰富超薄轻巧等优点，而数码管虽然亮度高，但是操作复杂、能耗高、且不能显示符号，本设计对亮度要求不是特别高，故采用方案二。

三、解方程算法

ax+e x=b为非线性方程，采用牛顿法迭代求解。原理是利用泰勒公式在X0处展开，且展开到一阶，即f(X)=f(X0)+(X- X0)f’(X0),求解X=X1= X0-f(X0)/f’(X0),进而推出Xn+1=Xn-f(Xn)/f’(Xn)。通过迭代，这个式子必然在f(x)=0的时候收敛，进而得到方程的解。

四、电路与程序

系统组成：

电源系统，复位电路，晶振电路，4*4矩阵键盘，独立按键，STC80C52，LCD1602。

具体设计如下：

1、复位电路

2、键盘电路

3、晶振电路

S17 1K

4、1602显示屏

1602

5、STC89C52电路

6、电源电路

系统软件与流程图：1）、总流程图

使用说明：

1、接入电源，按下电源开关后进入上次关闭时的界面（计算或解方程界面）。

2、计算时，输入数字和符号，按等号键输出结果，超出运算范围则报错，按AC 键退出；

3、解方程时，先输入参数a，b，按等号键确认，后输出ax+e x=b的解。按任意键继续解方程。

4、在任意时刻短按mode键进入菜单界面，按1进入计算界面，按2进入解方程界面。

5、长按mode键为记忆功能，即显示上次的计算结果。

测试方案及结果:

1、菜单界面

2、加法运算

3、减法运算

4、乘法运算

5、除法运算

6、连续运算

7、上次运算结果作为下次输入

8、报错

9、解方程

10、记忆功能

参考书目

《新概念51单片机C语言教程》电子工业出版社

附录

源代码：

//键盘接P3，1602接P0，STC89C58RC

//by-FCY 2016-10

#include //单片机头文件

#include

#include

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define RdCommand 0x01 //定义ISP的操作命令#define PrgCommand 0x02

#define EraseCommand 0x03

#define Error 1

#define Ok 0

#define WaitTime 0x01 //定义CPU的等待时间sfr ISP_DATA=0xe2; //寄存器申明

sfr ISP_ADDRH=0xe3;

sfr ISP_ADDRL=0xe4;

sfr ISP_CMD=0xe5;

sfr ISP_TRIG=0xe6;

sfr ISP_CONTR=0xe7;

sbit lcden=P1^1; //定义1602能使端和数据命令选择端

sbit lcdrs=P1^0;

/*

sbit lcden=P3^4; //TX开发板调试

sbit lcdrs=P3^5;

sbit dula=P2^6;

sbit wela=P2^7;

*/

sbit mode=P1^2; //定义功能键

sbit led=P1^5; //定义1602背光K

uchar time; //定义中断计时时间

char cnumf[14];

char csign[5]={'.','+','-','*','/'}; //定义整数,小数,符号数组

float num1,num2;//定义运算数字

uchar key_value,sign_value=11,fun_value=1; //定义键值,符号值,功能值void delay(uint z); //函数声明

uchar keyscan();

void function_choose();

void write_com(uchar com);

void write_data(uchar date);

void memoryread();