基于ARM的計(jì)算器系統(tǒng)設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程設(shè)計(jì)

1、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程設(shè)計(jì)目錄1 目的及意義- 3 -2 系統(tǒng)的基本原理及設(shè)計(jì)思想- 3 -2.1 基本原理- 3 -2.2 設(shè)計(jì)思想- 5 -3 核心程序設(shè)計(jì)- 7 -3.1 程序流程圖- 7 -3.2 源代碼- 8 -4 結(jié)果及分析- 14 -5 總結(jié)- 15 -參 考 文 獻(xiàn)- 15 -1 目的及意義l 學(xué)習(xí)鍵盤接口的原理l 掌握通過輸入輸出端口擴(kuò)展鍵盤的方法l 編寫矩陣鍵盤的掃描程序，并將按鍵鍵值在數(shù)碼管中顯示，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單計(jì)算器的功能2 實(shí)驗(yàn)要求基于jxarm9-2410實(shí)驗(yàn)箱實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)器，要求可實(shí)現(xiàn)帶括號(hào)以及優(yōu)先級(jí)的計(jì)算器?？蛇\(yùn)算加減乘除等基本運(yùn)算。3 系統(tǒng)的基本原理及設(shè)計(jì)思想3.1 基本

2、原理l 鍵盤原理jxarm9-2410教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的鍵盤電路由一塊74hc273鎖存器和74lvch244緩沖器完成鍵盤識(shí)別。在沒有按鍵的情況下，row0-row3通過上拉來保持高電平。檢測(cè)時(shí)通過將col0-col3中的某一列輸入低電平，如果該列沒有鍵按下時(shí)，通過74lvch244讀取到的行值應(yīng)該為高電平，如果該列某行位置有鍵按下，那么該行讀到的值應(yīng)為低電平。因此，采用輪詢方式檢測(cè)鍵盤的方法為：循環(huán)往各列輸入低電平，然后讀取行值，如果為高電平，則判斷下一列，否則，該行有鍵按下，此時(shí)已經(jīng)讀取到了該鍵的行值和列值，然后根據(jù)行值和列值得到鍵碼。l led原理jxarm9-2410擁有六位7段共陽數(shù)碼

3、管。要在某位數(shù)碼管上顯示一個(gè)段碼表中的字符，需要使用地址空間0x10000006選擇位碼，并將待顯示的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在地址空間0x10000004中。jxarm9-2410教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)段碼表字符01234567段碼0xc00xf90xa40xb00x990x920x820xf8字符89abcdef段碼0x800x900x880x830xc60xa10x860x8ejxarm9-2410教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)位碼表位數(shù)123456位碼0x3e0x3d0x3b0x370x2f0x1fjxarm9-2410教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地址空間分配地址空間說明數(shù)據(jù)寬度讀/寫(屬性)0x10000004數(shù)碼管數(shù)據(jù)寄存器8位w0x100

4、00006數(shù)碼管掃描控制寄存器8位wl 計(jì)算原理定義一個(gè)操作數(shù)棧opnd,一個(gè)操作符棧optr 。思想是：置操作數(shù)棧為空，操作符棧壓入元素#(它具有最高優(yōu)先級(jí)),依次讀入表達(dá)式中的每個(gè)字符ch，如果ch是操作數(shù)，則ch壓入操作數(shù)棧，如果ch是操作符，那么將ch和操作符棧頂元素進(jìn)行優(yōu)先級(jí)比較（如優(yōu)先級(jí)高于）。如果優(yōu)先級(jí)大于當(dāng)前棧頂元素，那么將其壓棧，如果其優(yōu)先級(jí)小于當(dāng)前棧頂元素，那么執(zhí)行op=optr.pop();（取當(dāng)前棧頂操作符），a=opnd.pop()（取當(dāng)前棧頂操作數(shù)存入臨時(shí)變量a）;b=opnd.pop()（取當(dāng)前棧頂操作數(shù)存入臨時(shí)變量b）;c=計(jì)算(a op b); opnd.pu

5、sh(c);如果優(yōu)先級(jí)相等，則當(dāng)前操作符出棧。重復(fù)上述操作直到表達(dá)式處理完畢。最后操作數(shù)棧剩余的操作數(shù)就是計(jì)算的最終結(jié)果。3.2 設(shè)計(jì)思想l 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖小鍵盤模塊處理模塊顯示模塊鍵盤鍵值待顯示數(shù)值l 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想小鍵盤模塊：計(jì)算器的輸入部分，用于得到用戶輸入的待的表達(dá)式，該模塊調(diào)用系統(tǒng)提供的key_getkeypoll();函數(shù)，得到當(dāng)前采集到的鍵值的ascii碼。并將ascii碼傳遞到處理模塊。處理模塊：計(jì)算器的核心部分，該模塊接收小鍵盤模塊傳遞的ascii碼值，進(jìn)行處理，將待顯示數(shù)值的段碼和位碼傳遞到顯示模塊。顯示模塊：計(jì)算器的顯示部分，用于顯示計(jì)算機(jī)的中間數(shù)據(jù)和最終結(jié)果，該模塊接收處理

6、模塊待顯示的數(shù)據(jù)，將有效數(shù)據(jù)顯示在led上。完成計(jì)算機(jī)器的功能。l 設(shè)計(jì)方案小鍵盤模塊和顯示模塊采用上述方法，處理模塊采用上述雙棧結(jié)構(gòu)的表達(dá)式計(jì)算器思想。l 備選方案方案一：小鍵盤模塊和顯示模塊采用上述方法，處理模塊采用單棧結(jié)構(gòu)的逆波蘭式算法。方案二：小鍵盤模塊和顯示模塊采用上述方法，處理模塊采用運(yùn)算符號(hào)觸發(fā)。l 用戶說明計(jì)算器鍵盤說明：123+456789ce0()=系統(tǒng)采用jxarm9-2410教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱提供的44鍵盤，布局如左圖，由于數(shù)量限制，故只能進(jìn)行加法和乘法兩種運(yùn)算。計(jì)算器led顯示部分說明：系統(tǒng)采用jxarm9-2410教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱提供的6位7段數(shù)碼管，布局如上圖，計(jì)算時(shí)可顯示99

7、9999999999之間的任何數(shù)。4 核心程序設(shè)計(jì)4.1 程序流程圖num = (num*10)+(ch-0);開始nnnnnnnyyyyyy調(diào)用ch=key_getkeypoll()函數(shù)ch=0&ch=0&ch=65&ch999999)for(i=0;i=5;i+)*(u8*) 0x10000006) = seg1;*(u8*) 0x10000004) = seg7table14;delay(delaytime);*(u8*) 0x10000006) = seg0;*(u8*) 0x10000004) = seg7table14;delay(delaytime);else for(i=0;i

8、=5;i+) flag=0;if(cur=(num/100000)%10)flag=1;*(u8*) 0x10000006) = seg5;*(u8*) 0x10000004) = seg7tablecur;delay(delaytime);if(cur=(num/10000)%10) | flag)flag=1;*(u8*) 0x10000006) = seg4;*(u8*) 0x10000004) = seg7tablecur;delay(delaytime);if(cur=(num/1000)%10) | flag)flag=1;*(u8*) 0x10000006) = seg3;*(u

9、8*) 0x10000004) = seg7tablecur;delay(delaytime);if(cur=(num/100)%10) | flag)flag=1;*(u8*) 0x10000006) = seg2;*(u8*) 0x10000004) = seg7tablecur;delay(delaytime);if(cur=(num/10)%10) | flag)flag=1;*(u8*) 0x10000006) = seg1;*(u8*) 0x10000004) = seg7tablecur;delay(delaytime);*(u8*) 0x10000006) = seg0;*(u

10、8*) 0x10000004) = seg7tablenum%10;delay(delaytime);/*-棧處理-*/void push(int * stack,int * top,int val)if(stack=num)printf(push val %dn,val);else printf(push sym %cn,val);if(*top = stack_size) return;stack(*top)+ = val;int pop(int * stack,int * top)if(*top=0)return -1;return stack-(*top);5 結(jié)果及分析l 實(shí)驗(yàn)結(jié)果小

11、鍵盤輸入：7+8*6led依次顯示：7，8，6，55小鍵盤輸入：(7+8)*6led依次顯示：7，8，6，90l 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，本次系統(tǒng)可以完成簡(jiǎn)單計(jì)算器的功能，可識(shí)別乘法優(yōu)先，并可以對(duì)括號(hào)進(jìn)行配對(duì)和優(yōu)先操作。能正確顯示結(jié)果，以及中間輸入過程。6 總結(jié)本次的嵌入式課程設(shè)計(jì)我們小組的題目是簡(jiǎn)單計(jì)算器，系統(tǒng)主要分為處理模塊（主模塊），led模塊（顯示模塊），小鍵盤（輸入模塊），我們小組根據(jù)成員的自身能力情況分工，除三個(gè)模塊外，另有一人負(fù)責(zé)容錯(cuò)處理和資料整理等一些事項(xiàng)。從抽取題目到課程設(shè)計(jì)驗(yàn)收完畢，我們小組一直共同進(jìn)退，一起分析問題，解決問題，當(dāng)前，在課程設(shè)計(jì)中遇到不少的困難，這些困難我們都通過老師指點(diǎn)，共同討論或查閱資料一一解決，在驗(yàn)收通過后，我們感覺到，這些課