基于單片機(jī)的數(shù)字計(jì)算器

1、燕山大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)題目： 基于單片機(jī)的數(shù)字計(jì)算器 學(xué)院（系）： 里仁自動(dòng)化系 年級(jí)專業(yè)：10級(jí)自動(dòng)化5學(xué) 號(hào)： 7 學(xué)生： 王然 指導(dǎo)教師： 劍鳴教師職稱: 副教授 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)院（系）： 里仁學(xué)院 基層教學(xué)單位： 自動(dòng)化系 學(xué) 號(hào)7學(xué)生王然專業(yè)（班級(jí)）自動(dòng)化5設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)的數(shù)字計(jì)算器設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)1、據(jù)設(shè)計(jì)方案，應(yīng)用所學(xué)過(guò)的計(jì)算機(jī)控制、計(jì)算機(jī)原理、單片機(jī)原理等課程，選擇控制變量和被控參數(shù)，檢測(cè)與轉(zhuǎn)換器件、控制器和執(zhí)行器的選擇。2、應(yīng)用所學(xué)過(guò)的單片機(jī)原理等課程，選擇計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制器的類型，并對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行整定。設(shè)計(jì)要求1說(shuō)明書(shū)一份。2說(shuō)明書(shū)封面與容需

2、一致（打印或本人手抄）。3完成電路圖一。4鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)和發(fā)明。工作量1、 閱讀相關(guān)教科書(shū)、查資料。2、 說(shuō)明書(shū)一份，不少于6000字（如打印用小四號(hào)字）。3、 電路圖為A3圖紙一。工作計(jì)劃第一周：選定題目、查資料、閱讀相關(guān)教科書(shū)。第二周：設(shè)計(jì)單片機(jī)控制系統(tǒng)（包括硬件、軟件、外圍電路）、完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、畫(huà)電路圖、進(jìn)行成績(jī)考核。參考資料反饋控制理論、工廠電器、半導(dǎo)體變流技術(shù)、電力拖動(dòng)與自動(dòng)化、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制、制圖、計(jì)算機(jī)原理、單片機(jī)原理與應(yīng)用、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等課程教課書(shū)與相關(guān)專業(yè)報(bào)紙、雜志和論文。指導(dǎo)教師簽字基層教學(xué)單位主任簽字說(shuō)明：此表一式四份，學(xué)

3、生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。2013年 6 月 22 日 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)評(píng)審意見(jiàn)表指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：成績(jī)：指導(dǎo)教師：2013年 7 月 5 日答辯小組評(píng)語(yǔ)：成績(jī)：評(píng)閱人：2013年7月 5 日課程設(shè)計(jì)總成績(jī)：答辯小組成員簽字：2013年 7 月5 日18 / 18摘要本設(shè)計(jì)是基于51系列的單片機(jī)進(jìn)行的數(shù)字計(jì)算器系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以完成計(jì)算器的鍵盤(pán)輸入，進(jìn)行加、減、乘、除3位無(wú)符號(hào)數(shù)字的簡(jiǎn)單四則運(yùn)算，并在LED上相應(yīng)的顯示結(jié)果。設(shè)計(jì)過(guò)程在硬件與軟件方面進(jìn)行同步設(shè)計(jì)。硬件方面從功能考慮，首先選擇部存儲(chǔ)資源豐富的AT89C51單片機(jī)，輸入采用4×4矩陣鍵盤(pán)。顯示采用5位7段共陰極LED

4、靜態(tài)顯示。軟件方面從分析計(jì)算器功能、流程圖設(shè)計(jì)，再到程序的編寫(xiě)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。編程語(yǔ)言方面從程序總體設(shè)計(jì)以與高效性和功能性對(duì)C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言進(jìn)行比較分析，針對(duì)計(jì)算器四則運(yùn)算算法特別是乘法和除法運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)，最終選用全球編譯效率最高的KEIL公司的Vision3軟件，采用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程，并用proteus仿真。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 計(jì)算器 AT89c51鍵盤(pán)目 錄第一章方案設(shè)計(jì)61.1單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用工程實(shí)習(xí)計(jì)報(bào)告61.2 系統(tǒng)分析6第二章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)72.1 主控制器72. 2 鍵盤(pán)電路122. 3 其他電路設(shè)計(jì)13第三章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)143. 1 主程序153. 2讀鍵子程序設(shè)計(jì)163. 3

5、定時(shí)查鍵的程序設(shè)計(jì)163.4 LED顯示程序設(shè)計(jì)163.5 數(shù)字送顯示緩沖程序設(shè)計(jì)17第四章系統(tǒng)的測(cè)試174.1 Keil C51單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)174.2 proteus的操作184.3 軟件的可靠性設(shè)計(jì)18參考文獻(xiàn)19第一章 方案設(shè)計(jì)1.1單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用工程實(shí)習(xí)計(jì)報(bào)告1. 設(shè)計(jì)要求 本次課程設(shè)計(jì)，我選擇的課題是單片機(jī)數(shù)字計(jì)算器設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)任務(wù)為： 1.擴(kuò)展4*4鍵盤(pán)，其中10個(gè)數(shù)字，5個(gè)功能鍵，1個(gè)清零2.使用五位數(shù)碼管接口電路3.完成十進(jìn)制的四則運(yùn)算（加、減、乘、除）； 4.實(shí)現(xiàn)低于三位小于255數(shù)字的連續(xù)運(yùn)算；5.使用keil C軟件編寫(xiě)程序； 6.最后用ptoteus仿真;7.

6、具有較強(qiáng)的抗干擾能力；8.體積小、功耗低，便于嵌入其他系統(tǒng)。 2. 項(xiàng)目要求基于 AT89c51 單片機(jī)的簡(jiǎn)易計(jì)算器，采用 12MHZ 晶振。設(shè)計(jì)要求如下： （1） 計(jì)算器至少能正常顯示 8 位數(shù)。 （2） 卡機(jī)時(shí)，顯示 0。第一次按下時(shí)，顯示 D1；第二次按下時(shí)，顯示 D1D2。 （3） 計(jì)算器能對(duì)整數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的加、減、乘、除四則運(yùn)算，在做除法時(shí)能自動(dòng)舍去 小數(shù)部分。 （4） 運(yùn)算結(jié)果超過(guò)可顯示的位數(shù)時(shí)能進(jìn)行出錯(cuò)提示。1.2 系統(tǒng)分析1.總體設(shè)計(jì)計(jì)算器以 AT89C51 單片機(jī)為核心芯片，通過(guò)掃描鍵盤(pán)來(lái)得到數(shù)據(jù)，另外通過(guò) CPU 將得到的數(shù)據(jù)按要求進(jìn)行運(yùn)算并將結(jié)果送到顯示電路進(jìn)行顯示。2.

7、框圖設(shè)計(jì)基于 AT89C51 單片機(jī)的簡(jiǎn)易計(jì)算器由電源電路、單片機(jī)主控電路、按鍵電路、顯示電路和復(fù)位電路幾部分組成，框圖組成如圖 2-1 所示。圖 2.1基于 AT89C51 單片機(jī)的簡(jiǎn)易計(jì)算器系統(tǒng)框圖3. 知識(shí)點(diǎn)本項(xiàng)目需要通過(guò)學(xué)習(xí)和查閱資料，掌握和了解如下知識(shí)：電源原理與設(shè)計(jì)。 單片機(jī)復(fù)位電路工作原理與設(shè)計(jì)。單片機(jī)晶振電路工作原理與設(shè)計(jì)。按鍵電路的設(shè)計(jì)。 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。 七段數(shù)碼管的特性與使用。AT89C51 單片機(jī)引腳。單片機(jī)C語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)。第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1 主控制器 1.單片機(jī)簡(jiǎn)介在該課程設(shè)計(jì)中，主要用到一個(gè)AT89c51芯片和串接的五個(gè)74LS164芯片。作為該設(shè)計(jì)的主

8、要部分。下面將對(duì)這兩個(gè)芯片原理與功能做已詳細(xì)介紹和說(shuō)明。圖 2.1 AT89c51芯片芯片AT89c51的外形結(jié)構(gòu)和引腳圖如2.1所示。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方

9、案。（1）主要特性：8051 CPU與MCS-51 兼容4K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器(壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán))全靜態(tài)工作：0Hz-24KHz三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定128*8位部RAM2條可編程I/O線兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器5個(gè)中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片振蕩器和時(shí)鐘電路（2）管腳說(shuō)明：VCC：供電電壓（圖中未畫(huà)出）GND：接地。 P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)

10、，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個(gè)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址

11、的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4

12、 T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE輸出

13、可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時(shí)才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL1

14、：反向振蕩放大器的輸入與部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出引腳。2.芯片74LS164介紹74LS164是一個(gè)串入并出的8位移位寄存器，它常用于單片機(jī)系統(tǒng)中，下面介紹一下這個(gè)元件的基本知識(shí)。74LS164外部結(jié)構(gòu)和引腳如圖22所示：圖2.2 74LS164引腳圖（1）主要特性：· 串行輸入帶鎖存 · 時(shí)鐘輸入,串行輸入帶緩沖 · 異步清除 · 最高時(shí)鐘頻率可高達(dá)36Mhz · 功耗：10mW/bit · 74系列工作溫度：0C到70C · Vcc最高電壓：7V · 輸入最高電壓：7V 

15、3; 最大輸出驅(qū)動(dòng)能力：高電平：0.4mA ; 低電平：8mA （2）引腳功能：在單片機(jī)系統(tǒng)中， 如果并行口的IO資源不夠，而串行口又沒(méi)有其他的作用， 那么我們可以用74LS164來(lái)擴(kuò)展并行IO口，節(jié)約單片機(jī)資源。74LS164是一個(gè)串行輸入并行輸出的移位寄存器。并帶有清除端。Q0Q7并行輸出端A,B串行輸入端MR 清除端，為0時(shí)，輸出清零CP 時(shí)鐘輸入端3. 復(fù)位、時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)MCS-51單片機(jī)芯片部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。當(dāng)使用部振蕩電路時(shí)，XTAL1.XTAL2引腳外接石英晶體和微調(diào)電容，如圖33所示，圖中C2.C

16、3大小一般為30PF。還加了復(fù)位/備用電源引腳的接線方法，任何單片機(jī)在工作之前都要進(jìn)行復(fù)位，以便CPU以與其他功能部件都處于一個(gè)確定的初始化狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作，也就是程序開(kāi)始執(zhí)行之前，單片機(jī)做好準(zhǔn)備工作。如何進(jìn)行復(fù)位呢？只用在單片機(jī)的RST引腳上保持兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘周期）的高電平即可對(duì)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。當(dāng)主電源Vcc發(fā)生掉電或者是電壓降低到電平規(guī)定值時(shí)，VPD上外接的備用電源自動(dòng)啟用，為單片機(jī)部RAM提供電源，以保護(hù)片RAM中的信息不丟失，使系統(tǒng)在恢復(fù)電后能正常運(yùn)行。圖 2.3復(fù)位電路和時(shí)鐘電路2.2 鍵盤(pán)電路鍵盤(pán)可分為兩類：編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)。編碼鍵盤(pán)是較多按鍵（20個(gè)以

17、上）和專用驅(qū)動(dòng)芯片的組合，當(dāng)按下某個(gè)按鍵時(shí)，它能夠處理按鍵抖動(dòng)、連擊等問(wèn)題，直接輸出按鍵的編碼，無(wú)需系統(tǒng)軟件干預(yù)。通用計(jì)算機(jī)使用的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)就是編碼鍵盤(pán)。在智能儀器中，使用并行接口芯片8279或串行接口芯片HD7279均可以組成編碼鍵盤(pán)，同時(shí)還可以兼顧數(shù)碼管的顯示驅(qū)動(dòng)，其相關(guān)的接口電路和接口軟件均可在芯片資料中得到。當(dāng)系統(tǒng)功能比較復(fù)雜，按鍵數(shù)量很多時(shí)，采用編碼鍵盤(pán)可以簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)。但大多數(shù)智能儀器和電子產(chǎn)品的按鍵數(shù)目都不太多（20個(gè)以），為了降低成本和簡(jiǎn)化電路通常采用非編碼鍵盤(pán)。非編碼鍵盤(pán)的接口電路有設(shè)計(jì)者根據(jù)需要自行決定，按鍵信息通過(guò)接口軟件來(lái)獲取。 本課題需要的是16個(gè)按鍵，故選擇用非編碼鍵

18、盤(pán)，為了減少所占用的端口，由P1口采用4*4矩陣式鍵盤(pán)。具體電路連接如圖2.4所示圖2.4 4*4鍵盤(pán)輸入當(dāng)系統(tǒng)需要顯示少量數(shù)據(jù)時(shí)，采用LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。數(shù)碼管顯示有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種方法。為了減少端口的使用，故選擇靜態(tài)顯示。電路如下圖32所示：圖2.5五位數(shù)碼管顯示2.3 其他電路設(shè)計(jì)多位數(shù)碼管電路顯示的驅(qū)動(dòng)電路LED數(shù)碼管顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。在單片機(jī)應(yīng)用常使用七段LED。這種顯示塊有共陰極和共陽(yáng)極兩種，如圖是它的管腳配置，本設(shè)計(jì)采用的是共陰極接法。單片機(jī)應(yīng)用中只有一位的的數(shù)字顯示是不常見(jiàn)的，即要同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)數(shù)碼管顯示，就必須要同時(shí)讓多個(gè)數(shù)碼管

19、加上各自不同的選片段，這個(gè)屬于靜態(tài)顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器，都要占用單獨(dú)的具有封鎖功能的I/O接口用于筆畫(huà)字段形代碼，單片機(jī)只要把顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機(jī)中CPU的開(kāi)銷小，可以提高單獨(dú)鎖存的I/O接口電路很多，這里以常用的串并轉(zhuǎn)化電路74LS164為例介紹一種常用靜態(tài)顯示電路。74ls164Q1.Q874ls164Q1.Q874ls164Q1.Q874ls164Q1.Q874ls164Q1.Q8TXDRXD89C51H.AH.AH.AH.AH.A圖 2.7 五位數(shù)碼管靜態(tài)顯示接法如圖2.7所示，5片74LS164

20、首尾相串，而時(shí)鐘端接在一起，這樣，當(dāng)輸入8個(gè)脈沖時(shí)，從單片機(jī)RXD端輸出的數(shù)據(jù)就進(jìn)入到第一個(gè)74LS164中了，當(dāng)?shù)诙€(gè)8個(gè)脈沖到來(lái)時(shí)，這個(gè)數(shù)據(jù)就進(jìn)入了第二個(gè)片74LS164，新的數(shù)據(jù)則進(jìn)入了第一個(gè)74LS164。這樣，當(dāng)?shù)谖鍌€(gè)脈沖完成后，首次送出的數(shù)據(jù)被送入到最左面的74LS164中，其他數(shù)據(jù)依次出現(xiàn)在第一、第二、第三、第四片74LS164中。入口：把要顯示的數(shù)分別放在顯示緩沖區(qū)60H-64H共五個(gè)單元中，并且分別對(duì)應(yīng)五個(gè)數(shù)碼管LED1-LED4。出口：將預(yù)置在顯示緩沖區(qū)中的五個(gè)數(shù)組成相應(yīng)的現(xiàn)實(shí)字形碼，然后輸出到顯示器中顯示。第三章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)在數(shù)字計(jì)算器的軟件設(shè)計(jì)規(guī)劃要求下，簡(jiǎn)易計(jì)算器的

21、程序主要包括以下幾個(gè)功能模塊：（1）主模塊，為系統(tǒng)的初始化；（2）顯示與讀鍵模塊，分為顯示子程序，判鍵程序段、運(yùn)算操作子程序等部分。3.1 主程序初始化參數(shù)清零鍵LED顯示輸入數(shù)值讀取鍵值狀態(tài)清零數(shù)值送顯示緩存開(kāi)始按鍵輸入？分析鍵值數(shù)字鍵等待數(shù)值輸入結(jié)果送顯示緩存保存結(jié)果和功能鍵根據(jù)上次功能鍵和輸入的數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果功能鍵否是是數(shù)字鍵是清零鍵是功能鍵圖4.1 主程序流程圖主程序主要是用來(lái)進(jìn)行初始化的，調(diào)用其他子程序，清空各個(gè)標(biāo)志位，清空緩存區(qū)，讀取鍵碼，判斷功能，在LED上作出回應(yīng)，主程序流程圖如圖41所示。3. 2讀鍵子程序設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)的數(shù)據(jù)輸入功能和命令處理功能，每個(gè)鍵都有其處理子程序，為

22、此每個(gè)鍵都對(duì)應(yīng)一個(gè)碼鍵碼。為了得到被按鍵的鍵碼，現(xiàn)使用行掃描法識(shí)別按鍵。 3. 3 定時(shí)查鍵的程序設(shè)計(jì)進(jìn)入定時(shí)器0的中斷程序后，首先重新賦初值，然后調(diào)用讀鍵程序，如果有鍵按下，則判斷按鍵是否與上次按鍵一樣，如果一樣則判斷按鍵相應(yīng)位是否為一，如果不為一，說(shuō)明這不是持續(xù)按鍵導(dǎo)致的按鍵相應(yīng)，并且進(jìn)行相應(yīng)的程序。如果不是則退出中斷程序。讀鍵程序使用的是反轉(zhuǎn)法讀鍵，不管鍵盤(pán)矩陣的規(guī)模大小，均進(jìn)行兩次讀鍵。第一次所有行線均輸出低電平，從所有讀入鍵盤(pán)信息（列信息）；第二次所有列線均輸出低電平，從所有行線讀入鍵盤(pán)信息（行信息）。將兩次讀鍵信息進(jìn)行組合就可以得到按鍵的特征編碼，然后通過(guò)查表得到按鍵的順序編碼。將

23、各特征編碼按希望的順序排成一表，然后用當(dāng)前讀得的特征碼來(lái)查表。當(dāng)表中有該特征碼時(shí)，它的位置就是對(duì)應(yīng)的順序編碼；當(dāng)表中沒(méi)有該特征碼時(shí)，說(shuō)明這是一個(gè)沒(méi)有定義的鍵碼，與沒(méi)有按鍵（0FFH）同等看待。數(shù)字鍵按下則將相應(yīng)的數(shù)字送入緩存區(qū)，功能鍵按下則執(zhí)行相應(yīng)的程序。首先對(duì)數(shù)字鍵的程序段進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，如果運(yùn)算鍵（、，*，/）響應(yīng)標(biāo)志不為一，則將輸入的數(shù)字送入第一個(gè)操作數(shù)緩存區(qū)，并且清空所有響應(yīng)位。否則送入第二個(gè)操作數(shù)緩存區(qū)。其次對(duì)功能鍵的程序段進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。如果功能鍵（、，*，/）第一次被按下，則置相應(yīng)的標(biāo)志位為一，并且將運(yùn)算鍵響應(yīng)標(biāo)志位置一，清空第二個(gè)操作數(shù)的緩存區(qū)，為輸入操作數(shù)做準(zhǔn)備，如果是第二次

24、按下則先調(diào)用運(yùn)算操作子程序，執(zhí)行上次按下的運(yùn)算鍵的運(yùn)算，置相應(yīng)的標(biāo)志位為一，并且將運(yùn)算鍵響應(yīng)標(biāo)志位置一，清空第二個(gè)操作數(shù)的緩存區(qū)，為輸入操作數(shù)做準(zhǔn)備。如果是C鍵按下，則先判斷運(yùn)算鍵響應(yīng)位是否為一，如果不為一，則清空第一個(gè)操作數(shù)，否則清空第二個(gè)操作數(shù)。如果是=鍵按下，則調(diào)用運(yùn)算操作子程序。3.4 LED顯示程序設(shè)計(jì)LED顯示器由七段發(fā)光二極管組成，排列成8字形狀，因此也稱為七段LED顯示器。為了顯示數(shù)字或符號(hào)，要為L(zhǎng)ED顯示器提供代碼，即字形代碼。七段發(fā)光二極管，再加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì)8段，因此提供的字形代碼的長(zhǎng)度正好是一個(gè)字節(jié)。簡(jiǎn)易計(jì)算器用到的數(shù)字09的共陰極字形代碼如下表：（表一） 計(jì)算器

25、數(shù)字09字形代碼顯示字型gfedcba段碼001111113fh1000011006h210110115bh310011114fh4110011066h511011016dh611111017dh7000011107h811111117fh911011116fh3.5 數(shù)字送顯示緩沖程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易計(jì)算器所顯示的數(shù)值最大位三位。要顯示數(shù)值，先判斷數(shù)值大小和位數(shù)，如果是超過(guò)三位或大于255，將不顯示數(shù)字。可重新輸入數(shù)字，再次計(jì)算。第四章 系統(tǒng)的測(cè)試下面用KEIL uVision與porteus仿真軟件介紹數(shù)字計(jì)算器的仿真與調(diào)試。4.1 Keil C51單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)1. 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)C51工具

26、包的整體結(jié)構(gòu)中，其中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開(kāi)發(fā)流程。開(kāi)發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51與A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫(xiě)入程序存貯器如EPROM中。2采用KEIL 開(kāi)發(fā)的89c51單片機(jī)應(yīng)用程序步驟：（1）在uVision 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建新項(xiàng)目（Project），擴(kuò)展文件名為.UV2,并為該項(xiàng)目選定合適的單片機(jī)CPU器件（本設(shè)計(jì)采用ATMEL 公司下的AT89C51）(2)用uVision 的文本編輯器編寫(xiě)源文件，可以是匯編文件（.ASM）,也可