單片機(jī)課程設(shè)計(jì)模擬計(jì)算器

1、引言當(dāng)今時(shí)代，是一個(gè)新技術(shù)層出不窮的時(shí)代。在電子領(lǐng)域，尤其是自動(dòng)化智能控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)正以前所未見的速度被單片機(jī)智能控制系統(tǒng)所取代。單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說，智能控制與自動(dòng)控制的核心就是單片機(jī)。目前，一個(gè)學(xué)習(xí)與應(yīng)用單片機(jī)的高潮正在工廠、學(xué)校及企事業(yè)單位大規(guī)模地興起。過去習(xí)慣于傳統(tǒng)電子領(lǐng)域的工程師、技術(shù)員正面臨著全新的挑戰(zhàn)，如不能在較短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)單片機(jī)，勢(shì)必會(huì)被時(shí)代所遺棄，只有勇敢地面對(duì)現(xiàn)實(shí)，挑戰(zhàn)自我，加強(qiáng)學(xué)習(xí)，爭(zhēng)取在較短的時(shí)間內(nèi)將單片機(jī)技術(shù)融會(huì)貫通，才能跟上時(shí)代的步伐。本設(shè)計(jì)是由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的模擬計(jì)算器， 它不僅能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的加減

2、乘除運(yùn)算， 而且還能使數(shù)據(jù)及其運(yùn) 算結(jié)果在數(shù)碼管上顯示出來，能夠?qū)崿F(xiàn) 0-256的數(shù)字四則運(yùn)算。本設(shè)計(jì)是用單片機(jī) AT89C51來控制， 采用LCD顯示。二.設(shè)計(jì)任務(wù)利用鍵盤和LCD設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)計(jì)算器，可以完成簡(jiǎn)單的加法運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果在數(shù)碼管上顯示出來。根據(jù)計(jì)算器的功能要求，選擇AT89C51為主控機(jī)，通過擴(kuò)展必要的外圍接口電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算器的設(shè)計(jì)。外部主要由 4*4矩陣鍵盤和一個(gè)數(shù)碼管構(gòu)成，內(nèi)部由一塊AT89C51單片機(jī)構(gòu)成。計(jì)算器電路包括四個(gè)部分：選用數(shù)碼管作為顯示部分，矩陣鍵盤作為輸入部分，運(yùn)算模塊，單片機(jī)控制部分。四整體設(shè)計(jì)根據(jù)簡(jiǎn)易計(jì)算器的功能和指標(biāo)要求，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)選用MCS

3、-5係列單片機(jī)AT89C5偽主控機(jī)。通過擴(kuò)展必要的外圍接口電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)簡(jiǎn)易計(jì)算器的設(shè)計(jì)。計(jì)算器電路包括三個(gè)部分：顯示電路、4*4鍵掃描電路、單片機(jī)微控制電路。具體設(shè)計(jì)如下：(1) 由于要設(shè)計(jì)的是簡(jiǎn)單的計(jì)算器，可以進(jìn)行四則運(yùn)算，為了得到較好的顯示效果，采用七段 數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)和結(jié)果。(2) 另外鍵盤包括數(shù)字鍵(09)、符號(hào)鍵(+、-)、清除鍵和等號(hào)鍵，故只需要 16個(gè)按鍵即 可。(3) 執(zhí)行過程：開機(jī)顯示零，等待鍵入數(shù)值，當(dāng)鍵入數(shù)字，通過數(shù)碼管顯示出來，當(dāng)鍵入+、-運(yùn)算符，計(jì)算器在內(nèi)部執(zhí)行數(shù)值轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)，并等待再次鍵入數(shù)值，當(dāng)再鍵入數(shù)值后將顯示鍵入的數(shù)值，按等號(hào)就會(huì)在數(shù)碼管上輸出運(yùn)算結(jié)果。4.1

4、 電路設(shè)計(jì)原理42鍵盤接口電路矩陣鍵盤采用四條I/O線作為行線，四條I/O線作為列線組成鍵盤，在行線和列線的每個(gè)交叉點(diǎn) 上設(shè)置一個(gè)按鍵。這樣鍵盤上按鍵的個(gè)數(shù)就為4X4個(gè)。這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能有效地提高單片機(jī)系統(tǒng) 中I/O 口的利用率。矩陣鍵盤的工作原理：計(jì)算器的鍵盤布局如圖所示：一般有16個(gè)鍵組成，在單片機(jī)中正好可以用一個(gè)P 口實(shí)現(xiàn)16個(gè)按鍵功能，這種形式在單片機(jī)系統(tǒng)中也最常用。1一 « °一1。孑1j°tG 皿 CJ-°7°1.嚴(yán)1廠 fl*|-J-OOiIUL 一.1 On一聲UL43顯示模塊本設(shè)計(jì)采用簡(jiǎn)單數(shù)碼管來顯示輸出數(shù)據(jù)。通過管實(shí)現(xiàn)不

5、同的功能或顯示相應(yīng)數(shù)據(jù)。管腳圖如圖所示。D0-D7引腳向數(shù)碼管寫指令字或?qū)憯?shù)據(jù)以使數(shù)碼44運(yùn)算模塊（單片機(jī)控制）MCS-51單片機(jī)是在一塊芯片中集成了 CPU RAM ROM定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多功能I/O等一臺(tái)計(jì)算機(jī) 所需要的基本功能部件。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器（CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM、程序存儲(chǔ)器（ROM/EPROM、并行I/O 口、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功 能寄存器（SFR 。單片機(jī)是靠程序運(yùn)行的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的 一些功能，通過使用單片機(jī)編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！因此我們采用單片

6、 機(jī)AT89C51作為計(jì)算器的主要功能部件，可以很快地實(shí)現(xiàn)運(yùn)算功能。Pl. Q hjPL2ri.4rub n. ?rsfnrxDiHF 】(T5TDF3,3*仃 JFL JIWFJPL Smi 2 muAT89C51習(xí) nX V (ADO) 國 rb. t/iADh IAD2) 國円.汀1AM) 固 PQti/IADn 國Fh j/L他和 ；PO. 6/ IAD&) ® fx ?/iAbn 國 EX/PP 風(fēng) UE/FROCFSB?2. 7/U3M P2. VUUI P2.P2. + (AJ2» 門.v uin 2/ (AID)也 U.MANl五.仿真調(diào)試15XTJ

7、U_-円ZT0 ph詢iB.T4m七啊tW-iMJPVH-W*KllW，-丄|RiiWlC nj.wnM FP2.i«AI n n n.l n 了 ru n jP2_=.l£P7inc» ro科.1；嘰5T17CW1櫛mr廠 flafb-i!F'JfiP皿富I砒孚：, P<.111J-H ?匸工f r六.測(cè)試結(jié)果截圖加法計(jì)算七.程序：ORG 0000HLJMP STARTORG 0040HSTART:;賦初值，顯示 0MOV A,#0MOV R3,#0LCALL DISPIN1:MOV R0,#10;輸入第一個(gè)數(shù)MOV R3,#0LCALL KEYM

8、OV R0,ACJNE R0,#10,NEXTSJMP IN1NEXT:;輸入運(yùn)算符號(hào)MOV R1,#0LCALL KEYPAD:CJNE R1,#10,PSUSJMP IN2PSU:CJNE R1,#11,IN1SJMP IN2IN2:MOV R2,#10;輸入第二個(gè)數(shù)LCALL KEYMOV R2,ACJNE R2,#10,JISJMP IN2JI:LCALL KEYCJNE R3,#12,IN2MOV A,R0;計(jì)算結(jié)果CJNE R1,#10,SUB1ADD A,R2SJMP RESSUB1:SUBB A,R2RES:MOV R1,#0MOV R0,#10MOV R2,#10;顯示結(jié)果;

9、返回進(jìn)行下一次運(yùn)算；判斷鍵盤LCALL DISPMOV A,#0SJMP IN1KEY:CLR P3.0SETB P3.1SETB P3.2SETB P3.3JNB P3.4,L0JNB P3.5 ,L1JNB P3.6 ,L2JNB P3.7,ADSETB P3.0CLR P3.1SETB P3.2SETB P3.3JNB P3.4,L3JNB P3.5 ,L4JNB P3.6 ,L5JNB P3.7,SUSETB P3.0SETB P3.1CLR P3.2SETB P3.3JNB P3.4,L6JNB P3.5 ,L7JNB P3.6 ,L8JNB P3.7,QUSETB P3.0SETB

10、 P3.1SETB P3.2CLR P3.3JNB P3.4,L9RETLO:MOV A,#0LCALL DISPRETL1:M0V A,#1LCALL DISPRETL2:M0V A,#2LCALL DISPRETL3:M0V A,#3LCALL DISPRETL4:M0V A,#4LCALL DISPRETL5:M0V A,#5LCALL DISPRETL6:M0V A,#6LCALL DISPRETL7:M0V A,#7LCALL DISPRETL8:M0V A,#8LCALL DISPRETL9:M0V A,#9LCALL DISPRETAD:M0V R1,#10RETSU:MOV R

11、1,#11;-RETQU: MOV R3,#12;=RET；鍵盤判斷結(jié)束DISP:PUSH ACCMOV P2,#7FHMOV DPTR,#TABMOVC A,A+DPTRMOV P0,APOP ACCRETTAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90HEND八.總結(jié)這次課程設(shè)計(jì)我學(xué)到很多很多的東西，學(xué)會(huì)了怎么樣去制定計(jì)劃，怎么樣去實(shí)現(xiàn)這個(gè)計(jì)劃，并掌握了在執(zhí)行過程中怎么樣去克服心理上的不良情緒。不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)，掌握了一種系統(tǒng)的研究方法，可以進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的編程。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的， 只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)