課程設(shè)計(jì)-電子計(jì)算器設(shè)計(jì)1

××大學(xué)××學(xué)院××系課程設(shè)計(jì)報(bào)告××大學(xué)××學(xué)院××系××課程設(shè)計(jì)年月一二七××大學(xué)××學(xué)院××系課程設(shè)計(jì)報(bào)告摘要：智能儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量技術(shù)以及儀器儀表技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它具有傳統(tǒng)儀器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。在精度，可靠性方面都有了本質(zhì)性的改變。儀器硬件都趨于采用嵌入式系統(tǒng)、片上系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)。電子計(jì)算器是能進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的手持機(jī)器，擁有集成示在7段數(shù)碼管上，但只限4位數(shù)；按加、減、乘、除鍵時(shí)，第一次輸入的值被存放在緩沖區(qū)中，當(dāng)做被加、減、乘、除數(shù)，且加、減、乘、除相對(duì)的運(yùn)算指示燈會(huì)亮；接著=”鍵，則此加、減、乘、除數(shù)被存放于另一個(gè)緩沖區(qū)中，與剛才輸入的數(shù)做運(yùn)算，且相對(duì)應(yīng)的運(yùn)算指示燈熄滅；運(yùn)算結(jié)果顯示在7段數(shù)碼管上。關(guān)鍵字：智能儀器片上系統(tǒng)電子計(jì)算器集成電路芯片緩沖區(qū)Abstract:Intelligentinstrumentisthecomputertechnologyandmeasurementtechnologyandinstrumentationtechnologycombinedwiththeproduct.Ithastheincomparableadvantageoftraditionalinstruments.Intheaccuracy,reliabilityareallessentialchanges.Instrumenthardwarearetendingtouseembeddedsystem,systemonchipstructure.Anelectroniccalculatorisabletoperformmathematicaloperationsonhandheldmachine,hasintegratedcircuitchip,usedtorealizeeachfunctionoftheelectroniccalculator.Theelectroniccalculatorfromthekeyinputvaluesdisplayedinthe7digitaltube,butonly4digits;accordingtoplusorminus,multiplication,additiontothekey,thefirstinputvalueisstoredinthebuffer,asisplusorminus,multiplication,addition,subtraction,division,and,inadditiontotakerelativeoperationindicatorlight;andthenenteranumber,thenpress"if="button,theplus,minus,multiplication,thedivisorisstoredinabuffer,andjustthenumberofinputstodoarithmetic,andthecorrespondingoperationindicationlampisextinguished;calculationresultsinthe7digitaltubeon.Intelligentinstrumentsystemonchipelectroniccalculatorintegratedcircuitchipbuffer1××大學(xué)××學(xué)院××系課程設(shè)計(jì)報(bào)告錄…………………………11.1應(yīng)用背景…………11.2課題設(shè)計(jì)目標(biāo)……………………11.3課題設(shè)計(jì)任務(wù)與思路……………12.1系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)………………22.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖……………………23.1單片機(jī)最小系統(tǒng)……………………33.2矩陣鍵盤……………33.3顯示部分……………4………………44,1具體設(shè)計(jì)內(nèi)容……………………54.1.1四則運(yùn)算……………………54.1.2鍵盤……………54.1.3執(zhí)行過程………………………54.1.4錯(cuò)誤提示………………………54.2主程序流程圖……………54.3算數(shù)運(yùn)算程序設(shè)計(jì)……………………75．系統(tǒng)調(diào)試………………76.設(shè)計(jì)總結(jié)………………87.參考文獻(xiàn)………………9…………………………92××大學(xué)××學(xué)院××系課程設(shè)計(jì)報(bào)告智能儀器是一種先進(jìn)的技術(shù)產(chǎn)品，是計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)試技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，儀器內(nèi)部帶有處理能力很強(qiáng)的智能軟件。儀器儀表已不再是簡(jiǎn)單的硬件實(shí)體，而是硬件、軟件相結(jié)合。近年來，智能儀器已開始從較為成熟的數(shù)據(jù)處理向知識(shí)處理發(fā)展，使其功能向更高層次發(fā)展。的電子計(jì)算器。智能儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量技術(shù)以及儀器儀表技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它具有傳統(tǒng)儀器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在精度，可靠性方面都有了本質(zhì)性的改變。智能儀器廣泛用于測(cè)量、控制、通信、醫(yī)學(xué)儀器以及科學(xué)研究等多個(gè)方面。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與電子技術(shù)的不斷發(fā)展，智能儀器也發(fā)生了很大的變化，儀器硬件都趨于采用嵌入式系統(tǒng)、片上系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)。電子計(jì)算器是能進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的手持機(jī)器，擁有集成電路芯片，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比現(xiàn)代電腦結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單得多，可以說是第一代的電子計(jì)算機(jī)，且功能也較弱，但較為方便與廉價(jià)，可廣泛運(yùn)用于商業(yè)交易中，是必備的辦公用品之一。該電子計(jì)算器包括矩陣鍵盤、LCD液晶顯示、AT89C51單片機(jī)以及電源四個(gè)部分，可實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除四種運(yùn)算，當(dāng)做加、減、乘、除時(shí)相對(duì)的運(yùn)算指示燈會(huì)亮，結(jié)果顯示在7段數(shù)碼管上。3××大學(xué)××學(xué)院××系課程設(shè)計(jì)報(bào)告1．概述人們用感覺器官去視、聽、嘗、摸外部事物，而顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、聲級(jí)計(jì)、酸度計(jì)、高溫計(jì)等儀器儀表，可以改善和擴(kuò)展人的這些官能；另外，有些儀器儀表如磁強(qiáng)計(jì)、射線過人的能力去記錄、計(jì)算和計(jì)數(shù)，如高速照相機(jī)、計(jì)算器等。而隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，集成了CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、并行和串行接口、看門狗、前置放大器甚至A／DD／A轉(zhuǎn)換器等電路在一塊芯片上的超大規(guī)模集成電路芯片(即單片機(jī))出現(xiàn)了。以單片機(jī)為主體，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與丈量控制技術(shù)結(jié)合在一起，又組成了所謂的“智能化我們小組選擇電子計(jì)算器的設(shè)計(jì)來作為共同探討的內(nèi)容。本次設(shè)計(jì)是用AT89S51單片機(jī)、LCD此設(shè)計(jì)熟悉單片機(jī)微控制器及CI/O端口的功能和基本用途的了解。掌握keil應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境，常用的LCD顯示器的使用方法和一般鍵盤的使用方法。在進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要明確設(shè)計(jì)任務(wù)，本次設(shè)計(jì)的電子計(jì)算器主要完成-999999～999999數(shù)的加/減/乘/除運(yùn)算，使用1602LCD顯示器顯示數(shù)據(jù)，具體如下：★加法運(yùn)算能運(yùn)行-999999～999999之間任何兩數(shù)值之間運(yùn)算；★減法運(yùn)算結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果的負(fù)數(shù)顯示；★乘除法運(yùn)算結(jié)果為-999999～999999，如有小數(shù)，則保留兩位小數(shù)；★能對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行提示，比如被除數(shù)是0則顯示“error★設(shè)有清零鍵；★按鍵排布：因?yàn)槭褂玫氖?*4鍵盤，所以要?jiǎng)h除部分不太重要的鍵，如小數(shù)點(diǎn)不使用，具體按鍵安排如下：4××大學(xué)××學(xué)院××系課程設(shè)計(jì)報(bào)告根據(jù)本次課題設(shè)計(jì)任務(wù)與目標(biāo)，我們小組選用AT89S51單片機(jī)、LCD顯示器、控制本設(shè)計(jì)以AT89C51型號(hào)單片機(jī)為控制核心進(jìn)行設(shè)計(jì)。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，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)廉的方案。結(jié)果顯示采用LCD1602液晶，也叫1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊它有若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒茱@示圖形。液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。軟件設(shè)計(jì)采用CKeil開發(fā)環(huán)境，KeilC51是美國(guó)KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)CC構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來KeilC51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全WindowsKeilC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢(shì)。為體現(xiàn)總體設(shè)計(jì)方案，我們繪制了如圖1的系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖，在設(shè)計(jì)中，單片機(jī)處理5××大學(xué)××學(xué)院××系課程設(shè)計(jì)報(bào)告電源本系統(tǒng)以AT89C51型號(hào)單片機(jī)為控制核心，AT89C51是一種可編程可擦除的低電壓，高性能8位微處理器，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，AT89C51是一種高效微控制器，其最小系統(tǒng)電路如圖2所示。在按鍵輸入方面，我們采用4*4的矩陣鍵盤來實(shí)現(xiàn)，具體連接電路如圖3所示。通過基于狀態(tài)機(jī)的按鍵掃描程序設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)4*4矩陣鍵盤的按鍵監(jiān)控。6××大學(xué)××學(xué)院××系課程設(shè)計(jì)報(bào)告在顯示計(jì)算結(jié)果上，我們采用字符型液晶LCD1602來顯示結(jié)果，LCD1602能夠同時(shí)顯示16x2即3216列2LCD1602的使用很普遍了，市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此HD44780寫的控制程序LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線VCC(15腳)地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣。其連接電路如圖4所示。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用CWnidows7××大學(xué)××學(xué)院××系課程設(shè)計(jì)報(bào)告環(huán)境下采用KeiluVision4編寫的，軟件的設(shè)計(jì)主要完成以下的功能: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LCD顯示數(shù)據(jù)和結(jié)果。0～9+-、×、÷）、復(fù)位鍵和等號(hào)鍵，故只需要16個(gè)按鍵即可，設(shè)計(jì)中采用集成的計(jì)算鍵盤。4.1.3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LCD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LCD上輸出運(yùn)算結(jié)果。LCD上顯示相應(yīng)的提示,如：當(dāng)輸入的數(shù)值或計(jì)LCD0時(shí)，計(jì)算器會(huì)在LCD上提示錯(cuò)誤。8××大學(xué)××學(xué)院××系課程設(shè)計(jì)報(bào)告如圖5所示為主程序流程：當(dāng)電源打開的時(shí)候，CPU進(jìn)行復(fù)位，寄存器清零，接著LCD顯示清零，這時(shí)候我們可以輸入數(shù)值、功能鍵，數(shù)據(jù)送到CPU進(jìn)行運(yùn)算，再轉(zhuǎn)換成9××大學(xué)××學(xué)院××系課程設(shè)計(jì)報(bào)告BCD碼送到顯示部分。這時(shí)候程序循環(huán)檢測(cè)是否有按鍵信號(hào)，如果矩陣鍵盤中有任意鍵?加乘除減YYNN設(shè)計(jì)時(shí)，在仿真環(huán)境中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，Proteus軟件是英國(guó)Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。如圖7所示是Proteus體電路，并在Keil軟件開發(fā)集成環(huán)境中編寫了系統(tǒng)程序，通過Keil與Proteus的聯(lián)調(diào)××大學(xué)××學(xué)院××系課程設(shè)計(jì)報(bào)告當(dāng)開機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)后，按鍵輸入數(shù)值，進(jìn)行計(jì)算，如圖8所示。在開發(fā)板上聯(lián)機(jī)調(diào)試的過程中，先檢查各個(gè)管腳連接無誤，點(diǎn)都連接上了，LCD顯示正確，確認(rèn)硬件圖檢查無誤后；檢查程序運(yùn)行，查看各個(gè)子程序是否都輸入，各個(gè)程序聲明都存在，最后由程序?qū)雙roteus圖，成功下載程序后，LCD顯示正確，一切運(yùn)行成功。6.設(shè)計(jì)總結(jié)在大家不斷努力下，我們終于圓滿完成了這次設(shè)計(jì)！每一次的課程那個(gè)設(shè)計(jì)都是在讓我不斷的提升自己親自動(dòng)手解決問題的能力，充分運(yùn)用理論和實(shí)踐相結(jié)合的鍛煉.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，片上系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在11××大學(xué)××學(xué)院××系課程設(shè)計(jì)報(bào)告同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(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)。在剛接觸無從下手到后來逐步完善，時(shí)刻在每道工序上的不放棄，要求做到自己最好，這一些都得到了回報(bào)。一個(gè)人能力與精力是有限的，但是團(tuán)隊(duì)則不一樣，我們小組齊心協(xié)力也讓我們更輕松來做，培養(yǎng)我們的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。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，不僅要掌握理論知識(shí)，而且要把理論和實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能學(xué)好這技能，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，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)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，以后一定會(huì)努力學(xué)習(xí)。本課題的重點(diǎn)、難點(diǎn)是：得知識(shí)遺忘了很多，在綜合應(yīng)用上面也缺乏練習(xí)，有待進(jìn)一步改善。7.參考文獻(xiàn)C3C/**********全局變量************/bitbFlag=0;//用于控制是否掃描按鍵12××大學(xué)××學(xué)院××系課程設(shè)計(jì)報(bào)告rgchAddr[16]={0x80,0x81,0x82,0x83,0x84,0x85,0x86,0x87,0x88,0x89,0x8A,0x8B,0rgchAddr2[16]={0xc0,0xc1,0xc2,0xc3,0xc4,0xc5,0xc6,0xc7,0xc8,0xc9,0xcA,0xcB,voidTimer0_Init(void);//定時(shí)器初始化while(1)inti=15;//字符寫入地址循環(huán)計(jì)數(shù)變量