单片机课程设计——简单计算器的设计
《单片机与接口技术》
课程设计报告
课题名称简易计算器的设计学院自动控制与机械工程学院专业机械设计制造及其自动化班级机制6班
姓名
学号
时间2013年1月7日至
2013年1月18日
目录
一﹑课程设计的目的和要求 (3)
1﹑设计目的 (3)
2﹑设计任务及要求 (3)
二﹑设计步骤及思路 (3)
1、设计的步骤 (3)
2﹑设计思路 (3)
三﹑硬件电路设计 (4)
1﹑总体设计 (4)
2﹑单元电路的设计 (4)
3﹑总电路图 (7)
四﹑软件设计 (7)
五﹑调试说明 (9)
1﹑未启动仿真时，初始状态 (9)
2﹑开启仿真以后 (10)
3﹑计算过程演示 (10)
六﹑设计体会 (11)
七﹑参考文献 (13)
八、附录 (13)
附录一 (13)
附录二 (13)
一﹑课程设计的目的和要求
1﹑设计目的
单片机课程作为独立的教学环节，是自动化及相关专业集中实践性环节系列之一，是学习完《单片机与接口技术》课程后，并在进行相关课程设计基础上进行的一次综合练习。
单片机课程设计过程中，我们通过查阅资料，接口设计、程序设计、安装调试等环节，完成一个基于MCS-51系列单片机，涉及多种资源应用，并具有综合应用功能的小应用课程设计，使我们不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路﹑电子元件等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程﹑调试﹑相关仪器设备和相关软件的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。
课程设计以学生认知为主体，充分调动学生的积极性，重视学生自学能力的培养，根据具体课题安排时间确定课题的设计、编程和调试内容，分团队开展课程设计活动，按时完成每部分工作。坚持独立完成，实现课题规定的各项指标，并写出设计报告。
要求学生自己查阅资料和充分利用所学知识，根据所要设计系统所要达到的功能，划分软硬件功能、选择器件、编写相关程序，用Proteus 在计算机上绘图并用Keil进行程序编写进行防真，再对整个系统做调试运行，有问题再进一步调试修改，直至达到设计的要求和取得满意的效果，最后编写系统说明书，其内容包括系统的功能介绍，使用范围，主要性能指标，使用方法，注意事项等。
2﹑设计任务及要求
基于MCS—51系列单片机AT89C51，设计一个简单的电子计算器。
1）通过4×4的矩阵键盘输入数字及运算符；
2）可以进行4位十进制数以内的加法运算，如果计算结果超过4位十进制数，则屏幕显示E；
3）可以进行加法以外的计算（乘、除、减）；
4）其他功能。
二﹑设计步骤及思路
1、设计的步骤
（1）制定相应的设计方案；
（2）硬件的初步设计；
（3）选择设计所用元器件和参数；
（4）在Proteus 7.5中设计和连接电路图；
（5）软件的初步设计；
（6）编写程序实现其功能；
（7）在keil_v4中进行调试运行；
（8）硬件和软件联合调试。
2﹑设计思路
根据功能和要求，本系统选用MCS-51系列单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路，实现对计算器的设计。具体设计如下：
（1）由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了得到较好的显示效果，采用LCD 显示数据和结果。
（2）另外键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、×、÷）、清除键和等号键，故只需要16个按键即可，设计中采用集成的计算键盘。
（3）执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LCD显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LCD上输出运算结果。
（4）错误提示：当除数为0﹑计算得到的结果小于0或大于计算器的表示范围时，计算器会在LCD上显示E。
三﹑硬件电路设计
1﹑总体设计
本设计选用AT89C52单片机为主控单元。显示部分采用LCD液晶显示，按键部分采用4*4键盘。
图1 线路原理框图
2﹑单元电路的设计
1)、时钟电路
时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊的一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路有两种方式：一种是内部时钟方式，另一种为外部时钟方式。本处用的是内部时钟方式。电路如图2：
2）、复位电路
MCS-51单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。
上电复位：上电复位电路是—种简单的复位电路，只要在RST复位引脚接一个电容到VCC，接一个电阻到地就可以了。上电复位是指在给系统上电时，复位电路通过电容加到RST复位引脚一个短暂的高电平信号，这个复位信号随着VCC对电容的充电过程而回落，所以RST引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间。为了保证系统安全可靠的复位，RST引脚的高电平信号必须维持足够长的时间。电路图如图3：
图3 复位电路
3）、LCD显示模块
本设计采用LCD液晶显示器来显示输出数据。通过D0-D7引脚向LCD写指令字或写数据以使LCD实现不同的功能或显示相应数据。
LCD功能以及控制命令：
表1
8个公共端
图5 矩阵键盘布局图
3﹑总电路图
图6 总电路图
四﹑软件设计
现实生活中人们熟知的计算器，其功能主要如下：键盘输入；数值显示；加﹑减﹑乘﹑除四则运算；对错误的控制及提示。
针对上述功能，计算器软件程序要完成以下模块的设计：LCD显示设计﹑键盘设计﹑算术运算程序设计。
编程语言当中，汇编语言比较接近底层，编程效率高；C语言则比较灵活，在编写算法中要方便一些，因此在本设计中我选用C语言。总体设计流程图如下图。
LCD显示模块﹑键盘模块﹑计算模块流程图分别如图8﹑图9﹑图10。
图8 LCD显示流程图
图9 键盘识别程序流程图
图10 运算程序流程图五﹑调试说明
仿真结果和分析：
1﹑未启动仿真时，初始状态；
图11
2﹑开启仿真以后
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3
LCD1
LM016L
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S
1V D D 2V E E
3
LCD1
LM016L
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3
LCD1
L M 016L
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3
LCD1
LM016L
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3
LCD1
LM016L
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3
LCD1
LM016L
D 7
D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0E
R W R S V S S V D D V E E
2）、减法运算：789-456=333
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3
LCD1
LM016L
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3
LCD1
LM016L
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3
LCD1
LM016L
D 714
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07
E 6R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3LCD1
LM016L
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3
LCD1
LM016L
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3
L CD1
L M 016L
D 714D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3LCD1
LM016L
D 7
14D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3LCD1
LM016L
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3
L CD1
L M 016L
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3LCD1
LM016L
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3L C D1L M 016L
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3
L C D1
L M 016L
D 7
14D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E 3
LCD1
LM016L
D 714
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3LCD1
L M 016L
D 714
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3LCD1
LM016L
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07
E
6R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3LCD1
LM016L
D 7
14D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3LCD1
L M 016L
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3LCD1
L M 016L
但由于自己基础知识不够扎实，不能举一反三，软件设计部分还是感觉很困难；看着有同学运行出来自
己就急了，找一些看着差不多的程序盲目去运行，结果当然是什么都没有还浪费了一些时间，最后只有静下心来认真看找的资料,相互对比看看与自己的有何不同，别人的显示﹑键盘扫面是怎么设计的，才有所明白。在选用编程语言方面一开始还在汇编语言和C语言间徘徊，后来经老师提示及建议选用了C语言，因为C语言比较灵活，在编写算法中要方便一些。程序要尽量做到由各个子程序组成，有些程序后面最好加上注释这样在程序出错的检测过程中可以更容易查找到，也更简洁，更明白易懂。
设计过程中最重要的是自己动手，虽然会遇到许多问题，但只有自己动手才能去发现问题﹑解决问题，这也是课程设计的一个目的。这次的单片机课程设计重点是理论与实际相结合。该设计从头到尾都是自己动手，熟悉了整个设计过程，更充分的锻炼了自己。
在此要感谢老师对我的指导及同学对我的帮助，在整个设计过程中我懂得了很多东西，相信这将会对我以后的学习工作生活有一定的影响。虽然这次设计还不是很完善，但在设计中所学到的东西是这次设计最大的收获，在以后的学习中我会更加努力，争取做的更好。
七﹑参考文献
【1】吴亦锋，陈德为.单片机原理与接口技术[M].北京：电子工业出版社，2010.
八、附录
附录一
图21 系统硬件电路原理图
附录二
程序清单：
#include"reg51.h"
#include"absacc.h"
#include"intrins.h"
#define com XBYTE[0x0000] //LCD送命令
#define dat XBYTE[0x0002] //LCD送数据
unsigned char code tab[]="0123456789.";
unsigned char w,yi,yd,suan,d,h;
unsigned long z1,pd;
float z3,z2;
void ys(){
unsigned char i,j;
for(i=0;i<10;i++)
for(j=0;j<100;j++);}
/****************************************/
/************LCD初始化*******************/
/****************************************/
void INIT(){
com=0x3c;
ys();
com=0x0c;
ys();
com=0x01;
ys();
com=0x04;
ys();
com=0x8f;
ys();
}
/****************************************/
/*************显示程序*******************/
/****************************************/
void sip(){
unsigned char qq,q;
if(yd<=3){INIT();pd=z1;yd++;
if((d==1)&(pd<10)){dat=tab[pd];ys();dat=tab[10];ys();dat='0';d=0;} else if(yd==1){
qq=pd%10;
dat=tab[qq];
}
else {for(q=0;q qq=pd%10; if((q==1)&(d==1)){dat=tab[10];ys();d=0;} dat=tab[qq]; pd=pd/10; } } } else if(yd==100){INIT();dat='0';yd=0;} else if(yd==101){ INIT(); //超出范围显示E com=0x06;ys(); com=0x8f;ys(); dat='E'; yd=101; } } /****************************************/ /*************运算结果*******************/ /****************************************/ void fruit(){ unsigned char j; z3=(float)z1; switch(suan){ case '+':z1=(unsigned long)z2+z3;break; case '-':z1=(unsigned long)z2-z3;break; case '*':z1=(unsigned long)z2*z3;break; case '/':z1=(unsigned long)z2/z3*10;j=z1%10;if(j==0){z1/=10;}else {d=1;}break; } if((z1>=0)&(z1<10)){yd=0;} //数值范围 else if((z1>=10)&(z1<100)){yd=1;} else if((z1>=100)&(z1<1000)){yd=2;} else if((z1>=1000)&(z1<10000)){yd=3;} else yd=101; //超出范围 } /****************************************/ /*************键值定义*******************/ /****************************************/ void split(){ switch(pd){ //数字键 case 0:pd=7;if(h==1){h=0;z1=0;}if(z1<1000000){z1=z1*10+pd;}break; case 1:pd=8;if(h==1){h=0;z1=0;}if(z1<1000000){z1=z1*10+pd;}break; case 2:pd=9;if(h==1){h=0;z1=0;}if(z1<1000000){z1=z1*10+pd;}break; case 4:pd=4;if(h==1){h=0;z1=0;}if(z1<1000000){z1=z1*10+pd;}break; case 5:pd=5;if(h==1){h=0;z1=0;}if(z1<1000000){z1=z1*10+pd;}break; case 6:pd=6;if(h==1){h=0;z1=0;}if(z1<1000000){z1=z1*10+pd;}break; case 8:pd=1;if(h==1){h=0;z1=0;}if(z1<1000000){z1=z1*10+pd;}break; case 9:pd=2;if(h==1){h=0;z1=0;}if(z1<1000000){z1=z1*10+pd;}break; case 10:pd=3;if(h==1){h=0;z1=0;}if(z1<1000000){z1=z1*10+pd;}break; case 13:pd=0;if(h==1){h=0;z1=0;}if(z1<1000000){z1=z1*10+pd;}break; //功能键 case 3:suan='/';z2=z1;h=1;yd=100;break; case 7:suan='*';z2=z1;h=1;yd=100;break; case 11:suan='-';z2=z1;h=1;yd=100;break; case 12:pd=0;yd=100;z1=0;h=1;d=0;break; case 14:fruit();break; case 15:suan='+';z2=z1;h=1;yd=100;break; }sip(); } /****************************************/ /*************判断按键*******************/ /****************************************/ void key(){ ys(); w=P1&0xf0; while(w!=0xf0){ switch(w){ case 0xe0:pd=yi*4+0;break; case 0xd0:pd=yi*4+1;break; case 0xb0:pd=yi*4+2;break; case 0x70:pd=yi*4+3;break; }split();while(w!=0xf0){w=P1&0xf0;} } } void main(){ INIT();dat='0'; while(1){ for(yi=0;yi<4;yi++){ P1=_crol_(0xfe,yi); w=P1&0xf0; if(w!=0xf0){key();} ys(); } } } 目录 摘要 (1) 绪论 (1) 1.设计要求及功能分析 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.2 基本功能 (2) 2.设计方案 (2) 2.1 硬件部分设计方案 (2) 2.1.1 单片机部分 (2) 2.1.2 按键部分 (2) 2.1.3 显示部分 (2) 2.2 软件部分设计方案 (2) 3.系统的硬件总体设计 (4) 3.1 系统的总体硬件设计 (4) 3.2 键盘连接电路 (4) 3.3 显示屏连接电路 (5) 3.4 单片机芯片AT89C51 (6) 3.5 外接电路 (7) 4.系统的软件总体设计 (8) 4.1 键盘识别程序设计 (8) 4.2 显示程序 (11) 4.3 运算程序 (11) 5.元器件清单及程序清单 (12) 5.1 元器件清单 (12) 5.2 程序清单 (12) 6.软件仿真 (18) 6.1 仿真验证 (18) 6.2 性能分析 (20) 6.3 出现故障及其原因 (20) 6.4 解决方法 (20) 结论 (20) 参考文献 (21) 致谢 (21) 附录PCB图 (22) 简易计算器的设计 学生：李飞马鹏超舒宏超 指导老师：王孝俭 摘要：单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可，用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。单片机比专用处理器最适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。 关键词：单片机、计算器、控制电路、仿真。 绪论 设计要求掌握数码管移位动态扫描显示的编程方法，掌握矩阵扫描的编程方法，掌握数据在内部运算的编程方法。设计任务实现最大8位正整数加、减、乘、除，具备清零、等于功能，16个按键功能依次为：数字0、数字1、数字2、数字3、数字4、数字5、数字6、数字7、数字8、数字9、清零、等于、加、减、乘、除。 1．设计要求及功能分析 1.1设计要求： 本次单片微型计算机与接口技术课程设计做的是利用C51单片机为主体的计算器，实现了简单的加、减、乘、除功能。采取的是键盘输入和液晶显示屏的输出结果显示。主要硬件构成部分由四个，一个AT89C51单片机芯片，一个液晶显示屏，一个4*4键盘和一个排阻（10K）做P0口的上拉电阻，可以实现16位的数值操作计算。 1.2基本功能： 首先，计算器可现实8位数字，开机运行时，只有数码管最低位显示为“0”，其他位全部不显示； 简单计算器 1 基本功能描述 简单计算器包括双目运算符和单目运算符。双目运算符包含基本的四则运算及乘幂功能，单目运算符包含正余弦、阶乘、对数、开方、倒数等运算。可对输入任意操作数包含小数和整数及正数和负数进行以上的所有运算并能连续运算。出现错误会给出提示，同时包含清除、退格、退出功能以及有与所有按钮相对应的菜单项。 2 设计思路 如图1，是输入数据子函数的流程图。打开计算器程序，输入数据，判断此次输入之前是否有数字输入，如果有，则在之前输入的数字字符后加上现有的数字字符；如果没有，则直接使编辑框显示所输入的数字字符。判断是否继续键入数字，如果是，则继续进行前面的判断，如果否，则用UpdateData(FALSE)刷新显示。 如图2，是整个计算器的流程图。对于输入的算式，判断运算符是双目运算符还是单目运算符。如果是双目运算符，则把操作数存入数组a[z+2]中，把运算符存入b[z+1]中；如果是单目运算符，则把字符串转化为可计算的数字，再进行计算。下面判断运算符是否合法，如果合法，则将结果存入a[0],不合法，则弹出对话框，提示错误。结束程序。 输入一个数字 在之前输入的数字字符后面加上现在的数字字符。 Eg ：m_str+=”9”。 直接使编辑框显示所输入的数字字符。 Eg ：m_str=”9”。 pass3=1表示已有数字输入 开始 之前是否有数字输入？ pass3==1? 继续键入数字？ 用UpdateData(FALSE)刷新显示 图1 输入数据子函数流程图 Y N Y N 输入开始 双目运算符 是否每一个操作数都存入a[]数组？ 把操作数存入a[z+2],把运算符存入b[z+1]。 单目运算符 将字符串转换 为可计算的数进行运算 运算是否合法？ 将结果存入a[0] 弹出对话框提示错误 结束Y Y N N 图2 简单计算器总流程图 课程设计说明书 课程设计名称：单片机课程设计 课程设计题目：四位数加法计算器的设计学院名称：电气信息学院 专业班级： 学生学号： 学生姓名： 学生成绩： 指导教师： 课程设计时间：至 格式说明（打印版格式，手写版不做要求） （1）任务书三项的内容用小四号宋体，倍行距。 （2）目录（黑体，四号，居中，中间空四格），内容自动生成，宋体小四号。 （3）章的标题用四号黑体加粗（居中排）。 （4）章以下的标题用小四号宋体加粗（顶格排）。 （5）正文用小四号宋体，倍行距；段落两端对齐，每个段落首行缩进两个字。 （6）图和表中文字用五号宋体，图名和表名分别置于图的下方和表的上方，用五号宋体（居中排）。（7）页眉中的文字采用五号宋体，居中排。页眉统一为：武汉工程大学本科课程设计。 （8）页码：封面、扉页不占页码；目录采用希腊字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…排列，正文采用阿拉伯数字1、2、3…排列；页码位于页脚，居中位置。 （9）标题编号应统一，如：第一章，1，，……；论文中的表、图和公式按章编号，如：表、表……；图、图……；公式（）、公式（）。 课程设计任务书 一、课程设计的任务和基本要求 (一)设计任务（从“单片机课程设计题目”汇总文档中任选1题，根 据所选课题的具体设计要求来填写此栏） 1. 系统通过4x4的矩阵键盘输入数字及运算符。 2. 可以进行4位十进制数以内的加法运算，如果计算结果超过4位十进制数，则屏幕显示E。 3. 可以进行加法以外的计算(乘、除、减)。 4. 创新部分：使用LCD1602液晶显示屏进行显示，有开机欢迎界面，计算数据与结果分两行显示，支持小数运算。 (二)基本要求 1.有硬件结构图、电路图及文字说明； 2.有程序设计的分析、思路说明； 3.有程序流程框图、程序代码及注释说明； 4.完成系统调试（硬件系统可以借助实验装置实现，也可在Proteus 软件中仿真模拟）； 5.有程序运行结果的截屏图片。 沈阳航空航天大学 课程设计报告 课程设计名称：单片机系统综合课程设计课程设计题目：简易计算器的设计与实现 院（系）： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 完成日期： 沈阳航空航天大学课程设计报告 目录 第1章总体设计方案 (1) 1.1设计内容 (1) 1.2设计原理 (1) 1.3设计思路 (2) 1.4实验环境 (2) 第2章详细设计方案 (3) 2.1硬件电路设计 (3) 2.2主程序设计 (7) 2.2功能模块的设计与实现 (8) 第3章结果测试及分析 (11) 3.1结果测试 (11) 3.2结果分析 (11) 参考文献 (12) 附录1 元件清单 (13) 附录2 总电路图 (14) 附录3 程序代码 (15) 第1章总体设计方案 1.1 设计内容 本设计是基于51系列的单片机进行的十进制计算器系统设计，可以完成计算器的键盘输入，进行加、减、乘、除1位无符号数字的简单四则运算，并在6位8段数码管上显示相应的结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的8751单片机，输入采用4×4矩阵键盘。显示采用6位8段共阳极数码管动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C语言和汇编语言进行比较分析，最终选用汇编语言进行编程，并用protel99se涉及硬件电路。 1.2 设计原理 在该课程设计中，主要用到一个8751芯片和串接的共阳数码管,和一组阵列式键盘。作为该设计的主要部分，下面将对它们的原理及功能做详细介绍和说明。 1)提出方案 以8751为核心，和数码管以及键盘用实验箱上已有的器件实现计算器的功能。 2) 总体方案实现 (1)要解决键值得读入。先向键盘的全部列线送低电平，在检测键盘的行线，如果有一行为低电平，说明可能有按键按下，则程序转入抖动检测---就是延时10ms再读键盘的行线，如读得的数据与第一次的相同，说明真的有按键按下，程序转入确认哪一键按下的程序，该程序是依次向键盘的列线送低电平，然后读键盘的行线，如果读的值与第一次相同就停止读，此时就会的到键盘的行码与列码 课程设计名称：C语言课程设计课程设计题目：简单计算器程序 目录 第1章需求分析 (1) 1.1设计要求 (1) 1.2任务 (1) 第2章总体设计 (2) 2.1设计简介及设计方案论述 (2) 2.2功能模块层次图 (2) 第3章详细设计 (3) 3.3由（后缀）逆波兰表达式计算中缀表达式原理 (8) 3.3.1算法描述 (8) 第4章调试分析 (10) 4.1程序设计中所遇到的错误及犯错的原因 (10) 4.2错误的解决方法 (10) 第5章用户手册 (11) 总结 (15) 参考文献 (16) 附录（程序清单） (17) 第1章需求分析 1.1 设计要求 （1）用 C 语言数据结构实现程序设计； （2）利用结构体、栈、进行相关信息处理； （2）系统的各个功能模块要求用函数的形式实现； （4）界面简单，可操作性高。 1.2任务 （1）定义一个结构体类型数组，输入0~9 及+、--、*等符号的信息，将其信息存储起来； （2）输入简单的加减乘除算术计算式，并在屏幕上显示逆波兰（后缀式）表达式和计算结果； （3）编写代码； （4）程序分析与调试。 说明： 本课程设计将实现一个简单计算器。在功能上尽量模仿windows 的计算器。系统界面不做牵制要求。该程序能实现标准型中+、-、*、/、（、）、.、的混合运算表达式（一般意义上的中缀表达式），将其转换成逆序波兰表达式（后缀表达式）并计算输出结果。在进行运算后可以选择继续运算或者结束当前运算。即时准确地获得需要的计算的结果，充分降低了数字计算的难度和节约了时间，对人们的生活有一定的帮助。 第2章 总体设计 2.1设计简介及设计方案论述 逆波兰表达式又叫做后缀表达式。在通常的表达式中，二元运算符总是置于与之相 关的两个运算对象之间，所以，这种表示法也称为中缀表达式。波兰逻辑学家 J.Lukasiewicz 于 1929 年提出了另一种表示表达式的方法。按此方法，每一运算符都置 于其运算对象之后，故称为后缀表达式。 后缀表达式的优点是显而易见的， 编译器在处理时候按照从左至右的顺序读取逆波 兰表达式，遇到运算对象直接压入堆栈，遇到运算符就从堆栈提取后进的两个对象进行计算，这个过程正好符合了计算机计算的原理。后缀表达式比前缀表达式更加易于转换，并且它的最左面一定为数字，这一点在实 际编程的时候就会体会到它的好处了。 逆波兰表达式有一个更大的优点，就是拆括号，根据运算符的级别将中缀表达式转 换成逆波兰表达式后，运算顺序就已经替代了运算符的级别，这样也避免了括号提高运 算级别的特殊处理。 2.2功能模块层次图 将算术表达式转化为逆波兰表达式 计算逆波兰表达式的值 简单计算器 表 达 式 格 式 转 换 系统 求 值 计 算 系 统 AT89C51单片机简易计算器的设计 一、总体设计 根据功能和指标要求，本系统选用MCS-51系列单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路，实现对计算器的设计。具体设计如下：（1）由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了得到较好的显示效果，采用LCD 显示数据和结果。 （2）另外键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、×、÷）、清除键和等号键，故只需要16 个按键即可，设计中采用集成的计算键盘。 （3）执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LCD显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LCD上输出运算结果。 （4）错误提示：当计算器执行过程中有错误时，会在LCD上显示相应的提示,如：当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时，计算器会在LCD上提示溢出；当除数为0时，计算器会在LCD 上提示错误。 系统模块图： 二、硬件设计 （一）、总体硬件设计 本设计选用AT89C51单片机为主控单元。显示部分：采用LCD 静态显示。按键部分：采用4*4键盘；利用MM74C922为4*4的键盘扫描IC，读取输入的键值。 总体设计效果如下图： （二）、键盘接口电路 计算器输入数字和其他功能按键要用到很多按键，如果采用独立按键的方式，在这种情况下，编程会很简单，但是会占用大量的I/O 口资源，因此在很多情况下都不采用这种方式，而是采用矩阵键盘的方案。矩阵键盘采用四条I/O 线作为行线，四条I/O 线作为列线组成键盘，在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为4×4个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。 矩阵键盘的工作原理： 计算器的键盘布局如图2所示：一般有16个键组成，在单片机中正好可以用一个P口实现16个按键功能，这种形式在单片机系统中也最常用。 图 2 矩阵键盘布局图 矩阵键盘内部电路图如图3所示： 课程设计 题目名称简易计算器设计 课程名称单片机原理及应用 学生姓名 班级学号 2018年6 月20日 目录 一设计目的 本设计是基于51系列单片机来进行的简单数字计算器设计，可以完成计算器的键盘输入，进行加、减、乘、除六位整数数范围内的基本四则运算，并在LED上显示相应的结果。软件方面使用C语言编程，并用PROTUES仿真。 二总体设计及功能介绍 根据功能和指标要求，本系统选用MCS-51系列单片机为主控机，实现对计算器的设计。具体设计及功能如下： 由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了得到较好的显示效果，采用LED显示数据和结果； 另外键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、×、÷）、清除键和等号键，故只需要16个按键即可，设计中采用集成的计算键盘； 执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LED显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LED上输出运算结果。 三硬件仿真图 硬件部分比较简单，当键盘按键按下时它的那一行、那一列的端口为低电平。因此，只要扫描行、列端口是否都为低电平就可以确定是哪个键被按下。 四主程序流程图 程序的主要思想是：将按键抽象为字符，然后就是对字符的处理。将操作数分别转化为字符串存储，操作符存储为字符形式。然后调用compute()函数进行计算并返回结果。具体程序及看注释还有流程图 五程序源代码 #include 摘要 Android是当今最重要的手机开发平台之一，它是建立在Java基础之上的，能够迅速建立手机软件的解决方案。Android的功能十分强大，成为当今软件行业的一股新兴力量。Android基于Linux平台，由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，具有以下5个特点：开放性、应用程序无界限、应用程序是在平等条件下创建的，应用程序可以轻松的嵌入网络、应用程序可以并行运行。而简单计算器又是手机上必备的小程序，所以此次创新实践很有意义。并且具有很强的使用性。 关键字：Android Java基础计算器 目录 第1章开发工具与环境 (1) 1.1 Android平台 (1) 1.2 Java开发环境 (1) 1.3 Eclipse (1) 1.4 Android程序基础—Android应用程序的构成 (2) 第2章系统分析与设计 (4) 2.1系统的可行性分析 (4) 2.2 系统的需求分析 (4) 2.3 系统的优势 (4) 2.4 系统的流程图 (5) 第3章系统详细设计 (6) 3.1 动作Activity (6) 3.2 布局文件XML (6) 3.3 Activity的详细设计 (7) 3.2 布局文件XML的详细设计 (21) 3.2 系统的运行结果 (24) 结论 (25) 参考文献 (26) 第1章开发工具与环境 1.1 Android平台 1.谷歌与开放手机联盟合作开发了Android, 这个联盟由包括中国移动、摩托罗拉、高通、宏达和T-Mobile在内的30多家技术和无线应用的领军企业组成。 2.Android是一个真正意义上的开放性移动设备综合平台。通过与运营商、设备制造商、开发商和其他有关各方结成深层次的合作伙伴关系，来建立标准化、开放式的移动电话软件平台，在移动产业内形成一个开放式的生态系统，这样应用之间的通用性和互联性将在最大程度上得到保持。 3.所有的Android应用之间是完全平等的。 4.所有的应用都运行在一个核心的引擎上面，这个核心引擎其实就是一个虚拟机，它提供了一系列用于应用和硬件资源间进行通讯的API。撇开这个核心引擎，Android的所有其他的东西都是“应用”。 5.Android打破了应用之间的界限，比如开发人员可以把Web上的数据与本地的联系人，日历，位置信息结合起来，为用户创造全新的用户体验。 1.2 Java开发环境 Java技术包含了一个编程语言及一个平台。Java编程语言具有很多特性，如面向对象、跨平台、分布式、多线程、解释性等等。Java编程语言起源于Sun公司的一个叫“Green”的项目，目的是开发嵌入式家用电器的分布式系统，使电气更加智能化。1996年1月发布了JDK1.1版本，一门新语言自此走向世界。之后，1998年12月发布了1.2版本，2002年2月发布1.4版本，2004年10月发布1.5版本（5.0），2006年12月发布1.6（6.0）版本，这是目前的最新版本。Java1.2版本是一个重要的版本，基于该版本，Sun将Java技术分为J2SE、J2ME、J2EE,其中J2SE为创建和运行Java程序提供了最基本的环境，J2ME与J2EE 建立在J2SE的基础上，J2ME为嵌入式应用（如运行在手机里的Java程序）提供开发与运行环境，J2EE为分布式的企业应用提供开发与运行环境。 1.3 Eclipse 单片机双字节十六进制减法实验设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的双字节十六进制减法设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、3位无符号数字的简单运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用5个键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus 仿真。 引言 十六进制减法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减 目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阴极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单.................................. 一、设计任务和要求 评阅教师评语：课程设计成绩 考勤成绩 实做成绩 报告成绩 总评成绩指导教师签名： 课程设计报告 论文题目基于ARM的简易计算器设计 学院（系）：电子信息与自动化学院 班级：测控技术与仪器 学生姓名：同组同学： 学号：学号： 指导教师：杨泽林王先全杨继森鲁进时间：从2013年 6 月10 日到2013年 6 月28 日 1 目录 1、封面—————————————————————P1 2、目录—————————————————————P2 3、前言—————————————————————P3 4、关键字————————————————————P3 5、原理与总体方案————————————————P3 6、硬件设计———————————————————P6 7、调试—————————————————————P10 8、测试与分析——————————————————P11 9、总结—————————————————————P13 10、附件—————————————————————P14 前言 近几年，随着大规模集成电路的发展，各种便携式嵌入式设备，具有十分广阔的市场前景。嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。在嵌入式系统中，数据和命令通过网络接口或串行口经过ARM程序处理后，或显示在LCD上，或传输到远端PC上。 本文通过周立功的LPC2106芯片完成的简易计算器，正是对嵌入式应用的学习和探索。 一、摘要： 计算器一般是指“电子计算器”，是能进行数学运算的手持机器，拥有集成电路芯片。对于嵌入式系统，以其占用资源少、专用性强，在汽车电子、航空和工控领域得到了广泛地应用。本设计就是先通过C语言进行相应程序的编写然后在ADS中进行运行最后导入PROTUES进行仿真。最后利用ARM中的LPC2106芯片来控制液晶显示器和4X4矩阵式键盘，从而实现简单的加、减、乘、除等四则运算功能。 关键字：中断，扫描，仿真，计算 二、原理与总体方案： 主程序在初始化后调用键盘程序，再判断返回的值。若为数字0—9，则根据按键的次数进行保存和显示处理。若为功能键，则先判断上次的功能键，根据代号执行不同功能，并将按键次数清零。程序中键盘部分使用行列式扫描原理，若无键按下则调用动态显示程序，并继续检测键盘；若有键按下则得其键值，并通过查表转换为数字0—9和功能键与清零键的代号。最后将计算结果拆分成个、十、百位，再返回主程序继续检测键盘并显示；若为清零键，则返回主程序的最开始。 电路设计与原理：通过LPC2106芯片进行相应的设置来控制LCD显示器。 而通过对键盘上的值进行扫描，把相应的键值通过MM74C922芯片进行运算从而 单片机十进制加法计算器设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的十进制计算器系统设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、乘、除3位无符号数字的简单四则运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用4×4矩阵键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C 语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用全球编译效率最高的KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus仿真。 引言 十进制加法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减乘除 目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阳极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单.................................. 基于单片机的计算器的设计 摘要：本设计是一个实现加减乘除的计算器，它的硬件主要由四部分构成，一个8051单片机芯片，两个八段共阴极数码管，一个4*4键盘，它可以实现一位数的加减乘除运算。 显示部分：采用LED动态显示。 按键部分：采用4*4键盘。采用软件识别键值，并执行相应的操作。 关键词：LED接口；键盘接口；8255A；汇编语言 一、概述 1.1设计要求及任务： （1）设计4*4的键盘，其中10个数字键0~9，其余六个键“+”、“—”、“*”、“/”、“=”、和“C”键； （2）设计两位LED接口电路； （3）实现1位数的简单运算 1.2设计原理 （1）LED显示器接口技术 LED动态显示接口技术 （2）键盘显示技术 逐行（逐列扫描法） 二、系统总体方案和硬件设计 2.1计算器总体思想 显示部分：采用LED动态显示。 按键部分：采用4*4键盘。采用软件识别键值，并执行相应的操作。 执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，经通过数码管显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在数码管上输出运算结果。 图1 系统设计框图 2.2硬件的选择与连接 图二硬件连接总图 2.2.1硬件选择 (1)由于本设计比较简单，因此选用内部含有4KBE2PROM的89C51单片机作为系统的核心。 (2)扩展输入/输出端口 在扩展输入/输出端口时，要求输入口能够缓冲，，输出口能够锁存。常用小规模集成电路芯片74LS244或74LS245等扩展输入端口，用74LS273、74LS373、 74LS377扩展输出端口。这种扩展方法的特点是电路简单，但功能单一、灵活性差。因而常采用中规模的可编程并行接口芯片8255A扩展输入/输出端口。 (3)锁存电路采用74LS373 2.2.2接口设计 (1)单片机与8255A的接口设计 8255A中的数据总线缓冲器为三态双向数据缓冲存储器，用于将8255A的数据线 D0~D7和单片机的数据总线（P0口）连接，实现单片机和接口间的数据传送。 读写控制部件的接口设计 1、/CS为片选信号，接成低电平表示8255A 被选中。/CS与P2.7相连，用P2口的最高位控制8255A是否工作。即将P2.7控制为低电平。 2、RESET-复位信号，高电平有效，接在单片机的RST端。 3、/RD和/WR为读写控制信号，低电平有效。分别将两个端口接单片机的/RD和/WR 4、A1和A0-端口选择信号，分别与单片机的低两位地址线P1.1和P1.0相连。用于选择不同端口。采用74LS373三态锁存器，用于分离P0口第八位地址线，将它的Q0和Q1口接至8255A的地址输入端A0和A1。 单片机简易计算器课 程设计 引言 说起计算器，值得我们骄傲的是，最早的计算工具诞生在中国。中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策，又被叫做算筹。这种算筹多用竹子制成，也有用木头，兽骨充当材料的。约二百七十枚一束，放在布袋里可随身携带。直到今天仍在使用的珠算盘，是中国古代计算工具领域中的另一项发明，明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同。17世纪初，西方国家的计算工具有了较大的发展，英国数学家纳皮尔发明的"纳皮尔算筹"，英国牧师奥却德发明了圆柱型对数计算尺，这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算，甚至可以计算三角函数，指数函数和对数函数，这些计算工具不仅带动了计算器的发展，也为现代计算器发展奠定了良好的基础，成为现代社会应用广泛的计算工具。 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 本任务是个简易的两位数的四则运算，程序都是根据教材内和网络中的程序参考编写而成，在功能上还并不完善，限制也较多。本任务重在设计构思与团队合作，使得我们用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。 随着半导体集成工艺的不断发展，单片机的集成度将更高、体积将更小、功能将更强。在单片机家族中，80C51系列是其中的佼佼者，加之Intel公司将其MCS –51系列中的80C51内核使用权以专利互换或出售形式转让给全世界许多著名IC制造厂商，如Philips、 NEC、Atmel、AMD、华邦等，这些公司都在保持与80C51单片机兼容的基础上改善了80C51的许多特性。这样，80C51就变成有众多制造厂商支持的、发展出上百品种的大家族，现统称为80C51系列。80C51单片机已成为单片机发展的主流。专家认为，虽然世界上的MCU品种繁多，功能各异，开发装置也互不兼容，但是客观发展表明，80C51可能最终形成事实上的标准MCU芯片。 事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台 《单片机课程设计报告》 教学院： 专业班级： 学号： 学生： 指导教师： 时间： 地点： 单片机课程设计任务书 一、课题名称 单片机课程设计 二、设计目的 为了进一步巩固学习的理论知识，增强学生对所学知识的实际应用能力和运用所学的知识解决实际问题的能力，开始为期两周的单片机课程设计。通过实训使学生在巩固所学知识的基础之上具有初步的单片机系统设计与应用能力。 三、设计容 设计基于51单片机的简易计算器系统电路，并以该电路为基础进行编程，要求能够实现0－99之间的数进行加、减、乘、除运算的功能。 四、设计要求 1、设计简易计算器，要求能对0－99之间的数进行加、减、乘、除运算。 2、用4×4的键盘作为输入设备。 3、用LED或LCD进行显示。 4、编写无符号数加、减、乘、除运算、输入和显示的程序。 5、对系统的进行综合和调试，使其具有对0－99之间的数进行加、减、乘、除运算的功能。 6、编写课程设计的总结 六、设计报告 课程设计报告的基本容至少包括封面、正文、附录三部分。课程设计报告要求统一格式，字体工整规。 1、封面 封面包括“《单片机课程设计》课程设计报告”、班级、、学号以及完成日期等。 2、正文 正文是实践设计报告的主体，具体由以下几部分组成： （1）课程设计题目； （2）课程设计任务与要求； （3）设计过程（包括设计方案、设计原理、创新点以及采用的新技术等）； （4）方案的比较与论证； （5）硬件电路设计，各个模块的设计与器件的选择； （6）软件程序的设计与调试； （7）课程设计总结（包括自己的收获与体会；遇到的问题和解决的方法；技术实现技巧和创新点；作品存在的问题和改进设想等）； 3．附录 附录1：系统设计原理图 附录2：系统硬件元器件清单 附录3：系统的程序 七、考核方式与成绩评定办法 及格（60分～69分）、60分以下为不及格。 中国矿业大学徐海学院 单片机课程设计 姓名：XXX学号： 22090XXX 专业：计算机09-4班 题目：硬件课程设计 专题：简易计算器设计 指导教师： XXX 设计地点：嘉园时间： 2011-12-23 20011年12月 单片机课程设计任务书 专业年级计算机09-4 学号22090XXX 学生姓名XXX 任务下达日期：2011年12 月15日 设计日期：2011 年12 月15 日至2011 年12 月23日 设计题目：硬件课程设计 设计专题题目：简易计算器设计 设计主要内容和要求： 摘要： 利用单片机及外围接口电路(键盘接口和显示接口电路)设计制作一个计算器。 主要能实现 1.加法：能够计算四位以内的数的加法。 2减法：能计算四位数以内的减法。 3乘法：能够计算两位数以内的乘法。 4除法：能够计算四位数的乘法 5有清零功能，能随时对运算结果和数字输入进行清零。 关键词：单片机; 计算器 ; 加减乘除 指导教师签字： 目录 1 系统概述 (1) 1.1硬件知识概述 (1) 1.1.1 单片机 (1) 1.1.2 C语言 (1) 1.1.3 ISP (1) 1.2设计基本思想 (1) 2硬件电路设计 (2) 2.1 单片机最小系统 (2) 2.2键盘接口电路 (2) 2.3数码管显示电路 (3) 3 软件设计 (4) 3.1 复位电路 (4) 4.系统调试 (5) 4.1 软件流程图 (5) 4.1.1系统软件系统流程图 (5) 5.结束语 (6) 参考文献 (7) 附录 (8) 1 系统概述 1.1硬件知识概述 1.1.1 单片机 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 1.1.2 C语言 C语言是一种计算机程序设计语言。它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它由美国贝尔研究所的D.M.Ritchie于1972年推出。1978后，C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上。它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。它的应用范围广泛，具备很强的数据处理能力，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言，适于编写系统软件，三维，二维图形和动画。具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。 1.1.3 ISP ISP（In-System Programming）在系统可编程，指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码，而不需要从电路板上取下器件，已经编程的器件也可以用ISP 方式擦除或再编程。本次课程设计便使用ISP 方式，直接将编写好的程序下载到连接好的单片机中进行调试 1.2设计基本思想 利用单片机及外围接口电路(键盘接口和显示接口电路)设计制作一个计算器，用四位一体数码管显示计算数值及结果。要求用Protel 画出系统的电路原理图，绘出程序流程图，并给出程序清单。 主要能实现 1.加法：能够计算四位以内的数的加法。 2减法：能计算四位数以内的减法。 3乘法：能够计算两位数以内的乘法。 4除法：能够计算四位数的乘法 5有清零功能，能随时对运算结果和数字输入进行清零。 目录 一、设计总绪 (2) 1.1设计思想 (2) 1.2设计说明 (3) 1.3关键词：矩阵键盘，单片机，数码管显示，汇编语言 (3) 1.4设计目的 (3) 1.5设计要求 (4) 二、设计方案 (5) 2.1硬件电路设计方案 (5) 2.1.1基本结构 (5) 2.1.2系统框架图 (5) 2.1.3工作流程图 (6) 2.1.4单片机主控制模块 (7) 2.2系统功能描述 (9) 三、各模块功能介绍 (10) 3.1键盘输入模块 (10) 3.1.1键盘分布图 (10) 3.1.2工作原理 (11) 3.2运算控制模块 (11) 3.3显示模块 (12) 3.4振荡电路模块 (13) 四、仿真电路 (14) 仿真运行结果 (14) 五、调试过程总结 (17) 附录： (18) 参考文献： (18) 源程序代码 (19) 一、设计总绪 1.1设计思想 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技 术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，但仅单片机方面的知识是不够的，还应根据具体硬件结构、软硬件结合，来加以完善。计算机在人们的日常生活中是比较常见的电子产品之一。可是它还在发展之中，以后必将出现功能更加强大的计算机，基于这样的理念，本次设计是用AT89c51单片机、LCD显示器、控制按键为元件来设计的计算器。利用此设计熟悉单片机微控制器及汇编语言编程，对其片资源及各个I/O端口的功能和基本用途的了解。掌握应用程序开发环境，常用的LCD显示器的使用方法和一般键盘的使用方法 此设计是基于单片机技术的简易计算器的方案，本次设计所提出的一种基于单片机技术的简易计算器的方案，采用具有数据处理能力的中央处理器CPU，随机存储器ROM，多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统——单片机，配以汇编语言编写的执行程序，能更好的解决计算机计算的问题，随着数字生活的到来，单片机在生活中越来越重要，它能将大量的逻辑功能集成与一个集成电路中，使用起来十分方便。 1.2设计说明 本次课程设计讨论了单片机技术的计算器构思，设计方案，工作原理，主要系统包括单片机80C51，排阻RESPACK—8，开关，六位数码管显示器等，主要组成部分包括：键盘输入模块，运算模块，控制模块，显示模块。通过键盘输入数值，单片机进行运算后在数码管显示出结果。 1.3关键词：矩阵键盘，单片机，数码管显示，汇编语言 1.4设计目的 科研训练论文 题目：基于单片机的计算器的设计 目录 一、概述 (3) 1.1设计要求及任务： (3) 1.2设计原理: (3) 二、系统总体方案及硬件设计 (3) 2.1计算器总体思想 (3) 2.2硬件的选择与连接 (4) 2.2.1硬件选择 (4) 2.2.2接口设计 (5) 三、软件设计 (7) 3.2系统流程总图 (8) 3.3显示程序设计 (8) 3.4键盘识别程序设计 (9) 3.4.1原理与分析 (9) 3.4.2流程图 (10) 四、设计体会与总结 (11) 五、参考文献 (11) 附录 基于单片机的计算器的设计 摘要：本设计是一个实现加减乘除的计算器，它的硬件主要由四部分构成，一个8051单片机芯片，两个八段共阴极数码管，一个4*4键盘，它可以实现一位数的加减乘除运算。 显示部分：采用LED动态显示。 按键部分：采用4*4键盘。采用软件识别键值，并执行相应的操作。 关键词：LED接口；键盘接口；8255A；汇编语言 一、概述 1.1设计要求及任务： （1）设计4*4的键盘，其中10个数字键0~9，其余六个键“+”、“—”、“*”、“/”、“=”、和“C”键； （2）设计两位LED接口电路； （3）实现1位数的简单运算 1.2设计原理: （1）LED显示器接口技术 LED动态显示接口技术 （2）键盘显示技术 逐行（逐列扫描法） 二、系统总体方案及硬件设计 2.1计算器总体思想 显示部分：采用LED动态显示。 按键部分：采用4*4键盘。采用软件识别键值，并执行相应的操作。 执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，经通过数码管显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在数码管上输出运算结果。单片机课程设计 简易计算器的设计
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