课程设计说明书

附件23信息与电气工程学院课程设计说明书（200 /200 学年第学期）课程名称：小型数字系统设计题目：数字计算器专业班级：计算机3班学生姓名：王尚飞学号：120210310指导教师：设计周数：设计成绩：2014年12月25日1、课程设计目的数字计算器的原理与设计是51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和单片机完整程序设计还不清楚，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。

单片机课程设计既巩固了课本学到的理论，还学到了单片机硬件电路和程序设计，数字计算器课程设计通过自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真，来加深对单片机的认识，充分发挥我们的个人创新和动手能力，并提高我们对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。

本设计是基于51系列的单片机进行的数字计算器系统设计，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。

硬件选择AT89C51单片机和74LS00，输入用4×4矩阵键盘。

显示C51LCD显示。

软件从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。

选用编译效率最高的Keil软件进行编程，并用proteus仿真。

2.1软件方面设计2.1.1系统分析系统主要包括主程序、键盘程序、LCD显示程序、运算程序。

主程序主要是用来进行初始化，调用其他子程序，清空各个标志位，清空缓存区，读取键码，判断功能，在LED上作出回应。

键盘程序用来实现键盘的输入功能，每个键都有其处理子程序，为此每个键都对应一个码——键码。

为了得到被按键的键码，使用行扫描法识别按键。

LCD显示程序用来显示运算过程和运算结果。

运算程序用来接收键盘输入并进行运算。

2.1.2系统设计#include <reg51.h>//#include<intrins.h>//#include <absacc.h>/#include <stdio.h>//#include <math.h>//#include<float.h>//#include <string.h>#include <stdlib.h> /*库函数*///#include <ctype.h> /*字符操作函数*/#define Uchar unsigned char#define Uint unsigned int// LCM1602A端口地址定义char xdata Lcd1602CmdPort _at_ 0x7cff; //E=1 RS=0 RW=0char xdata Lcd1602WdataPort _at_ 0x7dff; //E =1 RS=1 RW=0 char xdata Lcd1602StatusPort _at_ 0x7eff; //CS=1 RS=0 RW=1#define Busy 0x80 // 忙判别位code Uchar exampl[]=" counter:";//Uchar tab[]="0123456789- ";void Delay400Ms(void);void Delay5Ms(void);void LcdWriteData( char dataW );void LcdWriteCommand( Uchar CMD,Uchar AttribC );void LcdReset( void );void Display( void);void DispOneChar(Uchar x,Uchar y,Uchar Wdata);void ePutstr(Uchar x,Uchar y, Uchar code *ptr);void kbscan(void);//键盘扫描函数void keycl(Uchar keyvol );//键值处理void left(Uchar rx,Uchar date);//移位函数void flagcon(void);//进入加减乘除等于相应的操做bit add,subb,mul,div,equ,flag;//加，减，乘，除， "+" "-" "*" "/" "=" Uchar dat[]={'0',' ',' ',' ',' ',' ',};//存放数子串值Uchar s[12];Uchar rdat;//按键次数long int lvalue,result;//左值，右值Uchar num;//float result;//结果//主程序void main(void){Uchar temp;Delay400Ms(); //启动时必须的延时，等待lcm进入工作状态LcdReset(); //这也是必需的....初始化temp = 32;ePutstr(0,0,exampl); //上面一行显示一个预定字符串while(1){kbscan();Display();Delay400Ms();}}//显示字符串void ePutstr(Uchar x,Uchar y, Uchar code *ptr){Uchar i,l=0;while (ptr[l] >31){l++;};for (i=0;i<l;i++) {DispOneChar(x++,y,ptr[i]);// if ( x == 16 )//{// x = 0; y ^= 1;// }}}// 演示一行连续字符串，配合上位程序演示移动字串void Display( void ){Uchar i;if(equ==1){DispOneChar(0,1,'=');for(i=0;i<num;i++){DispOneChar(i+1,1,s[i]); }// DispOneChar(0,1,'='); //DispOneChar(1,1,s[0]); //DispOneChar(2,1,s[1]); //DispOneChar(3,1,s[2]); //DispOneChar(4,1,s[3]); //DispOneChar(5,1,s[4]); //DispOneChar(6,1,s[5]); //DispOneChar(7,1,s[6]); //DispOneChar(8,1,s[7]); //DispOneChar(9,1,s[8]); //DispOneChar(10,1,s[9]); //DispOneChar(11,1,s[10]); //DispOneChar(12,1,s[11]); }else{DispOneChar(10,1,dat[5]); DispOneChar(11,1,dat[4]); DispOneChar(12,1,dat[3]); DispOneChar(13,1,dat[2]); DispOneChar(14,1,dat[1]); DispOneChar(15,1,dat[0]); }}// 显示光标定位void LocateXY( char posx,char posy){Uchar temp;temp = posx & 0xf;posy &= 0x1;if ( posy )temp |= 0x40;temp |= 0x80;LcdWriteCommand(temp,0);}// 按指定位置显示数出一个字符void DispOneChar(Uchar x,Uchar y,Uchar Wdata){LocateXY( x, y ); // 定位显示地址LcdWriteData( Wdata ); // 写字符}// 初始化程序, 必须按照产品资料介绍的初始化过程进行void LcdReset( void ) {LcdWriteCommand( 0x38, 0); // 显示模式设置(不检测忙信号) Delay5Ms();LcdWriteCommand( 0x38, 0); // 共三次Delay5Ms();LcdWriteCommand( 0x38, 0);Delay5Ms();LcdWriteCommand( 0x38, 1); // 显示模式设置(以后均检测忙信号) LcdWriteCommand( 0x08, 1); // 显示关闭LcdWriteCommand( 0x01, 1); // 显示清屏LcdWriteCommand( 0x06, 1); // 显示光标移动设置LcdWriteCommand( 0x0c, 1); // 显示开及光标设置}// 写控制字符子程序: E=1 RS=0 RW=0void LcdWriteCommand( Uchar CMD,Uchar AttribC ) {if (AttribC) while( Lcd1602StatusPort & Busy ); // 检测忙信号?Lcd1602CmdPort = CMD;}// 当前位置写字符子程序: E =1 RS=1 RW=0void LcdWriteData( char dataW ) {while( Lcd1602StatusPort & Busy ); // 检测忙信号Lcd1602WdataPort = dataW;}// 短延时void Delay5Ms(void){Uint i = 1552;while(i--);}//长延时void Delay400Ms(void){Uchar i = 5;Uint j;while(i--){j=3267;while(j--);};}void kbscan(void)//键盘扫描函数{Uchar line,row;P1=0xf0;if((P1&0xf0)!=0xf0){Delay5Ms();if((P1&0xf0)!=0xf0){// line=P1;row=0xfe;while((row&0x10)!=0){P1=row;if((P1&0xf0)!=0xf0){line=((P1&0XF0)|0X0F);keycl(row&line);//进入处理 }elserow=(row<<1)|0x01;}}}// return(0);}//键值处理函数void keycl(Uchar keyvol){Uchar i;Uchar k;Delay400Ms();Delay400Ms();switch(keyvol){case 0xeb:{ rdat++,k='1';s[rdat-1]=k;left( rdat,k); }break;//1case 0xdb:{ rdat++,k='2';s[rdat-1]=k;left( rdat,k); }break;//2case 0xbb:{ rdat++;k='3';s[rdat-1]=k;left( rdat,k); }break;//3case 0xed:{ rdat++,k='4';s[rdat-1]=k;left( rdat,k); }break;//4case 0xdd:{ rdat++,k='5';s[rdat-1]=k;left( rdat,k); }break;//5case 0xbd:{ rdat++,k='6';s[rdat-1]=k;left( rdat,k); }break;//6case 0xee:{ rdat++,k='7';s[rdat-1]=k;left( rdat,k); }break;//7case 0xde:{ rdat++,k='8';s[rdat-1]=k;left( rdat,k); }break;//8case 0xbe:{ rdat++,k='9';s[rdat-1]=k;left( rdat,k); }break;//9case0xd7:{ if((rdat!=0)|(mul==1)){rdat++;k='0';s[rdat-1]=k;left( rdat,k);} }break;//0 case 0xe7:{ rdat=0;add=0;subb=0;mul=0;div=0;lvalue=0;equ=0;//rvalue=0;result=0;dat[0]='0';for(i=1;i<7;i++){dat[i]=' ';}for(i=0;i<12;i++){s[i]=' ';}for(i=0;i<15;i++){DispOneChar(i,1,' ');}DispOneChar(15,1,'0');} break;//ON/Ccase 0x77:{if(rdat!=0){add=1;subb=0;mul=0;div=0;rdat=0;lvalue=atol(s);for(i=0;i<12;i++){s[i]=' ';} dat[0]='0';for(i=1;i<7;i++){dat[i]=' ';}}}break;//+case 0x7b:{if(rdat!=0){subb=1;add=0;mul=0;div=0;rdat=0;lvalue=atol(s);for(i=0;i<12;i++){s[i]=' ';}dat[0]='0';for(i=1;i<7;i++){dat[i]=' ';}}}break;//-case 0x7d:{if(rdat!=0){mul=1;add=0;subb=0;div=0;rdat=0;lvalue=atol(s);for(i=0;i<12;i++){s[i]=' ';}dat[0]='0';for(i=1;i<7;i++){dat[i]=' ';}}}break;//*case 0x7e:{if(rdat!=0){ div=1;add=0;subb=0;mul=0;rdat=0;lvalue=atol(s);for(i=0;i<12;i++){s[i]=' ';}dat[0]='0';for(i=1;i<7;i++){dat[i]=' ';}}}break;// /case 0xb7:{if(rdat!=0){equ=1;rdat=0;result=atol(s);for(i=0;i<12;i++){s[i]=' ';}dat[0]='0';for(i=1;i<7;i++){dat[i]=' ';}flagcon();for(i=10;i<15;i++){DispOneChar(i,1,' ');} DispOneChar(15,1,'0');}}break;//=}}//移位函数void left(Uchar rx,Uchar date){equ=0;switch(rx){case 1:dat[0]=date;break;case 2:dat[1]=dat[0],dat[0]=date;break;case 3:dat[2]=dat[1],dat[1]=dat[0],dat[0]=date;break;case 4:dat[3]=dat[2],dat[2]=dat[1],dat[1]=dat[0],dat[0]=date;break;case5:dat[4]=dat[3],dat[3]=dat[2],dat[2]=dat[1],dat[1]=dat[0],dat[0]=date;break;case6:dat[5]=dat[4],dat[4]=dat[3],dat[3]=dat[2],dat[2]=dat[1],dat[1]=dat[0],dat[0]=date;b reak;}}//进入加减乘除等于相应的操做void flagcon(void){if(add==1){result=lvalue+result;add=0;}if(subb==1){result=lvalue-result;subb=0;}if(mul==1){result=lvalue*result;mul=0;}if(div==1){result=lvalue/result;div=0;}num=sprintf(s,"%ld",result);}2.1.3系统实施下载安装Keil软件将代码一一写入运行烧写代码得到单片机程序，下载运行Proteus软件，将刚才得到的代码导入单片机中仿真模拟运行。