课程设计-十进制加法计算器设计

课程设计(论文)任务书

电气学院电力系统专业12（1 ）班

一、课程设计(论文)题目：十进制加法计算器设计

二、课程设计(论文)工作自2015年1 月12 日起至2015 年1月16 日止。

三、课程设计(论文) 地点: 电气学院机房10-303

四、课程设计(论文)容要求：

1．课程设计的目的

（1）综合运用单片机原理及应用相关课程的理论知识和实际应用知识，进行单片机应用系统电路及程序设计，从而使这些知识得到进一步的巩固，加深和发展；

（2）熟悉和掌握单片机控制系统的设计方法，汇编语言程序设计及proteus 软件的使用；（3）通过查阅图书资料、以及书写课程设计报告可提高综合应用设计能力，培养独立分析问题和解决问题的能力。

2．课程设计的容及任务

课程设计容:利用单片机及一些外围电路设计一个简易的十进制加法计算器

，硬件电路设计大概主要包括：键盘电路，显示电路以及复位电路和晶振电路。

软件方面的设计主要包括：LED显示程序设计、数值送显示缓存程序设计、读键子程序设计、运算程序的设计。

课程设计任务：设计一个键盘显示装置，键盘上除了定义0~9共10个数字键外，还要相应的功能健，其它键不定义无响应。利用此系统可分别输入十进制被加数和加数，实现两个数相加并将结果以十进制形式显示出来。

3.课程设计说明书编写要求

（1）设计说明书用A4纸统一规格，论述清晰，字迹端正，应用资料应说明出处。

（2）说明书容应包括（装订次序）：题目、目录、正文、设计总结、参考文献等。应阐述整个设计容，要重点突出，图文并茂，文字通畅。

（3）报告容应包括方案分析;方案对比;整体设计论述;硬件设计（电路接线，元器件说明，硬件资源分配）;软件设计（软件流程，编程思想，程序注释，）

调试结果;收获与体会;附录（设计代码放在附录部分，必须加上合理的注释）

（4）

学生签名：

2015年1月16 日

课程设计(论文)评审意见

（1）总体方案的选择是否正确；正确（）、较正确（）、基本正确（）

（2）程序仿真能满足基本要求；满足（）、较满足（）、基本满足（）

（3）设计功能是否完善；完善（）、较完善（）、基本完善（）

（4）元器件选择是否合理；合理（）、较合理（）、基本合理（）

（5）动手实践能力；强（）、较强（）、一般（）

（6）学习态度；好（）、良好（）、一般（）

（7）基础知识掌握程度；好（）、良好（）、一般（）（8）回答问题是否正确；正确（）、较正确（）、基本正确（）、不正确（）（9）程序代码是否具有创新性；全部（）、部分（）、无（）

（10）书写整洁、条理清楚、格式规；规（）、较规（）、一般（）

总评成绩优（）、良（）、中（）、及格（）、不及格（）

评阅人：

年月日

摘要

随着社会科技的发展和进步，计算器因其功能强大而早已成为人们日常生活中必不可少的工具，最简单的计算器就能实现简单的加减乘除运算，这让人们免去了复杂的计算过程，大大提高了工作效率。本文利用C51系列单片机系统设计的简易十进制加法计算器，就能够实现简单的加法运算。

本文设计的简易十进制加法计算器系统硬件电路主要包括：键盘电路，显示电路以及复位电路和晶振电路。复位电路采用的是上电与手动复位，系统一上电，芯片就复位，或者中途按按键也可以进行复位；数码管显示电路采用三个并行设计；由于需要读取键盘的行值和列值，减少I/O的使用，故键盘扫描采用反转法；键盘电路设计，至于按键的独立行，由于计算器输入数字和其他功能按键都用到很多按键，如果按键独立的话，编程会比较简单，但是会占用大量的I/O 口资源，而单片机只有四个八位的I/O口，这样可能会导致I/O口不够用，因此采用非独立式的矩阵键盘方案。软件设计方面选用最基本的思路。首先进行参数初始化，并LED显示；然后扫描键盘看是否有按键输入，若有，则读取键码；并判断键码是数字键、清零键还是功能键（“+”、“=”），是数值键则送数码管显示并保存数值，是清零键则做清零处理，是功能键则又判断是“+”还是“=”，若是“=”则将计算最后结果送数码管显示，若是加法功能键则不显示。最后通

过Proteus软件仿真结果完全正确，最终完成了设计。

关键词：单片机十进制加法计算器矩阵键盘扫描法LED

目录

一、系统方案设计与分析 (5)

1.1方案分析 (5)

1.2方案对比 (5)

1.3系统总设计 (6)

二、硬件电路设计 (6)

2.1单片机介绍 (7)

2.2 单片机最小系统 (8)

2.2.1 复位电路 (8)

2.2.2 晶振电路 (9)

2.3 显示数码管电路设计 (10)

2.4 键盘电路设计 (10)

2.4.1键盘扫描 (11)

2.4.2 键盘电路设计 (11)

2.5 系统完整电路设计 (12)

三、软件设计 (12)

3.1 LED显示程序设计 (13)

3.2 数值送显示缓存程序设计 (14)

3.3读键子程序设计 (15)

3.4运算程序的设计 (16)

四、系统仿真与调试 (18)

4.1 Keil C51单片机软件开发系统 (19)

4.2 proteus的操作 (20)

4.2.1 硬件电路图的接法操作 (20)

4.2.2 Proteus中课程设计的仿真结果 (20)

五、心得体会 (22)

六、参考文献 (23)

一、系统方案设计与分析

1.1方案分析

本设计是基于C51系列单片机来进行的数字计算器系统的设计，可以完成计算器的键盘输入，然而传统的简易计算器的键盘输入键盘都采用的是矩阵形式的电路，键盘上一般存在有数字键、功能键、清零键，可以进行简单的加、减、乘、除四则基本运算。而我们本次课题是要设计一个简单的十进制加法计算器，并在4位共阳极数码管上显示相应的结果，那意味着要先扫描键盘上的按钮，读取键码，将键值读入单片机，然后将这些键值放入数值缓冲程序里等待处理，键值进过运算程序后的结果送入输出口并显示出来，结果的显示也要经过显示程序才能实现，我们采用四位的数码管显示数值。

本课设设计电路采用的是AT89C51单片机为主要控制芯片，再利用一些外围电路实现十进制的加法功能；软件方面采用Protues