易计算器设计课程设计.docVIP

课程设计(论文) 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 学 号 系 、专 业 指 导 教 师 2013 年 6 月 24 日 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，采用汇编语言进行编程，并用proteus仿真。 关键词：计算器；AT89C51芯片；数码管；矩阵键盘 目录 第1章 设计说明 1 1.1 设计要求 1 1.2 性能指标 1 1.3 设计方案的确定 1 第2章 单片机主要原理 2 2.1 单片机概述 2 2.2 单片机最小系统 4 2.3 七段共阳极数码管 5 第3章 硬件设计 6 3.1 键盘电路的设计 6 3.2 显示电路的设计 7 第4章 软件设计 8 4.1 系统设计 8 4.2 显示与按键设计 9 第5章 调试与仿真 12 5.1 Keil C51单片机软件开发系统 12 5.2 proteus的操作 12 第6章 心得体会 17 参考文献 18 致谢 19 附录 程序清单 20 第1章 设计说明 1.1 设计要求 要求能实现小于255的数的加减乘除运算，采用4×4键盘，根据输入键的按下实现不同的功能，最终结果通过LED显示。 1.2 性能指标 本课程设计的十进制加法计算器的计算范围为0~255，计算结果全为整数，计算结果溢出结果不显示。 1.加法：三位加法，计算结果超过255溢出不显示 2.减法：三位减法，计算结果若小于零溢出不显示 3.乘法：三位数乘法 4.除法：整数除法 5.有清零功能 1.3 设计方案的确定 按照设计要求，本课题需要使用数码管显示和扩展4*4键盘，由于AT89C51芯片的I/O口不够多，而且为了硬件电路设计的简单化，故选择串行动态显示和用P1口扩展4*4键盘，扩展的4*4键盘定义十个数字键，六个功能键，使用串行动态显示显示运算结果。 主程序进行初始化，采用行列扫描进行查表得出键值，每次按键后调用显示子程序。 第2章 单片机主要原理 在该课程设计中，主要用到一个AT89C51芯片和串接的共阴数码管。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。 2.1 单片机概述 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。 通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。 单片机经过1、2、3，3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引脚的多功能化，以及低电压低功耗。 MSC-51芯片简介： 8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明： （1）中央处理器： 中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 （2）数据存储器(RAM)： 8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。 （3）程序存储器(ROM) ： 8051单片机具有64KB程序