基于单片机的多功能计算器设计_课程设计任务书.doc

PAGE PAGE 57 电子信息工程专业综合课程设计任务书 设计 题目 基于单片机的多功能计算器设计 设计类型 应用型 导师姓名 主要内容及目标 使用AT89C51单片机设计一个多功能计算器，主要用到矩阵键盘，LED数码管显示数据。要求进行硬件、软件系统设计。该计算器可以实现基本的计算还可以实现计时和倒计时的功能。 要求： （1）6位数范围内的计算显示 （2）要有错误提示 具有的设计条件 需要购买单片机、数据缓冲器、开关等电子元件一批。大约20元。 计划学生数及任务 计划需要3人 计划设计进程 1、从接题开始收集资料、准备设计 2、第1周 画出设计框图，制定设计方案 3、第2周 画出电路原理图，编写软件程序； 进行实验、电路调试和完善，同时编写设计报告 参考文献 （1）《跟我学用单片机》肖洪兵 第2版 北京：北京航空航天大学出版社, 2008.8 （2）《单片机高级教程》何立民 第1版．北京：北京航空航天大学出版社，2006.6 （3）《单片机基础》 李广第 第1版．北京：北京航空航天大学出版社，1999.8 摘要： 单片机的出现是计算机制造技术高速发展的产物，它是嵌入式控制系统的核心，如今，它已广泛的应用到我们生活中的各个领域，电子、科技、通信、汽车、工业等。我们这次设计的多功能科学计算器也是利用AT89C51单片机制作而成。 该计算器设计是采用C语言编写，实现了六位数范围内的加、减、乘、除基本的四则运算，此外该计算器除了具备基本的计算功能以外还具有计时和倒计时的功能，也就是说该计算器具有两个工作模式，计算模式和计时模式，而计时模式里又包含正计时和倒计时的功能，这样一个简易的计算器实现了多功能，比较实用和方便。 该设计电路是采用AT89C51单片机为主要控制电路，然后使用74LS245缓冲驱动电路驱动六位LED数码管显示数据，利用加上4×4矩阵键盘完成电路的实际操作。电路比较简单，但是很实用方便。 关键字：AT89C51 多功能 74LS245 LED 矩阵键盘 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1.方案论证与选择 h 5 1.1输入模块 h 5 1.2显示模块： h 6 2.其他硬件电路模块功能介绍： h 7 2.1驱动模块 h 7 2.2主控制模块 h 8 2.3操作模块 h 9 3.软件设计 h 10 3.1主功能计算器部分 h 10 3.2计时和倒计时部分 h 10 3.3功能按键 h 10 3.4软件流程图 h 10 4硬件设计 h 12 4.1电路工作框图 h 12 4.2 硬件电路图 h 13 4．3引脚锁定 h 13 5.电路测试结果 h 13 5.1代码提示信息 h 13 5.2模式转换电路图 h 14 5.3错误提示电路图 h 15 5.4正常计算结果显示图 h 15 6.该设计电路的改进思想 h 16 7.小结 h 16 8.参考文献 h 17 附录（程序清单） h 17 基于单片机的多功能计算器设计 1.方案论证与选择 1.1输入模块 方案一：采用独立式按键作为输入模块，其特点：直接用I/O口构成单个按键电路，接口电路配置灵活、按键识别和软件结构简单，但是当键数较多时，占用I/O口较多，比较浪费资源；其原理图如图1所示： 图1 独立的功能按键 方案二：采用矩阵式键盘作为输入电路，其特点：电路和软件稍复杂，但相比之下，当键数越多时越节约I/O口，比较节省资源。其原理图如图2所示： 图2 矩阵键盘输入 本设计使用键盘输入预置用于计算或计时，按键较多。若采用独立按键，需频繁按键，为软件设计增加负担，且操作界面不友好。若采用矩阵式按键，可以方便地输入一个数值，使操作界面更具人性化，节约了宝贵的I/O口资源。通过对比，故采用方案二作为系统输入模块。 1.2显示模块： 方案一：用LCD显示，要用LCD显示，需要学习其专用的驱动控制芯片，比如HD61203，软件实现较为复杂，且LCD的价格昂贵。 方案二：采用LED数码管串行静态显示，虽然其显示亮度高，但是如果显示器的位数较多，需要增加锁存器，故而静态显示占用I/O口线较多,CPU的开销较大。 方案三：采用LED数码管并行动态显示，显示亮度不及静态显示，但电路简单，适合于显示位数较多的情况。 表1 用LED显示器显示十六位进制数的字形代码在下图表示： 字型 共阳极代码 共阴极代码 字型 共阳极代码 共阴极代码 0 COH 3FH 9 90H 6FH 1 F9H 06H A 88H 77H 2 A4H 5BH B