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简易计算器的设计 微机原理课设 武汉理工

简易计算器的设计 微机原理课设 武汉理工
简易计算器的设计 微机原理课设 武汉理工

摘要

21世纪是一个信息化日益加快的时代,它对人才的需求也呈现出新的变化趋势。对计算机的掌握已成为了当今时代对人才考验的一项重要指标;大学计算机公共课程也面临着新的机遇和挑战。基于此事实,微机原理课程在计算机教学上强调了对当今学生在“难度—深度—强度”三维同步教学上的侧重,并极力注重学生的实践能力的培养,本次课程设计,老师通过给学生布置一定的设计任务,而学生分组实践完成,从而达到对学生计算机原理知识的教学和汇编语言程序的锻炼。

汇编语言是联系C等高级语言到机器语言的重要编程语言,其指令是机器指令的一种符号表示,具有很强的机器相关性;也正基于此,可以实现起执行效率的很大提高

本次课设是基于汇编语言的计算器设计,通过编写相应的程序代码实现一个16进制的简单计算器设计。其能够实现实现16进制整数的加减乘除计算,通过键盘输入两个数据及选择运算符,回车输出16进制的结果。

关键词:汇编语言计算器 16进制

简易计算机课程设计

一、设计目的

本次课程设计的实验目的是通过该实验掌握较复杂程序的设计。能够独立完成用程序对8255控制键盘和LED显示的控制,完成计算器加减法的应用。独立编写程序,明白和掌握程序的原理和实现方式。为以后的设计提供经验。学习和掌握计算机中常用接口电路的应用和设计技术,充分认识理论知识对应用技术的指导性作用,进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。通过这次设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解,使自己的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。

微机原理课程设计的意义是为了使学生加深对所学的微机原理知识的理解,培养学生的专业素质,提高其利用微机原理知识处理问题的能力,为今后专业课程的学习、毕业设计和工作打下良好的基础。使学生能比较扎实地掌握微机原理的基础知识和基本理论,掌握控制系统及有关设备的分析、开发等基本技能,受到必要工程训练、初步的科学研究方法训练和实践锻练,增强分析问题和解决问题的能力,了解微机原理和接口技术的新发展。

二、设计内容

基于PROTEUS的简易计算器的设计及仿真

要求:(1)设计一个简易的计算器,能实现两位数的四则运算功能,具有清零和复位功能;

(2)计算器包括键盘和显示单元,其中键盘要求至少具备数字键、运算功能键;

(3)选用合适的接口芯片及元器件,设计基于8086 CPU的最小系统;

(4)在Proteus中绘制系统原理图,并仿真实现。

三、设计要求

在课程设计时,1人1题,同批次同学中选择同一题的人数不超过3人。在教师指导下,可以相互讨论,但设计报告由学生独立完成,不得互相抄袭。教师的主导作用主要在于指明设计思路,启发学生独立设计的思路,解答疑难问题和按设计进度进行阶段审查。学生必须发挥自身学习的主动性和能动性,主动思考问题、分析问题和解决问题,而不应处处被动地依赖指导老师。同学应积极主动的提出问题、解决问题、讨论问题,互相帮助和启发。

学生在设计中可以引用所需的参考资料,避免重复工作,加快设计进程,但必须和题目的要求相符合,保证设计的正确。指导教师要引导学生学会掌握和使用各种已有的技术资料,不能盲目地、机械地抄袭资料,必须具体分析,使设计质量和设计能力都获得提高。学生要在老师的指导下制定好自己各环节的详细设计进程计划,按给定的时间计划保质保量的完成个阶段的设计任务。设计中可边设计,边修改,软件设计与硬件设计可交替进行,问题答疑与调试和方案修改相结合,提高设计的效率,保证按时完成设计工作并交出合格的设计报告。

四、设计原理与硬件电路

设计的思路是:首先利用程序不断扫描键盘是不是有输入,如果没有就一直扫描,如果有就停止扫描,完成输入,利用汇编的程序核对输入键的数值,通过调用子程序完成数据的储存或者是加减的运算。运算完成后将运算的结果储存并显示到LED显示器上。

各部分硬件功能:

可编程并行通信接口芯片8255A

8255A内部结构

1. 并行输入/输出端口A,B,C

8255A内部包括三个8位的输入输出端口,分别是端口A、端口B、端口C,相应信号线是PA7~PA0、PB7~PB0、PC7~PC0。端口都是8位,都可以作为输入或输出。通常将端口A和端口B定义为输入/输出的数据端口,而端口C则既可以作数据端口,又可以作为端口A和端口B的状态和控制信息的传送端口。

2.A组和B组控制部件

端口A和端口C的高4位(PC7~PC4)构成A组;由A组控制部件实现控制功能。端口B和端口C的低4位(PC3~PC0)构成B组;由B组控制部件实现控制功能。A组和B组利用各自的控制单元来接收读写控制部件的命令和CPU通过数据总线(D0~D7)送来的控制字,并根据他们来定义各个端口的操作方式。

3. 数据总线缓冲存储器

三态双向8位缓冲器,是8255A与8086CPU之间的数据接口。与I/O操作有关的数据、控制字和状态信息都是通过该缓冲器进行传送。

4. 读/写控制部件

8255A完成读/写控制功能的部件。能接收CPU的控制命令,并根据控制命令向各个功能部件发出操作指令。

CS 片选信号:由CPU输入,有效时表示该8255A被选中。RD, WR 读、写控制信号:由CPU输入。RD有效表示CPU读8255A,WR有效表示CPU写8255A。RESET 复位信号:由CPU输入。RESET信号有效,清除8255A中所有控制字寄存器内容,并将各个端口置成输入方式。

定义工作方式控制字:

工作方式0:8255A中各端口的基本输入/输出方式。

键盘输入模块

键盘是常用信息输入元件,其实键盘也是由一个个按钮组成,如果是独立按钮的话必须要需要一个I/O口对它进行检测,而键盘往往这需要键盘按钮数一半的I/O口数对它进行检测,也许对一个比较简单的系统I/O口数一般不是问题,但对于一个大型、复杂的系统来说I/O资源就显得非常珍贵了,尽量减少I/O使用是非常利于降低成本,另外一方面键盘比用独立按键要美观,这也是键盘能够长期得到人们青睐的原因,可是硬件上的节省必然导致软件上编程的复杂,那就来看看键盘到底使软件编程有多复杂?

下图是一个3*3键盘的结构图,因为3*4键盘有7个管脚,于是将键盘接8255A 的PC口,至于为什么选择PC是有原因的,进行键盘扫描一般要求有一部分的I/O 口的工作方式是输入,另一部分I/O是输出,具体到3*3键盘则要求3个I/O口输入,另外3个输出,这一点PC口刚好符合,而PA、PB口要么全部输入或输出,所以只能是PC口接键盘。

硬件电路如下图所示:

五、设计流程图

STACK SEGMENT PARA PUBLIC 'STACK'

DB200DUP (0)

STACK ENDS

DATA SEGMENT

;----------------------主程序中的提示信息-------------------------

STR1 DB0AH,0DH, ' *************************************$'

STR2 DB0AH,0DH, ' ** * Welcome to come * **$'

STR3 DB0AH,0DH, ' ** * * **$'

STR4 DB0AH,0DH, ' *************************************$'

STR5 DB0AH,0DH, '>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>$'

STR6 DB0AH,0DH,' please input an operators,such as:','+', '-', '*', '/','$' STR7 DB0AH,0DH,' :','$'

STR8 DB0AH,0DH,'your choose is wrong,please again!','$'

STR9 DB0AH,0DH,'please input data1:','$'

STR10 DB0AH,0DH,'please input data2:','$'

STR11 DB0AH,0DH,'The result is:_','$'

STR12 DB0AH,0DH,' -','$'

STR13 DB0AH,0DH,'You input the illegal shuju,please again!'

STR14 DB0AH,0DH,'Press Q or q to Exit,Press others button to come again,!','$' DATA1 DW ?

DATA2 DW ?

DATA ENDS

CODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK

START:

MOV AX,DATA

MOV DS,AX

DISP MACRO M

LEA DX,M

MOV AH,9

INT21H

ENDM

DISP STR1

DISP STR2

DISP STR3

DISP STR4

HJ:

DISP STR5

DISP STR9

XOR AX,AX

XOR BX,BX

DATA01:

MOV AH,1;键盘输入并回显

INT21H;DOS调用

CMP AL,0DH

JZ L1

CMP AL,30H;与0的ASCII码比较

JAE J3 ;如果输入数字大于等于0则跳转至J3 JMP D2

J3:CMP AL,39H;与9比较的ASCII码比较

JBE J4 ;如果小于或等于9则跳转至J4

JMP J5 ;如果大于等于9的话则跳转J5

J5:CMP AL,41H;与A比较的ASCII码比较

JAE J6 ;如果大于等于A的话则跳转J6

JMP D2 ;如果小于等于A的话则跳至D2

J6:CMP AL,46H;与F的ASCII码比较

JBE J10 ;如果小于或等于F的ASCII码则跳转至J10 JMP J7 ;如果大于F的ASCII码值则跳至J7

J7:CMP AL,61H;与a的ASCII值比较

JAE J8 ;大于或等于的话则跳转至J8

JMP D2 ;小于的话则跳至D2

J8:CMP AL,66H;与f的ASCII值比较

JBE J9 ;小于或等于的话则跳转至J9

JMP D2 ;否则的话则跳至D2

J9:AND AL,0DFH;

JMP J10

J4:SUB AL,30H

JMP D1

J10:SUB AL,37H;

D1:CBW

XCHG AX,BX

MOV DI,10H

MUL DI

XCHG AX,BX

ADD BX,AX

JMP DATA01

L1: MOV DATA1,BX

XOR BX,BX

DISP STR10 ;显示提示输入数据二的信息

DATA02:

MOV AH,1;键盘输入并回显

INT21H;DOS调用

CMP AL,0DH

JZ L2

CMP AL,30H;与0的ASCII码比较

JAE K3 ;如果输入数字大于等于0则跳转至K3 JMP D2

K3:CMP AL,39H;与9比较的ASCII码比较

JBE K4 ;如果小于或等于9则跳转至K4

JMP K5 ;如果大于等于9的话则跳转K5

K5:CMP AL,41H;与A比较的ASCII码比较

JAE K6 ;如果大于等于A的话则跳转K6

JMP D2 ;如果小于等于A的话则跳至D2

K6:CMP AL,46H;与F的ASCII码比较

JBE K10 ;如果小于或等于F的ASCII码则跳转至K10 JMP K7 ;如果大于F的ASCII码值则跳至K7

K7:CMP AL,61H;与a的ASCII值比较

JAE K8 ;大于或等于的话则跳转至K8

JMP D2 ;小于的话则跳至D2

K8:CMP AL,66H;与f的ASCII值比较

JBE K9 ;小于或等于的话则跳转至K9

JMP D2 ;否则的话则跳至D2

K9:AND AL,0DFH;

JMP K10

K4:SUB AL,30H

JMP D4

K10:SUB AL,37H;

D4:CBW

XCHG AX,BX

MOV DI,10H

MUL DI

XCHG AX,BX

ADD BX,AX

JMP DATA02

L2:

MOV DATA2,BX

MOV AX,DATA1

MOV BX,DATA2

PUSH AX

PUSH BX

DISP STR6

ZIFU:

DISP STR7

MOV AH,1

INT21H

CMP AL,'+'

JZ ADD0 ;若运算符为“+”,则跳转到ADD0

CMP AL,'-'

JZ SUB0 ;若运算符为“-”,则跳转到SUB0

CMP AL,'*'

JZ MUL0 ;若运算符为“*”,则跳转到MUL0

CMP AL,'/'

JZ DIV0 ;若运算符为“/”,则跳转到DIV0 DISP STR8 ;若输入不合法,则显示提示信息JMP ZIFU ;若输入不合法,则重新输入

;-------------------进行加法运算-----------------------ADD0:

DISP STR1

DISP STR11 ;显示结果的信息

DISP STR7

POP BX

POP AX

ADD AX,BX

CALL CHANGE

MOV DX,AX

CALL DONE

RET

;-------------------进行减法运算-----------------------SUB0: DISP STR1

DISP STR11 ;显示结果的信息

DISP STR7

POP BX

POP AX

CMP AX,BX;比较两数大小

JAE SUB1 ;如果AX>=BX则跳转

XCHG AX,BX

PUSH AX

PUSH BX

DISP STR12 ;显示一个负号

POP BX

POP AX

SUB1: SUB AX,BX

CALL CHANGE

MOV DX,AX

CALL DONE

RET

;-------------------进行乘法运算-----------------------MUL0: DISP STR1

DISP STR11 ;显示结果的信息

DISP STR7

POP BX

POP AX

MUL BX

CALL CHANGE

MOV DX,AX

CALL DONE

RET

;-------------------进行除法运算-----------------------DIV0: DISP STR1

POP BX

POP AX

CMP BX,'0'

CALL ERROR_DATA

DISP STR11 ;显示结果的信息

DISP STR7

CBW

DIV BX

CALL CHANGE

MOV DX,AX

CALL DONE

RET

;-------------------------------------------------

;以下为提示输入不合法数据的模块

ERROR_DATA PROC NEAR;:

DISP STR13

DISP STR10

JMP DATA02

ERROR_DATA ENDP

;------------------------------------------------

;以下为设计一个将16进制数转化为其对应ASCII码的子模块

JG_xshi PROC NEAR

CWD ;将字转换为双字,AX内容符号扩展到DX DIV CX

PUSH DX

MOV DL,AL

ADD DL,30H;将对应的数字变成其ASC码值

MOV AH,2;将DL寄存器中的内容字符显示输出

INT21H;DOS调用

POP DX

MOV AX,DX

RET

JG_xshi ENDP

;-----------------------------------------------

;检验AX中放入的数据

CHANGE PROC NEAR

CMP AX,1000H

JAE C1 ;AX≥1000则转移

CMP AX,100H

JAE C2 ;AX≥100则转移

CMP AX,10H

JAE C3 ;AX≥10则转移

JMP C4 ;AX<10

C1: MOV CX,1000H

CALL JG_xshi

C2: MOV CX,100H

CALL JG_xshi

C3: MOV CX,10H

CALL JG_xshi

C4: MOV CX,1H

CALL JG_xshi

RET

CHANGE ENDP

;-----------------------------------------------;询问下一步操作是结束还是继续

DONE PROC NEAR

DISP STR14

MOV AH,7

INT21H

CMP AL,'Q'

JZ EXIT

CMP AL,'q'

JZ EXIT

JMP HJ

DONE ENDP

;------------------------------------------------D2:

PUSH AX

PUSH BX

DISP STR13

POP BX

POP AX

JMP HJ

RET

EXIT:

MOV AX,4C00H

INT21H

CODE ENDS

END START

六、程序代码

编程也可以主要分为三部分;键盘扫描、数据处理、数码管显示,另外还有译码电

路,8255各口的地址所使用的是200H-207H。8255A采用的是方式0,A组输入,B组输

出。

七、设计总结体会

本次课程设计师自由选择设计课题的,我选择了简易加减法计算器的题目,看起来不是很难,但是真正做起来才发现其困难之处。

本次的课程设计是一个相对而言比较难的设计,因为这次设计不仅仅是课本上知识的整合,而且还有很多是课外的扩展。这次课程设计可以说是一个挑战。我们做的题目是简易计算器的设计。才开始思路很清晰。或许是因为我们司空见惯了这种小机器,可是等做起来发现真的好难。首先8255A的初始化和8086的接线也是十分简单,但是等到编成的时候发现有很多不懂得地方,觉得很容易的算法在编程中很难实现。于是我开始查看课本和有关的资料,知道了一些编程常用的方法。受益匪浅。而后我用心编写这程序。经过自己的努力和同学的帮助终于完成了相应的要求。

本次课程设计,不仅使我加深了对接口程序设计的认识,对接口各部件的工作原理也有了进一步的了解,也增强了分析故障的能力,更重要的是培养了我们面对问题、解决问题的能力。从理论知识上我对8086和8255的作用、功能以及初始化更加熟悉,并且有了客观上的理解。对键盘的使用和数码管显示问题也完全弄懂了。这次课程设计还是比较成功的。

当然我还有很多不足之处,比如知识掌握的不够全面,研究的深度不够,有问题畏畏缩缩不敢问,程序编写不会查漏补缺。课后没有及时解决课上的问题留到第二天上课程设计在想办法,这说明我的惰性也很强。这些都是我需要去改进的地方。我会在以后的学习中多加注意。

最后感谢老师的辛苦指导,使我的设计能过成功实现,使我完成了这次课程设计。

另外感谢网络给予我便利,让我找到有些相关资料帮我解决了一些问题。同时也感谢与

我一起学习、探讨,一起研究、查找资料的唐云虹同学。

简单计算器c++课程设计

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

android简单计算器课程设计

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

基于单片机的简易计算器设计

目录 引言 (1) 第一章设计原理及要求 (2) 1.1设计方案的确定 (2) 1.2系统的设计方案 (2) 1.3系统的设计要求 (2) 第二章硬件模块设计 (4) 2.1单片机AT89C51 (4) 2.1.1 AT89C51芯片的特点 (5) 2.1.2 管脚说明 (5) 2.1.3 振荡器特性 (7) 2.1.4 芯片擦除 (7) 2.2键盘控制模块 (7) 2.2.1 矩阵键盘的工作原理 (8) 2.2.2 键盘电路主要器件介绍 (8) 2.3LCD显示模块 (10) 2.3.1 显示电路 (11) 2.3.2 LCD1602主要技术参数 (11) 2.3.3 引脚功能说明 (11) 2.4运算模块(单片机控制) (12) 第三章软件设计 (14) 3.1功能介绍 (14) 3.2系统流程图 (14) 3.3程序 (16) 第四章系统调试 (17) 4.1软件介绍 (17) 4.1.1 Keil uVision2仿真软件简介 (17) 4.1.2 protues简介 (17)

4.2软件调试 (18) 4.2.1 软件分析及常见故障 (18) 4.2.2 仿真结果演示 (20) 4.3硬件调试 (21) 结束语 (23) 参考文献 (24) 附录 (25) 致谢 (36)

引言 计算工具最早诞生于中国,中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策,也被叫做算筹。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。另外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、乘方和开方运算,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。1642年,年仅19岁的法国伟大科学家帕斯卡引用算盘的原理,发明了第一部机械式计算器,在他的计算器中有一些互相联锁的齿轮,一个转过十位的齿轮会使另一个齿轮转过一位,人们可以像拨电话号码盘那样,把数字拨进去,计算结果就会出现在另一个窗口中,但是它只能做加减运算。1694年,莱布尼兹在德国将其改进成可以进行乘除的计算。此后,一直到20世纪50年代末才有电子计算器的出现。

AT89C51单片机简易计算器的设计

AT89C51单片机简易计算器的设计 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的各个领域,电子、科技、通信、汽车、工业等。本设计是基于51系列单片机来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、除六位数范围内的基本四则运算,并在LCD上显示相应的结果。设计电路采用AT89C51单片机为主要控制电路,利用MM74C922作为计算器4*4键盘的扫描IC读取键盘上的输入。显示采用字符LCD静态显示。软件方面使用C语言编程,并用PROTUES仿真。 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:

微机原理课件设计简易计算器

二○一一~二○一二学年第一学期 信息科学与工程学院 自动化系 课程设计计划书 课程名称:微机原理及应用课程设计班级:自动化0901 姓名:王立 学号:200904134032 指导教师:孟志华 二○一一年十二月六日

一、课题名称 简易计算器设计 二、课题目的 利用8088和8255设计一个简易计算器,并将其结果显示在LED数码管上。熟悉系统设计的基本步骤,掌握8088与8255的接口设计,掌握通过8255设计键盘扫描技术,掌握通过8255显示七段共阴极数码管设计。加强对8088数据总线,地址总线及接口寻址的理解,加深对8255的端口控制的理解。 三、需求分析 (1)能够实现99以内的加减乘法运算,并显示在2位LED上。 (2)对于减法运算产生的负数,可在LED上显示“-”号,若负量超过9,则显示“E0”。 四、方案选择 方案一: 该方案将LED显示电路直接接在8088的DB上,而键盘则采用8255进行扫描。

方案二: 该方案则是将LED显示电路和键盘扫描电路分别接在两个不同的8255上,扫描和显示时,选中不同的8255。 方案三: 该方案则只用一片8255驱动LED显示和键盘扫描电路。 方案评估: 方案一:LED显示驱动电路实现起来较简单,但是很浪费系统总线资源,舍弃! 方案二:释放了系统数据总线,但是方案缺乏经济性,因为采用了两片8255,与建设资源节约型社会初衷冲突!舍弃! 方案三:此种方案较为经济,方便,具有模块化的特点(因为将计算和显示电路全部集成在了8255上,应用时,直接挂接8255即可实现要求!) 综上所述:采用方案三!

五、程序流程图 程序总流程图:

简易计算器的设计与实现

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

简易计算器课程设计

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

计算器模拟系统设计-毕业设计

计算器模拟系统设计 学生:XXX 指导教师:XXX 内容摘要:本设计是基于51系列的单片机进行的简易计算器系统设计,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 74lS164,输入用4×4矩阵键盘。显示用5位7段共阴极LED静态显示。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 软件用汇编语言进行编程,并用proteus仿真。 关键词:LED 计算器 AT89C51芯片 74LS164

Calculator simulation system desig n Abstract:The design is a simple calculator based on 51 series microcontroller system design, to complete the calculator keyboard input, add, subtract, multiply, and in addition to three unsigned numeric simple four operations, and the corresponding result will be displayed on the LED. The design process of hardware and software aspects of the synchronous design. Hardware choose AT89C51 microcontroller and 74ls164--enter the 4 × 4 matrix keyboard. Static display with five 7-segment common cathode LED display. Software calculator function from the analysis, flow charts, design, and then program the preparation of system design. Selected to compile the most efficient Keil software in assembly language programming, and with proteus simulation. Keywords: LED calculator AT89C51 chip 74LS164

基于LabVIEW的简易计算器设计

第1章绪论 1.1 虚拟仪器简介 虚拟仪器(virtual instrument)是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式,一种是将计算机装入仪器,其典型的子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小,这类仪器功能也越来越强大,目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托,实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。上面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。 虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内,使用较为广泛的计算机语言是国NI公司的LabVIEW。 虚拟仪器的起源可以追溯到20世纪70年代,那时计算机测控系统在国防、航天等领域已经有了相当的发展。PC机出现以后,仪器级的计算机化成为可能,甚至在 Microsof t公司的 Windows 诞生之前,NI公司已经在Macintosh计算机上推出了LabVIEW2.0 以前的版本。对虚拟仪器和 LabVIEW [2]长期、系统、有效的研究开发使得该公司成为业界公认的权威。目前LabVIEW 的最新版本为 LabVIEW2011,LabVIEW 2009 为多线程功能添加了更多特性,这种特性在1998 年的版本 5 中被初次引入。使用 LabVIEW 软件,用户可以借助于它提供的软件环境,该环境由于其数据流编程特性、LabVIEW Real-Time 工具对嵌入式平台开发的多核支持,以及自上而下的为多核而设计的软件层次,是进行并行编程的首选。 普通的 PC 有一些不可避免的弱点。用它构建的虚拟仪器或计算机测试系统性能不可能太高。目前作为计算机化仪器的一个重要发展方向是制定VXI 标准,这是一种插卡式的仪器。每一种仪器是一个插卡,为了保证仪器的性能,又采用了较多的硬件,但这些卡式仪器本身都没有面板,其面板仍然用虚拟的方式在计算机屏幕上出现。这些卡插入标准的 VXI 机箱,再与计算机相连,就组成了一个测试系统。VXI仪器价格昂贵,目前又推出了一种较为便宜PXI 标准仪器。 1.2 LabVIEW简介 LabVIEW是一种程序开发环境,由美国国家仪器(NI)公司研制开发,类似于C 和BASIC开发环境,但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是:其他计算机语

单片机简易计算器课程设计

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 #include #include/* isdigit()函数*/ #include/* atoi()函数*/ #define uchar unsigned char #define uint unsigned int

单片机课程设计——基于C51简易计算器

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

VerilogHDL简单计算器设计

目录 第一章设计目的及任务要求..................................................................................... 错误!未定义书签。 设计目的................................................... 错误!未定义书签。 设计任务................................................... 错误!未定义书签。 课设要求................................................... 错误!未定义书签。第二章设计思路............................................... 错误!未定义书签。 设计总体框图............................................... 错误!未定义书签。 设计原理................................................... 错误!未定义书签。 计算其原理............................................. 错误!未定义书签。 数码显示原理........................................... 错误!未定义书签。 八位数码管扫描的原理................................... 错误!未定义书签。第三章设计源程序及分析....................................... 错误!未定义书签。 计算器模块................................................. 错误!未定义书签。 计算器源程序........................................... 错误!未定义书签。 计算器程序分析......................................... 错误!未定义书签。 数码管显示部分...................................................................................................... 错误!未定义书签。 数码管显示源程序.......................................................................................... 错误!未定义书签。 数码管显示程序分析..................................................................................... 错误!未定义书签。 循环扫描模块........................................................................................................... 错误!未定义书签。 循环扫描程序................................................................................................... 错误!未定义书签。 循环程序分析................................................................................................... 错误!未定义书签。 总程序及其分析...................................................................................................... 错误!未定义书签。第四章时序仿真和结果验证..................................................................................... 错误!未定义书签。

第02讲 简易计算器的设计

第02讲计算器 2.1 计算器简介 大家都知道,计算器是日常生活中不可缺少的一个工具,在Microsoft的Windows操作系统中,附带了一个计算器程序,有标准型和科学型两种模式。Windows XP下的标准型和科学型计算器程序分别如图2-1和图2-2所示。 图2-1 Windows XP下的标准型计算器 图2-2 Windows XP下的科学型计算器 Windows操作系统下附带的计算器程序功能相当的强大,本课我们将模仿Windows的计算器,使用Visual C# 2005开发平台开发一个功能相对简单的计算器应用程序,它能完成加、减、乘、除运算。 接下来详细的介绍简易计算器的设计方法和步骤。

2.2 界面设计及属性设置 用户界面设计是软件开发中非常重要的一个部分,用户界面的好坏直接影响软件的质量,本节将介绍如何设计简易计算器的用户界面以及界面上各控件的属性设置。 2.2.1 界面设计 打开Visual Studio 2005开发工具,新建一个Windows应用程序,然后在窗体上依次放置1个TextBox和17个Button控件,如图2-1所示(设置好属性后)。 图2-1 计算器用户界面 2.2.2 属性设置 窗体和各控件的属性设置如表2-1所示。 表2-1 窗体和各控件的属性

2.3 编写代码 本程序需要用到一些公共变量,例如用来接收操作数、运算结果,判断输入的是否为小数等,因此首先在代码的通用段声明以下变量: //****************************************************************** double num1, num2, result; // 操作数及运算结果 bool decimalFlag = false; // 判断输入的是否为小数 string myOperator; // 操作类型 //******************************************************************

简易计算器课程设计

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。

(完整版)基于51单片机简易计算器的设计毕业设计

本科毕业论文 题目:基于51单片机简易计算器的设计 院(系):物理与电子工程学院 专业:应用物理学 学生姓名:王彬 指导教师:王强 职称:

2014年11月5日 目录 摘要 (1) 关键字 (1) 引言 (1) 1、单片机及其应用 (2) 1.1 单片机介绍 (2) 1.2 单片机应用 (2) 1.3 AT89C51单片机 (3) 2、LCD1602和74LS08的工作理 (7) 2.1 选取LCD1602 ……………………………………………………… 2.2 LCD1602的功能和指令现………………………………………………… 2.3 74LS08的功能………………………………………… 3、系统实现模块框 架…………………………………………………………… 3.1 硬件设计电路框 图……………………………………………………… 3.2 实现原理框

图…………………………………………………………… 4、硬件设计及仿真…………………………………………………………… 4.1 晶振、复位电路的设 计………………………………………………… 4.2 按键电路的设计……………………………………………… 4.3 LCD1602显示电路的设计………………………………………… 5、软件设计…………………………………………………………… 6、总结…………………………………………………………… 7、参考文献…………………………………………………………… 8、附件…………………………………………………………… 摘要:简易计算器在人们的生活中应用极为广泛,由于它主要进行一些简单的运算,适用性强,并且方便携带,所以在许多的地方都必不可缺,比如在办公,交易等等。本系统主要介绍计算器实现简易计算的这个详细的过程,它的电路是以AT89C51单片机作为核心器件的,并且它的功耗低,能再3V的低压下工作,有时也可按照要求提升一定的电压。它的硬件部分主要由AT89C51单片机、按键、LCD1602显示屏、指示灯系统等部分构成。软件部分,是在Keil平台用C语言编写程序,包括运算、复位、延时、计算等。其次电路的设计会再proteus上面进行仿真,以保障硬件电路的正确。 关键字:AT89C51单片机;LCD1602显示屏;74LS08;按键;C语言。引言:计算器是日常学习和生活中的好帮手,比如对工科的学生来说,常常要用到基本的 +,-,* ,/ 运算,备有一个科学计算器在手边,可以把繁琐的计算迅速解决,对学习事半功倍。单片机是一种集成的电路芯片,它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

单片机设计简易计算器

简易计算器 Simply Calculator 1 设计思想 此计算器有键盘部分、单片机、显示部分三部分组成,键盘部分主要完成输入功能;单片机主要完成数据处理功能,包括确定按键,完成运算,以及输出数据;显示器部分主要完成单片机输出的显示。 本设计的思路是利用单片机性能好,稳定性强的优点来实现系统的运行。设计大致可以分为三个步骤:第一步,硬件的选取和设计;第二步,程序的设计和调试;第三步,Protues 系统仿真。 硬件是设计的骨骼,不仅关系到设计总体方向的确定,还要综合考虑节能,环保,以及稳定性和经济性等各种因素。因此需要花费大量的时间。硬件的选取最为重要,包括选用的芯片,显示设备的选取,输入设备的选取等。本设计是通过单片机来实现的,因此选用了ATMEGA16单片机作为主体,输入设备选用矩阵键盘。程序是硬件的灵魂,是实现设计的中心环节。本设计使用的程序语言是C语言,在“ICC AVR”中运行,调试,直到运行出正确结果,然后输出后缀名为.HEX格式的文件,以备在Protues中仿真使用。程序是设计的关键,程序的调试需要大量的时间,耐心,还够要有足的细心才能成功。本设计中就出现了大量的错误,经过认真修改,最终才能运行出正确结果。最后的系统仿真是设计是否成功的验证,是设计不可缺少的重要环节。这就要求能掌握Protues的一些基本操作。2原理分析 2.1矩阵键盘的扫描 图2.1 矩阵键盘图

如图2.1所示,单片机的8个I/O口和矩阵键盘相连,用8个I/O口来控制矩阵键盘的16个按键是非常有意思的,首先我们设置单片机的PD0—PD7为输出,且PD0—PD3依次设置为低电平,而PD4—PD7设置为高电平,然后我们设置PD4—PD7为输入,而PD0—PD3仍然为输出,假如此时M1键按下,则PD0与PD4相连,因为PD0是低电平,而PD4是输入,所以PD4会被拉为低电平,同理,如果M2被按下,则PD5会被拉低,M3按下,PD6会被拉低,M4按下,PD7被拉低。这是判断有无键盘按下的过程,当我们判断是那一个键盘按下时,我们首先设置8个I/O口为输出,输出为FE,即,PD0为低电平,其他全为高电平,然后我们设置PD4—PD7为输入,如果M1被按下,则PD4会比被拉为低电平,此时会变成EE,同理可以知道M2被按下时会变为DE,M3被按下时会变为BE,M4被按下时会变为7E。同理我们可以设置8个I/O口输出FD来检测M5—M8是否被按下,设置8个I/O口输出FC来来检测M9—M12,设置8个I/O口输出F7来检测M13—M16,如果M1—M4没有被按下,就继续检测M4—M8,一次类推,就可以检测出16个按键了。在这次设计中,16个按键M1—M16所对应检测值分别为:EE,DE,BE,7E,ED,DD,BD,7D,EB,DB,BB,7B,E7,D7,B7,77。 2.2 数字显示与计算 本次设计选用的显示器是1602液晶显示器,此液晶显示器能显示32个字符,VSS接地,VDD接电源正极,E为时使能信号,R/W为读写选择端(H/L),RS为数据/命令选择端(H/L),D0—D7为数据I/O口。 首先我们初始化液晶显示器,然后显示出第一个被按下的数,并且使光标右移,如果有第二个数按下,则据继续显示,以此类推,然后把所有显示出来的数换算成一个数,如果按下“+”号,则显示出“+”,并且同理显示出“+”号后面按下的数字,然后调用加子程序,运算出结果,如果按下的是“-”,则调用减子程序,如果按下“*”,则调用乘子程序,如果按下“/”,则调用除子程序。然后再调用显示结果子程序,显示出结果。

硬件课程设计简易计算器设计

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。

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