基于单片机简单计算器设计.doc

xxxxxxxxxxxxxxx 毕业设计 题目 基于单片机简单计算器设计 选题性质：(设计 报告 其他 院 系 电子工程学院 专 业 计算机控制技术 班 级 xxxxxxxxxxxxxxx 学 号 xxxxxxxxxx 学生姓名 xxxxxxxxxxxxxxx 指导教师 xxxxxxxxxxxxxxx 教务处制 2014年 月 日 摘 要 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技 术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部 件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善 。 本任务是个简易的两位数的四则运算，程序都是根据教材内和网络中的程序参考编写 而成，在功能上还并不完善，限制也较多。本任务重在设计构思与团队合作，使得我们 用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。 关键字：单片机、计算器、范围、加减乘除 目 录 摘 要 I 目 录 II 绪 论 1 第1章 计算器的设计 2 1.1 任务内容 2 1.2 任务分析 2 第2章 Protues软件与Keil uVision的结合 4 2.1 Proteus与Keil介绍 4 2.2.1 Proteus 4 2.1.2 Keil 4 2.2 proteus的工作过程 5 2.3 Proteus软件所提供的调试手段 5 第3章 芯片简介 7 3.1 MSC-51芯片简介 7 3.2 MCS-51的引脚说明： 9 第4章 系统硬件设计 12 4.1 数码管显示 12 4.2 矩阵按键 12 4.3 计算器硬件电路设计 13 4.4 系统框图 13 4.4.1 系统总框图 13 4.4.2 计算器硬件线路图 14 4.5 系统工作原理 15 第5章 计算器程序设计 16 5.1 存储单元分配 16 5.2 主程序设计 16 5.3 数码管显示数据转换子程序CONV 16 5.4 数码管动态显示子程序 16 总 结 18 参考文献 19 附 录 20 绪 论 说起计算器，值得我们骄傲的是，最早的计算工具诞生在中国。中国古代最早采用的 一种计算工具叫筹策，又被叫做算筹。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。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、 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。 第1章 计算器的设计 1.1 任务内容 本系统就是充分利用了8051芯片的I/O引脚。系统以采用MCS- 51系列单片机Intel8051为中心器件来设计计算器控制器，实现了能根据实际输入值显示 并存储的功能，计算程序则是参照教材。至于位数和功能，如果有需要可以通过设计扩 充原系统来实现 。 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，为了得到教好的显示效果 ，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（+、- 、*、/）、等号键，故只需要16个按键即可，设计中采用手焊接的4*4矩阵键盘。 （3）执行程序：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后将显示键入 的数值，按等号就会在LCD上输出运算结果。 本计算器是以MCS- 51系列8051单片机为核心构成的简易计算器系统。该系统通过单片机控制，实现对4*4键 盘扫描进行实时的按键检测，并把检测数据存储下来。整个计算器系统的工作过程为： 首先存储单元初始化，显示初始值和键盘扫描，判断按键位置，查表得出按键值，单片 机则对数据进行储存与相应处理转换，之后送入LED显示器动态显示。整个系统可分为三 个主要功能模块：功能模块一，实时键盘扫描；功能模块二，数据转换成显示器显示； 功能模块三，显示器动态显示。 1.2 任务分析 在本次课程设计中，主要完成如下方面的设计任务： （1）简要阐述单片机技术发展的国内外现状及LED动态显示和矩阵键盘基本原理； （2）掌握51系列某种产品的最小电路及外围扩展电路的设计方法； （3）了解单片机数据转换功能及工作过程； （4）完成主要功能模块的硬件电路设计及必要的参数确定； （5）用proteus软件完成原理电路图的绘制； 通过本次课题设计，应用《单片机应用基础》、《计算机应用基础 【基于单片机简单计算器设计】 本文档是关于基于单片机的简单计算器设计的毕业设计，主要关注如何利用单片机技术实现一个基础的四位数四则运算计算器。设计中选用的单片机是MCS-51系列的Intel 8051，它作为系统的核心组件，负责数据处理和控制。 单片机在当前科技发展中扮演着重要角色，尤其在实时检测和自动化控制系统中，其作为核心部件，需要与特定硬件结构相结合，以实现更复杂的功能。本设计任务虽限于简单的运算，但重点在于设计思路和团队协作，旨在提升学生的专业技能和问题解决能力。 设计过程中，首先介绍了软件工具的运用，包括Protues和Keil uVision。Protues是一款仿真软件，用于模拟硬件电路，而Keil uVision是C语言编程环境，两者结合，可以在软件中进行硬件设计和程序调试。Proteus的工作流程包括电路搭建和仿真，提供调试手段，帮助开发者在实际制作硬件之前验证设计的正确性。 接着，文档介绍了MCS-51单片机的基本特性，包括引脚功能，以及如何利用其I/O引脚进行硬件设计。系统硬件设计部分涵盖了数码管显示、矩阵按键和计算器硬件电路的详细规划。数码管用于显示数据和结果，4x4矩阵按键用于输入数字和操作符。系统工作原理包括按键扫描、数据存储和处理，以及结果显示。 程序设计部分讲述了存储单元的分配，主程序设计以及两个关键子程序——数码管数据显示数据转换和动态显示。主程序负责整体流程控制，子程序则处理具体显示和数据处理细节。 这个设计涵盖了单片机系统的基础知识，包括单片机硬件设计、软件编程以及调试工具的使用。它提供了一个实践平台，让学生能够运用所学理论知识解决实际问题，同时也展示了单片机在小型电子设备中的应用潜力。尽管设计相对简单，但它为更复杂的控制系统设计打下了基础。