单片机计算器课程设计报告程序讲解.docx
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单片机计算器课程设计报告程序讲解
单片机课程设计报告
一、内容摘要
用单片机做一个四则运算的计算器,首先查资料,了解各个电路的功能,事先须熟悉Keil和Proteus两个软件,及它们的联调,程序和仿真完成,就焊接电路板,焊接完,最后就系统联调,直到得出结果。
二、功能要求
利用89c51作为主控器组成一个四则运算的计算器。
三、电路原理图
电路图说明:
(1)键盘的列扫描接单片机P2口的低4位,行扫描接单片机P1口的低4位;
(2)数码管的段选通过单片机的P0口接74LS244来驱动,数码管的位选接单片机的P2口;
(3)晶振电路为单片机提供时钟频率;
(4)复位电路为单片机提供复位信号。
四、计算器功能说明
(1)通过数码管来显示键盘的按键,显示被加数(减数……),加数(……),运算结果;
(2)本计算器适合不大于八位整数的加、减、乘、除,要求结果也不大于八位整数,否则出错显示,显示(HELLO);
(3)在还没按一个数之前就按下=,+,--,*或/,则显示错误;按下+,--,*或/后,立马按下=,显示错误;
(4)若接连好了好几运算符键,实际参与运算的是最后一次按的运算键;
(5)本计算器有连加,连减,连乘,连除功能,例如:
2+5=7+5=12--5=7*5=35/5=7;
(6)减法可以实现负数,除法可以显示小数。
五、软件仿真
软件设计时,我是分一个一个模块设计的,设计顺序如下:
(1)数码管显示函数
voiddisplayljy(void)//"显示"子函数
{uchararray3[32]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,
0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,
0x79,0x71,0x00,0x40,0xbf,0x86,0xdb,
0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef,
0x38,0x3e,0x6e,0xbe};
uchar*p=array,count=0xfe,i,time,time1;
F0=1;
while(F0)
{i=*p;
P2=count;
P0=array3[i];
for(time1=0x0c;time1>0x00;time1--)
for(time=0xff;time>0x00;time--);
p++;
count=_crol_(count,1);
if(count==0xfe)
F0=0;
}
}
(2)判断是否有键按下子函数
voidiskeyyou(void)//"判断是否有键按下"子函数
{P2=0x00;
P1|=0x0f;
a=P1;
a|=0xf0;
}
(3)键扫子函数
voidinkeylove(void)//"判断按下的是什么键"子函数
{ucharb=0xfe,c=0x00,d;
uchararray4[16]={0x07,0x08,0x04,0x05,0x01,0x02,0x0f,0x00,
0x09,0x0a,0x06,0x0b,0x03,0x0c,0x0e,0x0d};
F1=0;
iskeyyou();
if(a!
=0xff)
{displayljy();
displayljy();
iskeyyou();
if(a!
=0xff)
{F0=1;
while(F0)
{P2=b;
P1|=0x0f;
if(P10==0)
{a=0x00;
F1=1;
}
elseif(P11==0)
{a=0x02;
F1=1;
}
elseif(P12==0)
{a=0x04;
F1=1;
}
elseif(P13==0)
{a=0x06;
F1=1;
}
else
{a=c;
a%=4;
if(a==0x01)
{a=0x07;
c+=a;
}
else
c++;
b=_crol_(b,1);
if(b&0x10==0)
{F0=0;
a=0xff;
}
}
while(F1)
{a+=c;
a=array4[a];
d=a;
while(a!
=0xff)
{displayljy();
iskeyyou();
}
a=d;
F1=0;
F0=0;
}
}
}
}
}
(4)两个变形的子函数
voidbian1(void)//"将uchar型变量转化为ulong型变量"子函数
{uchari;
for(i=7;i>0;i--)
{if(array[i]==0x10)
array[i]=0x00;
if(array1[i]==0x10)
array1[i]=0x00;
}
num1=(ulong)array1[7]*10000000;
num1+=(ulong)array1[6]*1000000;
num1+=(ulong)array1[5]*100000;
num1+=(ulong)array1[4]*10000;
num1+=(ulong)array1[3]*1000;
num1+=(ulong)array1[2]*100;
num1+=(ulong)array1[1]*10;
num1+=(ulong)array1[0];
num2=(ulong)array[7]*10000000;
num2+=(ulong)array[6]*1000000;
num2+=(ulong)array[5]*100000;
num2+=(ulong)array[4]*10000;
num2+=(ulong)array[3]*1000;
num2+=(ulong)array[2]*100;
num2+=(ulong)array[1]*10;
num2+=(ulong)array[0];
}
voidbian2(void)//声明"将ulong型变量转化为uchar型变量"子函数
{uchari=7,F0=1;
if(num1>99999999)
error();
else
{array[7]=(uchar)(num1/10000000);
array[6]=(uchar)(num1%10000000/1000000);
array[5]=(uchar)(num1%1000000/100000);
array[4]=(uchar)(num1%100000/10000);
array[3]=(uchar)(num1%10000/1000);
array[2]=(uchar)(num1%1000/100);
array[1]=(uchar)(num1%100/10);
array[0]=(uchar)(num1%10);
while(i>0&&F0)
{if(array[i]==0x00)
{array[i]=0x10;
i--;
}
else
F0=0;
}
}
}
(5)主函数
voidmain()
{ucharr7=0x00,i;
while
(1)
{displayljy();
inkeylove();
if(a!
=0xff)//如果有键输入,继续往下执行,否则从新开始
{if(a==0x0f)//如果输入的是"清除"键,将显示器清屏,同时清存放运算符号的单元
{r7=0x00;
for(i=0;i<8;i++)
{array[i]=0x10;
array1[i]=0x10;
}
}
elseif(a==0x0e)//如果输入的是"=",继续往下执行,否则从新开始
{if(array1[0]==0x10)//如果未按下第二个数之前就按下“=”,则出错显示
error();
elseif(r7==0x0d)//如果r7中存放的是"+",则执行加运算
{bian1();
jia();
bian2();
r7=0x00;
for(i=0;i<8;i++)
array1[i]=0x10;
}
elseif(r7==0x0c)//如果r7中存放的是"-",则执行减运算
{bian1();
jian();
r7=0x00;
for(i=0;i<8;i++)
array1[i]=0x10;
}
elseif(r7==0x0b)//如果r7中存放的是"*",则执行乘运算
{bian1();
cheng();
bian2();
r7=0x00;
for(i=0;i<8;i++)
array1[i]=0x10;
}
elseif(r7==0x0a)//如果r7中存放的是"÷",则执行除运算
{bian1();
chu();
r7=0x00;
for(i=0;i<8;i++)
array1[i]=0x10;
}
else
error();//如果r7没有存进运算符,则转出错处理
}
else
{if(r7!
=0x00)//如果已按过运算键,往下执行,否则转else
{if(a>0x09&&a<0x0e)//如果还按下运算键,则后按的取代前面按的
r7=a;
elseif(array1[0]==0x10)//判断是不是输入加数(减数...)的第一个数
{for(i=0;i<8;i++)//是的话,将被加数(被减数...)存入array1中
array1[i]=array[i];
for(i=0;i<8;i++)
array[i]=0x10;
for(i=7;i>0;i--)//array中存入加数(减数...)
array[i]=array[i-1];
array[0]=a;
}
else//不是输入加数(减数...)的第一个数
{if(array[7]!
=0x10)//如果加数(减数...)已是八位整数,则转出错处理
error();
else
{for(i=7;i>0;i--)//否则将加数左移
array[i]=array[i-1];
array[0]=a;
}
}
}
else//之前还没有运算键按下
{if(a>0x09)//有运算键按下
{if(array[0]==0x10)//但是在运算键按下之前没有输入被加数,则转出错
error();
else
r7=a;//否则将运算键输入r7中保存
}
elseif(array[7]!
=0x10)//如果被加数已是八位整数,则转出错
error();
else//否则将被加数左移
{for(i=7;i>0;i--)
array[i]=array[i-1];
array[0]=a;
}
}
}
}
}
}
(6)加、减、乘、除、出错显示子函数
voidjia(void)//"加运算"子函数
{num1+=num2;
}
voidjian(void)//"减运算"子函数
{uchari;
if(num1>num2)
{num1-=num2;
bian2();
}
elseif(num1==num2)
{for(i=1;i<8;i++)
array[i]=0x10;
array[0]=0x00;
}
else
{num1=num2-num1;
bian2();
if(array[7]!
=0x10)
error();
else
array[7]=0x11;
}
}
voidcheng(void)////声明"乘运算"子函数
{num1*=num2;
}
voidchu(void)//"除运算"子函数
{uchari,j=0x00,k;
doublenum3;
num3=(double)(num1)/(double)(num2);
num1=(ulong)(num3);
num3-=num1;
if(num3==0||num1>9999999)
bian2();
else
{bian2();
while(array[7]==0x10)
{j++;
for(i=7;i>0;i--)
array[i]=array[i-1];
array[0]=0x10;
}
array[j]+=0x12;
k=j-1;
while(k>0)
{num3*=10;
num2=(ulong)(num3);
num3-=num2;
array[k]=(uchar)(num2);
k--;
}
num3*=10;
num2=(ulong)(num3);
array[0]=(uchar)(num2);
while(array[0]==0x00)
{for(i=0;i<7;i++)
array[i]=array[i+1];
array[7]=0x10;
}
}
}
voiderror(void)//"出错显示"子函数(出错显示"HELLO")
{array[7]=0x10;
array[6]=0x10;
array[5]=0x10;
array[4]=0x1d;
array[3]=0x0e;
array[2]=0x1c;
array[1]=0x1c;
array[0]=0x12;
}
(7)全局变量定义,函数声明等
#include
#include
#defineucharunsignedchar
#defineulongunsignedlong
uchararray[8]={0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10};
uchararray1[8]={0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10};
uchara;
ulongnum1=0,num2=0;
sbitP10=P1^0;
sbitP11=P1^1;
sbitP12=P1^2;
sbitP13=P1^3;
sbitF1=PSW^1;//定义一个标志位,F0在头文件里已定义
voiddisplayljy(void);//声明"显示"子函数
voidinkeylove(void);//声明"判断按下的是什么键"子函数
voidiskeyyou(void);//声明"判断是否有键按下"子函数
voidbian1(void);//声明"将uchar型变量转化为ulong型变量"子函数
voidbian2(void);//声明"将ulong型变量转化为uchar型变量"子函数
voidjia(void);//声明"加运算"子函数
voidjian(void);//声明"减运算"子函数
voidcheng(void);//声明"乘运算"子函数
voidchu(void);//声明"除运算"子函数
voiderror(void);//声明"出错显示"子函数
六、系统联调
在焊接完板子后,我首先并没有把整个计算器的程序下进去,只是下了个显示的小程序,结果数码管的第四位没显示,首先我想段选肯定不会有错的,检查了程序对应的那个数和程序中位选的设置都没错,我想应该是接线中的位选错了,结果我用万用表检查电路发现也没错,这下我就纠结了,搞不清状况了,可是无意之中我按了板子,发下那个数码管显示了正确的数,但是只是一瞬间的事,我想肯定是我有个地方没焊稳,我就一个地方一个地方的按,最终定位在了单片机,单片机的底座我用的是单排母不是专门配的底座,因为用排母取下放上都比那个专门配的底座容易,我就重新认真的把底座补焊了下,结果就行了,接下来我就把计算器的程序下进去了,成功了,太开心了。
七、收获和体会
我觉得我这次最大的收获,就是编程能力有了较大的提高,因为以前一般小程序编得多,大程序编得少,所以学到了很多东西。
通过这次我真实体会到了编程应该一个模块一个模块编,这样真的很有好处,自己的思路也会很清晰。
编程的时候也要仔细认真,可能一个很小的错误,最后可能要找很久才能找出来,或者根本就找不出来。
现在对Keil和Proteus两个仿真软件已能灵活运用,我觉得这两个软件真的太好了,太强大了,让我们开发51系统省了很多事。
八、附录
(1)参考文献:
单片机原理及应用,人民邮电出版社,杨辉先,黄辉先主编
单片机原理及应用实验教程,湘潭大学出版社,胡洪波主编
上网查资料
(2)元器件清单:
51单片机
一块
74LS244芯片
1个
共阴极四连七段数码管
2个
集成键盘
1个
发光二极管
1个
电阻
100(2个),10K(1个)
瓷片电容
20pF(2个)
电解电容
10uF(1个)
按键
1个
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