单片机课程设计报告(简易计算器)

单片机实训报告单片机实训报告 简易计算器简易计算器 姓 名 学 号 专 业 学 校 指导教师 实训时间 2014 06 23 2014 06 29 目录 中文摘 要 1 关键词 1 1 实训任 务 1 1 1 主要功能设 计 1 1 2 任务目 的 1 2 整体设计方 案 1 2 1 方案论 证 1 2 2 系统框 图 2 3 控制软件设计 2 3 1 程序时序总图 2 3 2 液晶显示软件设 计 3 3 3 键盘输入软件设计 5 3 4 计算函数设置 7 4 软件调试 8 个人小 结 8 参考 文献 9 附 录 9 1 摘 要 计算器是人们的日常生活中是最常见的电子产品之一 它应用极广 发展迅猛 并且不断出现着拥有更加强大功能的 计算器 为了解和研究计算器 本次实训设计制作了一个简易 计算器 能够在五位的计算范围内进行 的基本运算 能进行负数的精确结果显示 该计算器以 AT89C51 单片机芯片作为核心 采用 LCD1602 工业字符液晶进 行显示 完成的计算器经过检验能够完整的实现预设功能 各 种细节完善 具有很高的使用价值 关键词 单片机 简易计算器 AT89C51 LCD1602 1 实训实训任务任务 1 1 主要功能设计 以 AT89C51 单片机芯片为核心来制作一个简易计算器 外部由 4 4 矩阵键 盘和一个 LCD1602 工业字符型液晶显示屏构成 内部由一块 AT89C51 单片机构 成 通过软件编程可实现简单加减乘除 1 2 任务目的 通过本次实训提高我们的单片机硬件设计 软件编程能力 自主学习到更 多的单片机应用知识 2 整体设计方案 2 1 方案论证 计算器电路包括三个部分 显示电路 4 4 键扫描电路 单片机微控制电路 具体如下 1 LCD显示电路 LCD1602 作为一个成熟的产品 使用简单 模式固定 便于移植到各种类 型的程序 但是初学者往往要注意结合 LCD 本身的时序图来完善初始化程序 2 又以其微功耗 体积小 显示内容丰富 超薄轻巧的诸多优点 故采用 LCD 2 4 4键盘扫描电路 对键盘上的某一行送低电平 其他行为高电平 然后读取列值 若列值中 有一位是低 则表明该行与低电平对应列的键被按下 否则 扫描下一行 根据读到的值组合就可以查表 1 得到的键码 因为编程的方式 本次实训 采用逐行扫描来读取键值 方便程序编写 3 单片机微控制电路 微控制电路就是以 AT89C51 为核心的控制核心 主要注意晶振电路的接法 和复位电路的接法 2 2 系统框图 51 系列单片系列单片 机系统机系统 4 4 键盘键盘 LCD 显示显示 时钟电路时钟电路 复位电路复位电路 系统框图系统框图 3 控制软件设计 实训中采用 C 语言对单片机进行编程 采用的是自下而上的设计方式 先 设计出每一个模块 子程序 然后再慢慢扩大 最后组成程序 3 1 程序总时序图 3 3 2 液晶显示软件设计 1 显示流程 液晶初始化 调用显示字序 液晶显示 结束 开始 4 2 1602 液晶显示时序图 通过时序图 所有编程问题都可 以得以解决 3 由时序图可以写出液晶的初始化函数 功能设置函数 清 屏函数 写指令函数 写数据函数 void delay1 采用软件实现延时 5 个机器周期 nop nop nop void int1 LCD 初始化 lcd w cmd 0 x3c lcd w cmd 0 x0c lcd w cmd 0 x01 lcd w cmd 0 x06 lcd w cmd 0 x80 unsigned char lcd r start 读状态字 unsigned char s RW 1 delay1 RS 0 delay1 E 1 delay1 s P1 delay1 E 0 delay1 5 RW 0 delay1 return s void lcd w cmd unsigned char com 写命令字 unsigned char g do g lcd r start g g delay 2 while g 0 RW 0 delay1 RS 0 delay1 E 1 delay1 P1 com delay1 E 0 delay1 RW 1 delay 255 void lcd w dat unsigned char dat 写数据 unsigned char g do g lcd r start g g delay 2 while g 0 RW 0 delay1 RS 1 delay1 E 1 delay1 P1 dat delay1 E 0 delay1 RW 1 delay 255 6 3 3 键盘输入软件设计 1 键盘输入程序运行时序图 2 键盘扫描程序 unsigned char scan key unsigned char i temp m n k bit find 0 P0 0 xff k 0 x01 for i 0 i 4 i P2 k temp P0 temp temp k b q 0 return a b if a b q 1 return b a if a2 i 9 四则运算的判断 m 1 w a2 i if a2 i 10 if a2 i 13 o 1 清零 o 0 lcd w cmd 0 x01 lcd w cmd 0 x80 a 0 b 0 wan 0 qian 0 bai 0 shi 0 ge 0 m 0 sum 0 if a2 i 14 等号 l p jian 调用减法函数 switch w case 10 sum a b break 除法 case 11 sum a b break 乘法 case 12 sum p if q 1 lcd w dat break 减法 case 15 sum a b break 加法 default break wan sum 10000 万位 qian sum wan 10000 1000 千位 bai sum wan 10000 qian 1000 100 百位 8 shi sum wan 10000 qian 1000 bai 100 10 十位 ge sum 10 个位 if wan 0 万位显示 lcd w dat a1 wan lcd w dat a1 qian lcd w dat a1 bai lcd w dat a1 shi lcd w dat a1 ge if wan 0 lcd w dat a1 bai lcd w dat a1 shi lcd w dat a1 ge if wan 0 lcd w dat a1 shi lcd w dat a1 ge if wan 0 lcd w dat a1 ge if wan 0 if l 2 0 换行 lcd w cmd 0 xc0 if l 2 0 换屏 lcd w cmd 0 x80 o 1 a 0 b 0 wan 0 qian 0 bai 0 shi 0 ge 0 m 0 sum 0 运算完一次全 部清零 4 软件调试 1 编程前先画了流程图 这样思路清晰 能按部就班的完成 2 子函数有显示部分 键盘扫描部分和计算部分 编写好后综合在一起 3 在将程序写在一起的过程中 使用 ISIS 进行了仿真 仿真过程模拟 了键盘的输入 同时观察各种情况时液晶的输出情况 个人小结 第一天 刚开始不知道实训室的电脑不行 走很多弯路 弄了整整一天 只是 把教材的程序搬了上去 仅此而已 可以说 毫无收获 第二天 早上也是毫无收获 下午才发现电脑的问题 一下子就搞好了键盘输 入 可是新的问题又出现了 我根本就不会用四则运算 所以那天又被困住了 第三天 上午通过老师的详细讲解 初步运用了四则运算