基于单片机的计算器

1、  图3-1所示为简易计算器的电路原理图。P3口用于键盘输入，接4*4矩阵键盘，键值与键盘的对应表如表-所示，p0口和p2口用于显示，p2口用于显示数值的高位，po口用于显示数值的低位。图3-1 简易计算器电路原理图键值与功能对应表键值0123456789+-×/=ON/C功能0123456789+-×÷=清零表3-13.2 计算器的软件设计#include<reg51.h>   /头文件#define uint unsigned int / #define uchar unsigned charsbit lcd

2、en=P23; /定义引脚sbit rs=P24;sbit rw=P20;sbit busy=P07;char i,j,temp,num,num_1;long a,b,c;     /a,第一个数 b,第二个数 c,得数float a_c,b_c;uchar flag,fuhao;/flag表示是否有符号键按下，fuhao表征按下的是哪个符号uchar code table=7,8,9,0,4,5,6,0,1,2,3,0,0,0,0,0;uchar code table1=7,8,9,0x2f-0x30,4,5,6,0x2a-0x30,1,2,3,0x2d-0x3

3、0,0x01-0x30,0,0x3d-0x30,0x2b-0x30;void delay(uchar z) / 延迟函数uchar y;for(z;z>0;z-)   for(y=0;y<110;y+);void check() / 判断忙或空闲do    P0=0xFF;    rs=0;     /指令    rw=1;     /读    lcden=0;   

4、;  /禁止读写    delay(1); /等待，液晶显示器处理数据    lcden=1;     /允许读写    while(busy=1); /判断是否为空闲，1为忙，0为空闲void write_com(uchar com) / 写指令函数P0=com;    /com指令付给P0口rs=0;rw=0;lcden=0;check();lcden=1;void write_date(uchar date) / 写数据函数 &#

5、160;  P0=date;rs=1;rw=0;lcden=0;check();lcden=1;void init() /初始化    num=-1;lcden=1; /使能信号为高电平write_com(0x38); /8位，2行write_com(0x0c); /显示开，光标关，不闪烁*/write_com(0x06); /增量方式不移位 显竟獗暌贫 柚?write_com(0x80); /检测忙信号write_com(0x01); /显示开，光标关，不闪烁num_1=0;i=0;j=0;a=0;     /第一个参与运

6、算的数b=0;     /第二个参与运算的数c=0;flag=0; /flag表示是否有符号键按下， fuhao=0; / fuhao表征按下的是哪个符号void keyscan() / 键盘扫描程序P3=0xfe; if(P3!=0xfe)   delay(20); 延迟20ms   if(P3!=0xfe)       temp=P3&0xf0;    switch(temp)     

7、0;   case 0xe0:num=0;       break;     case 0xd0:num=1;       break;      case 0xb0:num=2;       break;     case 0x70:num=3;  

8、0;    break;          while(P3!=0xfe);   if(num=0|num=1|num=2)/如果按下的是'7','8'或'9          if(j!=0)              

9、0;   write_com(0x01);          j=0;                if(flag=0)/没有按过符号键         a=a*10+tablenum;         else/如果

10、按过符号键         b=b*10+tablenum;           else/如果按下的是'/'       flag=1;    fuhao=4;/4表示除号已按      i=table1num;   write_date(0x30+i);P3=0xfd;if(P3!=0xfd)

11、60;  delay(5);   if(P3!=0xfd)       temp=P3&0xf0;    switch(temp)         case 0xe0:num=4;         break;          

12、case 0xd0:num=5;         break;           case 0xb0:num=6;         break;           case 0x70:num=7;   &#

13、160;     break;          while(P3!=0xfd);   if(num=4|num=5|num=6&&num!=7)/如果按下的是'4','5'或'6'       if(j!=0)             

14、;     write_com(0x01);          j=0;                if(flag=0)/没有按过符号键         a=a*10+tablenum;       

15、60; else/如果按过符号键         b=b*10+tablenum;           else/如果按下的是'/'       flag=1;    fuhao=3;/3表示乘号已按      i=table1num;   write_date(0x30+i);P3=0xfb;if(P

16、3!=0xfb)   delay(5);   if(P3!=0xfb)       temp=P3&0xf0;    switch(temp)         case 0xe0:num=8;         break;        &#

17、160;  case 0xd0:num=9;         break;           case 0xb0:num=10;         break;           case 0x70:num=11; &

18、#160;       break;          while(P3!=0xfb);   if(num=8|num=9|num=10)/如果按下的是'1','2'或'3'       if(j!=0)             &

19、#160;    write_com(0x01);          j=0;               if(flag=0)/没有按过符号键         a=a*10+tablenum;         else

20、/如果按过符号键         b=b*10+tablenum;           else if(num=11)/如果按下的是'-'       flag=1;    fuhao=2;/2表示减号已按      i=table1num;   write_date(0x30+i);P3=0xf7;i

21、f(P3!=0xf7)   delay(5);   if(P3!=0xf7)       temp=P3&0xf0;    switch(temp)         case 0xe0:num=12;         break;       

22、0;   case 0xd0:num=13;         break;           case 0xb0:num=14;         break;           case 0x70:num=15;&#

23、160;        break;          while(P3!=0xf7);   switch(num)       case 12:write_com(0x01);a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;/按下的是"清零"     break;    case 13:  

24、;              /按下的是"0"       if(flag=0)/没有按过符号键               a=a*10;        write_date(0x30);

25、        P1=0;              else if(flag=1)/如果按过符号键               b=b*10;        write_date(0x30); &#

26、160;                 break;    case 14:j=1;           if(fuhao=1)write_com(0x80+0x4f);/按下等于键，光标前进至第二行最后一个显示处         

27、60; write_com(0x04);     /设置从后住前写数据，每写完一个数据，光标后退一格           c=a+b;           while(c!=0)                 

28、;       write_date(0x30+c%10);             c=c/10;                      write_date(0x3d);     /

29、再写"="           a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;                 else if(fuhao=2)write_com(0x80+0x4f);/光标前进至第二行最后一个显示处         &#

30、160;  write_com(0x04);     /设置从后住前写数据，每写完一个数据，光标后退一格(这个照理说顺序不对，可显示和上段一样)           if(a-b>0)             c=a-b;         &#

31、160; else              c=b-a;           while(c!=0)                        write

32、_date(0x30+c%10);             c=c/10;                      if(a-b<0)           

33、60; write_date(0x2d);           write_date(0x3d);     /再写"="                      a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;  

34、60;             else if(fuhao=3)write_com(0x80+0x4f);            write_com(0x04);             c=a*b;     

35、        while(c!=0)                          write_date(0x30+c%10);             c=c/1

36、0;                          write_date(0x3d);               a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;    

37、60;              else if(fuhao=4)write_com(0x80+0x4f);            write_com(0x04);            i=0;     &#

38、160;      c=(long)(float)a/b)*1000);            while(c!=0)                            wri

39、te_date(0x30+c%10);               c=c/10;           i+;           if(i=3)         

40、60;     write_date(0x2e);                         if(a/b<=0)              write_date(0x30); 

41、           write_date(0x3d);                                      

42、;    a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;                               break;     case 15:write_date(0x30+table1num);flag=1;fuhao=1; 

43、;    break;   main()init();while(1)   keyscan();第4章 仿真和调试下面用KEIL uVision与 porteus仿真软件实现简易计算器的仿真与调试。4.1 keil 软件的介绍单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件，我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的机器码有两种方法，一种是手工汇编，另一种是机器汇编，目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码，用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51，随着单片机开发技术的不断发展，从普遍使用汇

44、编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不断发展，Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部份组合在一起。运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的，如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不

45、二之选（目前在国内你只能买到该软件、而你买的仿真机也很可能只支持该软件），即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。Keil C51开发系统基本知识Keil C51开发系统基本知识1. 系统概述Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇

46、编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍Keil C51开发系统各部分功能和使用。2. Keil C51单片机软件开发系统的整体结构C51工具包的整体结构中，其中uVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos的集成开发环境(IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及A51编译器编译生成目标文件(.OBJ)。目标文件可由LIB51创建生成库文件，也可以与库文件

47、一起经L51连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件，以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。3. 采用KEIL 开发的89c51单片机应用程序一般需要以下步骤：（1） 在uVision 集成开发环境中创建新项目（Project），扩展文件名为.UV2,并为该项目选定合适的单片机CPU器件（本设计采用ATMEL 公司下的AT89C51）(2)用uVision 的文本编辑器编写源文件，可以是汇编文件（.ASM）,也可以使C语言文件（扩展名.C），并将该文

48、件添加到项目中去。一个项目文件可以包含多个文件，除了源程序文件外，还可以是库文件、头文件或文本说明文件。（3）通过uVision 2 的相关选择项，配置编译环境、连接定位器以及Debug调试器的功能。（4）对项目中的源文件进行编译连接，生成绝对目标代码和可选的HEX文件，如果出现编译连接错误则返回到第2步，修改源文件中的错误后重构整个项目。（5）对没有语法错误的程序进行仿真调试，调试成功后将HEX文件写入到单片机应用系统的ROM中。本设计的操作根据上述操作可得图4-1编译调试程序后，从Build一栏可以看到“ creating hex file from jsq”“jsq-0 Error(s)

49、,0 Warning(s).” 下一步就可以在Proteus 软件了调用hex文件及烧入单片机。 图4-1 keil 调试4.3 proteus 7.1 介绍    Proteus的ISIS是一款Labcenter出品的电路分析实物仿真系统，可仿真各种电路和IC，并支持单片机，元件库齐全，使用方便，是不可多得的专业的单片机软件仿真系统。该软件的特点：（1） 全部满足我们提出的单片机软件仿真系统的标准，并在同类产品中具有明显的优势。（2）具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS一232动态仿真、1 C调试器、SPI调试器、键盘和LCD

50、系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。 目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。 支持大量的存储器和外围芯片。总之该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大 ，可仿真51、AVR、PIC。4.4 Proteus 对于本设计的仿真操作步骤如下：（1）进入proteus ISIS 集成环境，在工作前，在systerm菜单下设置界面的颜色、图形界面大小等项目，我采用了系统默认值。     &#

51、160;   （2）通过工具栏中的（从库中选择元件命令）命令，在pick devices窗口中选择电路所需的元件，放置元件到编辑区并调整其相对位置，进行元件参数设置，元器件间连线。器件库如表4-1所示，选择后如图4-12所示。器件库器件名称Microprocessor ICs89C51Switches&RelaysBUTTONOptoelectronicsLM016LResistorsRESPACK-8ResistorsPOT-LINTerminals ModePOWER表4-1 器件库及所选器件（3）连线并加上需要的说明，并完成仿真原理图，如图4-3所示。操作说明：(1) 本计算器实现8位数的加、减、乘、除运算。(2)按下数值键，显示按下的 “数字”按运算符，再，按第2个操作数，显示，按“=”键，得到运算结果。(3)按“清零”键清除运算结果，可重新开始。图 4-3 仿真原理（4）加载程序。将编译调试完成的简易计算器机器码程序（hex文件）加载到AT89C51单片机中。（5）单击仿真工具栏中的仿真键，观察仿真结果。可以按暂停、继续、单步、等按钮，查看效果。运行 单步运行 暂停    停止图4-4 仿真工具栏（6）调试与思考图4-2