单片机简易计算器课程设计

1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1目录一设计目的.............................................................................2二总体设计及功能介绍.........................................................2三硬件仿真图.......................................................................3四主程序流程图.....................................................................4五程序源代码.........................................................................4六课程设计体会...................................................................172一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。3三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。4四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#includereg51.h#includeintrins.h5#includectype.h/*isdigit()函数*/#includestdlib.h/*atoi()函数*/#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharoperand1[9],operand2[9];/*操作数*/ucharoperator;/*操作符*/voiddelay(uint);ucharkeyscan();voiddisp(void);voidbuf(uintvalue);uintcompute(uintva1,uintva2,ucharoptor);ucharcodetable[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff};/*字符码表*/uchardbuf[8]={10,10,10,10,10,10,10,10};/*显示缓存*//*延时函数*/voiddelay(uintz){uintx,y;for(x=z;x0;x--)6for(y=110;y0;y--);}/*******************************************键盘扫描程序将按键转化为字符并作为输出'$','#'分别表示清零键和没有键按下*******************************************/ucharkeyscan(){ucharskey;/*按键值标记变量*//***********************扫描键盘第1行************************/P1=0xfe;while((P1&0xf0)!=0xf0)/*有按键按下*/{delay(3);/*去抖动延时*/while((P1&0xf0)!=0xf0)/*仍有键按下*/{switch(P1)/*识别按键并赋值*/{7case0xee:skey='7';break;case0xde:skey='8';break;case0xbe:skey='9';break;case0x7e:skey='/';break;default:skey='#';}while((P1&0xf0)!=0xf0)/*等待按键松开*/;}}/***********************扫描键盘第2行************************/P1=0xfd;while((P1&0xf0)!=0xf0){delay(3);while((P1&0xf0)!=0xf0){switch(P1)8{case0xed:skey='4';break;case0xdd:skey='5';break;case0xbd:skey='6';break;case0x7d:skey='*';break;default:skey='#';}while((P1&0xf0)!=0xf0);}}/***********************扫描键盘第3行************************/P1=0xfb;while((P1&0xf0)!=0xf0){delay(3);9while((P1&0xf0)!=0xf0){switch(P1){case0xeb:skey='1';break;case0xdb:skey='2';break;case0xbb:skey='3';break;case0x7b:skey='-';break;default:skey='#';}while((P1&0xf0)!=0xf0);}}/***********************扫描键盘第4行************************/10P1=0xf7;while((P1&0xf0)!=0xf0){delay(3);while((P1&0xf0)!=0xf0){switch(P1){case0xe7:skey='$';break;case0xd7:skey='0';break;case0xb7:skey='=';break;case0x77:skey='+';break;default:skey='#';}while((P1&0xf0)!=0xf0);}}11returnskey;}voidmain(){uintvalue1,value2,value;/*数值1,数值2,结果*/ucharckey,cut1=0,cut2=0;/*ckey键盘输入字符*/ucharoperator;/*运算符*/uchari,bool=0;init:/*goto语句定位标签*/buf(0);/*初始化*/disp();value=0;cut1=cut2=0;bool=0;for(i=0;i9;i++){operand1[i]='\0';operand2[i]='\0';}/*初始化*/12while(1){ckey=keyscan();/*读取键盘*/if(ckey!='#'){/*isdigit函数，字符是阿拉伯数字返回非0值，否则返回0*/if(isdigit(ckey)){switch(bool){case0:operand1[cut1]=ckey;operand1[cut1+1]='\0';value1=atoi(operand1);/*atoi函数，将字符串转化为，int整数*/cut1++;buf(value1);disp();break;case1:operand2[cut2]=ckey;operand2[cut2+1]='\0';13value2=atoi(operand2);cut2++;buf(value2);disp();break;default:break;}}elseif(ckey=='+'||ckey=='-'||ckey=='*'||ckey=='/'){bool=1;operator=ckey;buf(0);dbuf[7]=10;disp();}elseif(ckey=='='){value=compute(value1,value2,operator);buf(value);disp();14while(1)/*计算结束等待清零键按下*/{ckey=keyscan();if(ckey=='$')/*如果有清零键按下跳转到开始*/gotoinit;else{buf(value);disp();}}}elseif(ckey=='$'){gotoinit;}}disp();}}/******************************************运算函数15输入：操作数和操作符输出：计算结果*******************************************/uintcompute(uintva1,uintva2,ucharoptor){uintvalue;switch(optor){case'+':value=va1+va2;break;case'-':value=va1-va2;break;case'*':value=va1*va2;break;case'/':value=va1/va2;break;default:break;}returnvalue;}/*******************************************更新显示缓存16输入：无符号整数输出：将输入送入显示缓存*******************************************/voidbuf(uintval){uchari;if(val==0){dbuf[7]=0;i=6;}elsefor(i=7;val0;i--){dbuf[i]=val%10;val/=10;}for(;i0;i--)dbuf[i]=10;}17/*******************************************显示函数*******************************************/voiddisp(void){ucharbsel,n;bsel=0x01;for(n=0;n8;n++){P2=bsel;P0=table[dbuf[n]];bsel=_crol_(bsel,1);delay(3);P0=0xff;}}六课程设计体会接到这个课题以后，我先是学习了PROTEUS软件的使用，按照题目所要求来进行分析，设计，连接电路图，调试，最终完成计算器的仿真。接到题目后，我先是分析了题目中所涉及到的知识以及器件，然后按照分析，到图书馆18和互联网上搜索了相关的内容，按照自己的构想和图书资料的提示，我初步设计了计算器的原理结构，然后进行反复验证实验，完善了设计，然后通过学习PROTEUS软件，让我很轻松的就掌握了如何在软件中建立原件，连线，并进行编程，调试，仿真等工作。软件的强大功能使得在连接电路图时很顺利，程序编译阶段，通过提示的错误，我也进行了修改，听取同学的建议，最终无错误，并对所设计的计算器电路进行了仿真。最终顺利的实现了任务要求的所有功能，并且电路设计简单易读，构造巧妙，计算速度快。本次课程设计中，另我最难忘的是编程环节，真的是很难，开始的时候感觉自己啥也不会，然后决定重新学习课本，但是编程不像课本习题那样简单的几行来实现简单的功能，本次任务是