基于单片机实现的计算器模拟系统设计毕业设计 论文 word格式.doc

摘要 本设计是一个实现加、减、乘、除的计算器，它的硬件主要由四部分组成，一个AT89C51单片机芯片，一个八位共阳极的数码管，一个4*4的键盘，一个排阻(10K)做P0口的上拉电阻（接线图在附录2），它可以实现结果低于65535的加、减、乘、除运算。 显示部分:采用动态显示，由八位共阳极数码管通过P0口，P2口与单片机相连，数码管的A,B,C,D,E,F,G,DP分别依次与单片机的P0.0—P0.7相连，P0口做为单片机的字码控制端，数码管的1，2，3，4，5，6，7，8各引脚分别与单片机的P2.0—P2.7相连，P2口作为数码管的位控制端。 按键部分：采用4*4键盘。采用软件识别键值并执行相应的操作，键盘的第0行到第3行依次与单片机的P3.4—P3.7管脚相连,键盘的第0列到第3列依次与单片机的P1.0—P1.3管脚相连,程序运行时依次扫描各行，查询是否有键按下，如果有则进入键盘识别处理程序，实现相应的运算，然后通过数码管输出结果，如果没有按键就调用显示程序显示一个0，等待按键按下，在进入按键扫描程序。 执行过程：开机即显示0，等待键入数值，当键入数字，将通过数码管显示出来，在键入＋、-、*、/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，当在键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在数码管上输出运算结果。注：结果不能超出65535。（具体操作见后面仿真图） 目录 1 概述 1.1MCS-51单片机在自动化仪表中的作用掌握………………………………………………………………12 5课程设计体会 …………………………………………………………………16 参考文献 …………………………………………………………………………18 附1：源程序代码 …………………………………………………………………19 附2：计算器模拟系统电路图 ……………………………………………………31 1 概述 1.1MCS-51单片机在自动化仪表中的作用近年来，单片机以其体积小、价格廉、面向控制等独特优点，在各种工业控制、仪器仪表、设备、产品的自动化、智能化方面获得了广泛的应用。与此同时，单片机应用系统的可靠性成为人们越来越关注的重要课题。影响可靠性的因素是多方面的，如构成系统的元器件本身的可靠性、系统本身各部分之间的相互耦合因素等。其中系统的抗干扰性能是系统可靠性的重要指标。 掌握—P0.7相连，P0口做为字码控制端，数码管的1，2，3，4，5，6，7，8各引脚分别与单片机的P2.0—P2.7相连，P2口做为数码管的位控制端，动态显示是每次数码管只显示一位，由于人的视觉停留是0.05到0.2秒之间，当数码管依次点亮各个位时，使循环的频率高于人的视觉停留时间，人们就会认为数码管是同时点亮的，就可以达到动态显示的效果。 采用4*4键盘。采用软件识别键值并执行相应的操作，键盘的第0行到第3行依次与单片机的P3.4—P3.7管脚相连,键盘的第0列到第3列依次与单片机的P1.0—P1.3管脚相连,程序运行时依次扫描各行，查询是否有键按下，如果有则进入键盘识别处理程序，实现相应的运算，然后通过数码管输出结果，如果没有按键就调用显示程序显示一个0，等待按键按下，在进入按键扫描程序。这样循环执行。 1.4基本功能 1.计算器可显示8位数字，开机运行时，只有数码管最低位显示为“0”，其余位全部不显示； 2.第一次按下时，显示“D1”；第二次按下时，显示“D1D2”；第三次按下时，显示“D1D2D3”，8个全显示完毕，再按下按键下时，给出“嘀”提示音，并且输入的第九个数不接收，仍然显示原来的八位数； 3.可以对计算结果小于65535的两个无符号数进行＋、-、*、/运算，并显示计算结果，如果输入的预计算的数超过65535，则运算时报错，显示“ERROR”,如果结果超过65535仍然报错，显示“ERROR”，以提示使用者输入错误，应清零后在从新输入。 4.运算时，如果输入错了可按清零键清零，重新输入数据，运算过程中，如果运算的表达式是加、减、乘、除混合运算，可以连续运算，不需按等号键，运算规则是从左到右，不区分运算等级，即＋、-、*、/认为是同级别的运算。 2 系统总体方案及硬件设计 2.1计算器总体思想 很高兴做这个课程设计，因为学了半学期的单片机终于可以练练手了，我特别喜欢单片机，特喜欢编程，一直很向往编程，这是我编的第一个程序，我想这将是我编程生涯的开始，在编这个程序时，遇到了很多麻烦，我没有气馁过，因为我对自己有信心，终于如愿完成了课程设计。 总结自己的编程思想是这样的，首先得设计一个显示程序，这个显示程序应是动态显示，思路有两个： （1）让P2口做位扫描，P0口做段码输出，在调用显示程序时，P2口循环选通数码管每一位