毕业论文：单片机数字计算器软硬件设计说明书.doc

设计题目：单片机数字计算器硬软件设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的数字计算器系统设计，可以完成计算器的键盘输入，进行加、减、乘、除3位无符号数字的简单四则运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用4×4矩阵键盘。显示采用5位7段共阴极LED静态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用全球编译效率最高的KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus仿真。 引言 　简易计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，数字计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机 计算器 AT89c51芯片 74LS164 目录 摘 要 …………………………………………01 引 言 …………………………………………01 第一章 设计任务和要求………………………03 1.1 设计要求 1.2 设计方案的确定 第二章 单片机简要原理………………………03 2.1 AT89c51介绍 2.2 芯片74LS164介绍 第三章 硬件设计………………………………08 3.1 键盘电路的设计 3.2 显示电路的设计 3.3 其他电路设计 第四章 软件设计………………………………11 4.1 主程序的设计 4.2 显示、读键模块的设计 4.3 其他内容说明 4.4 源程序代码 第五章 调试与仿真……………………………23 5.1 Keil C51单片机软件开发系统 5.2 proteus的操作 第六章 总 结……………………………………24 心得体会…………………………………………25 参考文献…………………………………………26 第一章 设计任务和要求 1.1 设计要求 本次课程设计，我选择的课题是单片机数字计算器硬软件设计 ，设计任务为： 1.???扩展4*4键盘，其中10个数字，5个功能键，1个清零 2?.??? 使用五位数码管接口电路 3.??? 完成十进制的四则运算（加、减、乘、除）； 4.??? 实现低于三位小于255数字的连续运算； 5.??? 使用keil C软件编写程序； 6.??? 最后用ptoteus仿真; 7.??? 具有较强的抗干扰能力； 8.??? 体积小、功耗低，便于嵌入其他系统。 1.2 设计方案的确定 按照1.1的设计要求，本课题需要使用数码管显示和扩展4*4键盘，由于实验箱的硬件电路已经固定，故选择串行静态显示和用P1口扩展4*4键盘，扩展的4*4键盘定义十个数字键，六个功能键，使用串行静态显示显示运算结果。 主程序进行初始化，采用定时器0进行查键，每次按键后调用显示子程序。 第二章 单片机简要原理 在该课程设计中，主要用到一个AT89c51芯片和串接的五个74LS164芯片。作为该设计的主要部分。下面将对这两个芯片原理及功能做已详细介绍和说明。 2.1 AT89c51介绍 芯片AT89c51的外形结构和引脚图如2—1所示。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 主要特性： 8051 CPU与MCS-51 兼容 4K字节可编程FLASH存储器(寿命：1000写/擦循环) 全静态工作：0Hz-24KHz 三级程序存储器必威体育官网网址锁定 128*8位内部RAM 32条可编程