基于单片机的计算器的设计.doc

科研训练论文 题 目：基于单片机的计算器的设计 姓 名： _ __ _______ 专 业： __机械电子工程_ 班 级： _ __ ____ 学 号： ___ ____ 院（系）： _ 机械与电子工程学院 指导教师： _卢文华__ __ 完成日期： _2009.12.06____ 成 绩： __________ 目录 一、概述 2 1.1设计任务及要求 2 1.2设计原理 2 二、系统总体方案及硬件设计 3 2.1计算器总体思想 3 2.2硬件的选择与连接-----------------------------------------------------------------------------------4 三、软件设计 3.1显示程序设计 6 3.2键盘识别程序设计 8 3.3运算程序设计 9 四、设计体会与总结 10 五、参考文献 11 附录 源程序代码 11 基于单片机的计算器的设计 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构成，一个8051单片机芯片，两个八段共阴极数码管，一个4*4键盘，它可以实现一位数的加减乘除运算。 显示部分：采用LED动态显示。 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。 关 键 词：LED接口；键盘接口；8255A；汇编语言 概述 1.1设计要求及任务： （1）设计4*4的键盘，其中10个数字键0~9，其余六个键“+”、“—”、“*”、 “/”、“=”、和“C”键； （2）设计两位LED接口电路； （3）实现1位数的简单运算 1.2设计原理: （1）LED显示器接口技术 LED显示器有共阴极和共阳极两种。共阴极就是把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极，使用时公共阴极接地，某端接高电平时才发亮。共阳极则是把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极，使用时公共阳 接十5V端。某端接低电平时才发亮。 在此次设计中采用共阴极接法。 LED动态显示接口技术：动态显示中，任意时刻虽只有一位显示器被点亮，但当一个循环周期小于人的视觉暂留时间时，看上去与全部显示器持续点亮的效果相同。从而提高数码管的利用效率，所以采用LED动态显示接口技术。 多位LED显示器接口电路需要有两个输出口，其中一个用于输出8条段控线（有小数点显示），另一个用于输出位控线，位控线的数目等于显示器的位数。 （2）键盘显示技术 1、测试是否有键按下： ① 单片机I/O 口向所有列线输出低电平。即向列口 写入00H。 ② 然后输入各行线状态，即读输入口的字。 ③ 比较：若行线状态全为高电平，则表明无键按下；若行线状态中有低电 平,则表明有键按下。 2、消抖动 3、扫描键盘以确定被按键的物理位置 4、 计算键码 如果键号是按从左到右，从上到下的顺序编排的，按这种编排规律，各行的首 键号依次是 00H、08H、10H、18H，如列线按0～7的顺序编号，则可选用键码的计算公式为： 键码= 首键号 十 列号 5、 等待键释放 (3)输入输出口的扩展： 在扩展输入/输出端口时，要求输入口能够缓冲，，输出口能够锁存。常用小规模集成电路芯片74LS244或74LS245等扩展输入端口，用74LS273、74LS373、 74LS377扩展输出端口。这种扩展方法的特点是电路简单，但功能单一、灵活性差。因而常采用中规模的可编程并行接口芯片8255A或8155扩展输入/输出端口。 二、系统总体方案及硬件设计 2.1计算器总体思想 显示部分：采用LED动态显示。 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。 执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，经通过数码管显示出来，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，按等号就会在数码管上输出运算