大学毕业论文—单片机计算器及密码锁程序设计.doc

毕业设计（论文） 单片机计算器及密码锁程序设计 学院（系）：电气工程学院 专 业：0级计控（2）班 学 号：00103010142 摘要 智能化是当今光、机、电一体化产品的发展趋势之一，而智能性的实现主要依赖于嵌入式系统的核心单片机。而仿真器不但是开发单片机系统的重要手段，也是学习单片机知识的必备工具。本课题来源于燕山大学自动化专业单片机生产实习的需要，为了充分锻炼学生的动手操作能力，并节约实习经费，因此开发了一种使用简单，覆盖单片机基本资源应用并且价格低廉的单片机仿真系统。 论文分别介绍了单片机仿真系统的硬件设计和软件实现。 硬件设计包括仿真芯片的选型，单片机的资源应用及扩展电路，如：8255并口扩展、发光二极管、七段动态数码显示4×4键盘输入、蜂鸣器等。 软件部分包括两个大程序：密码锁程序和计算器程序。密码锁程序实现3-8位可变密码的输入、修改和密码输入正确后的授权操作功能，密码错误后有声光报警（不同的报警次数对应不同的报警方式）。计算器程序实现带符号浮点数的加、减、乘、除及开根号的功能，设计中加入了第二功能键解决了按键有限的问题。这两个程序主要应用了单片机教材中中断、动态显示、键盘输入、I/O接口这些重要功能，具有良好的示范作用。 本系统不但可以应用于单片机教学，对大多数电子爱好者开发简单的仿真器也有借鉴作用。 关键词　单片机；仿真器；计算器；密码锁；  目 录 摘要 I 第1章 绪论 1 1.1 课题背景 1 1.2 单片机的发展概述 1 1.3 单片机的应用领域 4 1.4 单片机的发展趋势 5 1.5 本课题研究的内容 6 第2章 硬件系统的介绍 7 2.1 SST89E58RD芯片功能及原理 7 2.2 8255可编程并行I/O接口扩展 8 2.3 8255与八位LED数码管的链接电路 12 2.4 LED与单片机的链接 13 2.5 键盘电路 14 2.6 蜂鸣器电路 14 2.7 本章小结 16 第3章 计算器程序 17 3.1 程序功能及存储方式介绍 17 3.2 主程序 18 3.3 键盘子程序 21 3.4 除法子程序 26 3.5 开根号子程序 31 3.6 小数点对齐子程序 36 3.7 其它子程序 38 3.8 本章小结 41 第四章 密码锁程序 42 4.1 程序的功能及存储方式介绍 42 4.2 主程序 42 4.3 读密码及改密码子程序 46 4.4 报警子程序 48 4.5 错误显示子程 52 4.6 C语言与汇编语言的比较 53 4.7 本章小结 54 结论 55 参考文献 56 致谢 57 附录1 开题报告 58 附录2 文献综述 64 附录3 外文翻译的中文部分 68 附录4 外文翻译的英文部分 75 附录5 系统电路原理图 85 附录6 计算器程序的数据表 86 第1章 绪论 1.1 课题背景 本课题来源于燕山大学自动化专业单片机生产实习的需要，目的是为了充分锻炼学生的动手操作能力并节约实习经费，因此开发了一种使用简单，覆盖单片机基本资源应用，并且价格低廉的单片机仿真系统。 在单片机的开发过程中，程序的设计是最为重要的但也是难度最大的。一种最简单和原始的开发流程是：编写程序－烧写芯片－验证功能，这种方法对于简单的小系统是可以对付的，但在大系统中使用这种方法则是完全不可能的。因此仿真成了系统调试的必备手段。仿真分软件仿真和硬件仿真。 软件仿真主要是使用计算机软件来模拟运行实际的单片机运行，因此仿真与硬件无关的系统具有一定的优点。用户不需要搭建硬件电路就可以对程序进行验证，特别适合于偏重算法的程序。软件仿真的缺点是无法完全仿真与硬件相关的部分，因此最终还要通过硬件仿真来完成最终的设计。 仿真器是单片机仿真的重要工具。单片机仿真器是在产品开发阶段用来替代单片机进行软硬件调试的非常有用的开发工具。使用单片机仿真器可以对单片机程序进行单步、断点等手段的调试，检查程序运行中单片机RAM 、寄存器内容的变化，观察程序的运行悄况，与此同时可以对硬件电路进行实时的调试。使用单片机仿真器可以迅速发现、纠正程序中的错误，从而大大缩短单片机开发的周期。 1.2 单片机的发展概述 1946年第一台电子计算机诞生至今,只有50年的时间,依靠微电子技术和半导体技术的进步,从电子管——晶体管——集成电路——大规模集成电路,现在一块芯片上完全可以集成几百万甚至上千万只晶体管,使得计算机体积更小,功能更强。特别是近20年时间里,计算机技术获得飞速