单片机 简易加法计数器.doc

《单片机原理及应用》课程课程设计 题 目 简易计算器的设计 院 （系） 信息工程学院 专 业 班 级 11级计算机应用技术1班 学 生 姓 名 XXXXX 学 号 XXXXXXXX 设 计 地 点 计算机应用实验室 指 导 教 师 XXXX 起止时间： 2013年 6月 3日至 2013 年 6 月 14 日 摘要 随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 本题目是实现两位数的加减运算的简易计算器，实现键盘输入，由七段LED数码管输出；程序都是根据教材内和网络中的程序参考编写而成，在功能上还并不十分完善，限制也较多。本设计重在设计构思，使得我们用专业知识、专业技能分析和解决问题，通过设计使得我们对所学知识彻底巩固。 课程设计目的和意义： 通过这次课程设计,进一步掌握单片机理论知识，知道AT89S52单片机的原理、编程和各种功能的应用,了解简易计算器的工作原理，初步掌握计算器的硬软件设计、编写、调试和仿真，充分提高动手能力和排除故障的能力。同时通过毕业设计加深了我们对单片机的认识和兴趣，发挥了我们的创新能力。 在本次课程设计中，充分调动了组员的积极性，彼此之间通过相互合作，共同努力，一起出色地完成了任务！ 设计任务：能够实现0~9这10个1位数的加减运算，用10个按键模拟0~9数字键，用两个按键实现加减运算，运算结果用5个数码管显示出来。如：5+3=8。 关键词 : 单片机；数码管；矩阵键盘  目录 1.设计方案 2 1.1设计思路 2 1.2整体设计 2 2.电路设计原理 4 2.1键盘接口电路 4 2.2数码管显示原理及译码电路 5 2.3运算模块（单片机控制） 5 3.功能程序仿真调试 8 3.1编程调试环境 8 3.2测试结果截图 9 4.程序设计 10 4.1软件程序设计 10 4.2源程序 12 5.总结 16 6.参考文献 17 1.设计方案 1.1设计思路 根据计算器的功能要求，选择AT89S52为主控机，通过扩展必要的外围接口电路，实现对计算器的设计。外部主要由4*4矩阵键盘和一个液晶显示屏构成，内部由一块AT89C52单片机构成。计算器电路包括四个部分：选用数码管作为显示部分，矩阵键盘作为输入部分，运算模块，单片机控制部分。 图1.1 模块图 1.2整体设计 根据简易计算器的功能和指标要求，本设计系统选用MCS-51系列单片机AT89C52为主控机。通过扩展必要的外围接口电路，实现对简易计算器的设计。计算器电路包括三个部分：显示电路、4*4键扫描电路、单片机微控制电路。具体设计如下： （1）由于要设计的是简单的计算器，可以进行加减运算，为了得到较好的显示效果，采用七段数码管显示数据和结果。 （2）另外键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、=）、复位键，故需要14个按键即可。 （3）执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，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结果。 图1.2 线路原理框图 图1.3系统总流程图 2.电路设计原理 2.1键盘接口电路 计算器输入数字和其他功能按键要用到很多按键，如果采用独立按键的方式，在这种情况下，编程会很简单，但是会占用大量的I/O 口资源，因此在很多情况下都不采用这种方式，而是采用矩阵键盘的方案。矩阵键盘采用四条I/O 线作为行线，四条I/O 线作为列线组成键盘，在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为4×4个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。 矩阵键盘的工作原理： 电路中采用4*4键盘作为输入电路模块的话，电路连线会比较简单，而且这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。但是在硬件电路设计的过程中，实验室没有提供矩阵键盘，所以我们将4*4的矩阵键盘换成了16个独立按键。采用独立按键的方式的话，会占用大量的I/O 口资源，但是在这种情况下，编程会很简单。 矩阵键盘内部电路图如图所示： 图2.1 矩阵键盘内部电路图 停止At89s52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有