单片机课程设计简易计算器设计.doc

xxxxxx大学 课 程 设 计 报 告 课程设计名称：单片机系统综合课程设计 课程设计题目：简易计算器设计 院（系）： 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期：  目 录 第1章 总体设计方案 1 1.1 设计原理 1 1.2 设计思路 1 1.3 实验环境 1 第2章 详细设计方案 3 2.1 硬件电路设计 3 2.2 主程序设计 3 2.2 功能模块的设计与实现 4 第3章 结果测试及分析 7 3.1 结果测试 7 3.2 结果分析 7 参考文献 8 附录I 程序源代码 9 附录II 硬件电路 18 附录III 元件清单 19 第1章 总体设计方案 1.1 设计原理 根据课程设计任务书的内容与要求，要实现简易计算器的设计过程，实现计算器的键盘输入，进行加、减、乘、除基本四则运算，并在八段数码管上显示相应的结果，其中加、减、乘、除、等于及清八段数码管功能分别用按键A、B、C、D、E、F表示。键盘的应用，设计的是4*4键盘，对键盘进行扫描，固定列扫描行，设置相应的按键功能，包括数字键、运算符键及清八段码键。八段码显示应用，正常输入：显示相应的数字及运算符（A,B,C,D），按下等于（E）键后显示计算结果，按下清八段码键（F）后八段码全变暗；出现越界输入或输出：显示ERROR。 1.2 设计思路 采用汇编语言程序设计的方法结合硬件电路设计方法，利用AEDK实验箱上已有芯片来实现简易计算器的模拟，利用Protel软件画出硬件电路。 （1）． 提出方案 首先，实现对键盘的扫描及设置对应按键；其次，实现在八段码上显示键盘输入内容；最后，对输入数据进行基本运算处理并显示相应结果（包括越界显示）。 （2）． 方案论证 简易计算器的设计主要是键盘扫描和八段码显示。数据输入利用键盘实现，按要求设计各键值，通过键值判断是数字键还是功能键，通过六位八段码显示输入的相应按键及运算后的结果。 1.3 实验环境 ·硬件环境：伟福Lab6000实验箱，PC机。 ·软件环境：WAVE6000应用软件。 ·软件环境：protel 99SE应用软件。 第2章 详细设计方案 2.1 硬件电路设计 硬件电路主要由两部分构成 ：键盘扫描电路和八段码显示电路。 硬件电路连线如图2.1所示。 图2.1 硬件电路连线图 2.2 主程序设计 在主程序中首先调用键盘扫描函数，设一个键盘按键标记量，初值为0，首次按下按键且为数字键，标记为0，在数组中保存键值，标记量自加1。按键标记为1时有多种情况，对按键进行判断，若输入的为数字键且没越界，则存储并显示相应数据，越界则显示ERROR；若输入的为运算符键，则显示运算符；若输入的为清八段码键，则进行清八段码操作；若输入的为“=”键，则进行相应的运算，运算结果没越界显示相应结果，越界则显示ERROR。 主程序流程图如图2.2所示。 图2.2 主程序流程图 2.2 功能模块的设计与实现 计算器设计的功能模块有：键盘扫描函数，八段码显示函数，延时函数。 1）键盘扫描模块的设计与实现 对于的键盘的扫描，先固定键盘的某一列，然后逐行扫描。 流程图如图2.3所示。 2）八段码显示功能模块的设计与实现 八段码的显示函数，包含输入输出数据的显示，越界错误显示，清八段码显示，运算结果显示。注意的是，显示是在按键抬起后进行的操作，所以显示函数中有松手检测语句。正常输入输出时，显示相应数据；越界时，显示错误ERROR；输入运算符时，显示运算符；清八段码时，则八段码不显示任何内容。具体流程图如图2.4所示。 图2.4 八段码显示模块 第3章 结果测试及分析 3.1 结果测试 计算器的测试包括正常输入输出测试和越界输入输出测试。若输入正确且结果没越界：（1）加法测试：输入数字，如23，按下加法运算符“A”，再按下数字，如456，按下等于符号“E”，则显示正确结果479；（2）减法测试：输入数字，如3578，按下加法运算符“B”，再按下数字，如214，按下等于符号“E”，则显示正确结果3364；(3)乘法测试：输入数字，如12，按下加法运算符“C”，再按下数字，如15，按下等于符号“E”，则显示正确结果180；(4) 除法测试：输入数字，如1478，按下加法运算符“D”，再按下数字，如81，按下等于符号“E”，则显示正确结果18。输入输出越界测试：输入一个大于9999的数时显示ERROR，或当计算结果越界时显示ERROR，如9999+1=ERROR，1234*378=ERROR，4