单片机计算器课程设计报告程序讲解.docx
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单片机计算器课程设计报告程序讲解
单片机课程设计报告
一、内容摘要
用单片机做一个四则运算的计算器，首先查资料，了解各个电路的功能，事先须熟悉Keil和Proteus两个软件，及它们的联调，程序和仿真完成，就焊接电路板，焊接完，最后就系统联调，直到得出结果。
二、功能要求
利用89c51作为主控器组成一个四则运算的计算器。
三、电路原理图
电路图说明：
（1）键盘的列扫描接单片机P2口的低4位，行扫描接单片机P1口的低4位；
（2）数码管的段选通过单片机的P0口接74LS244来驱动，数码管的位选接单片机的P2口；
（3）晶振电路为单片机提供时钟频率；
（4）复位电路为单片机提供复位信号。
四、计算器功能说明
（1）通过数码管来显示键盘的按键，显示被加数（减数……），加数（……），运算结果；
（2）本计算器适合不大于八位整数的加、减、乘、除，要求结果也不大于八位整数，否则出错显示，显示（HELLO）；
（3）在还没按一个数之前就按下=，+，--，*或/，则显示错误；按下+，--，*或/后，立马按下=，显示错误；
（4）若接连好了好几运算符键，实际参与运算的是最后一次按的运算键；
（5）本计算器有连加，连减，连乘，连除功能，例如：
2+5=7+5=12--5=7*5=35/5=7；
（6）减法可以实现负数，除法可以显示小数。
五、软件仿真
软件设计时，我是分一个一个模块设计的，设计顺序如下：
（1）数码管显示函数
voiddisplayljy（void）//"显示"子函数
{uchararray3[32]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,
0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,
0x79,0x71,0x00,0x40,0xbf,0x86,0xdb,
0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef,
0x38,0x3e,0x6e,0xbe};
uchar*p=array,count=0xfe,i,time,time1;
F0=1;
while（F0）
{i=*p;
P2=count;
P0=array3[i];
for（time1=0x0c;time1>0x00;time1--）
for（time=0xff;time>0x00;time--）;
p++;
count=_crol_（count,1）;
if（count==0xfe）
F0=0;
}
}
（2）判断是否有键按下子函数
voidiskeyyou（void）//"判断是否有键按下"子函数
{P2=0x00;
P1|=0x0f;
a=P1;
a|=0xf0;
}
（3）键扫子函数
voidinkeylove（void）//"判断按下的是什么键"子函数
{ucharb=0xfe,c=0x00,d;
uchararray4[16]={0x07,0x08,0x04,0x05,0x01,0x02,0x0f,0x00,
0x09,0x0a,0x06,0x0b,0x03,0x0c,0x0e,0x0d};
F1=0;
iskeyyou（）;
if（a!
=0xff）
{displayljy（）;
displayljy（）;
iskeyyou（）;
if（a!
=0xff）
{F0=1;
while（F0）
{P2=b;
P1|=0x0f;
if（P10==0）
{a=0x00;
F1=1;
}
elseif（P11==0）
{a=0x02;
F1=1;
}
elseif（P12==0）
{a=0x04;
F1=1;
}
elseif（P13==0）
{a=0x06;
F1=1;
}
else
{a=c;
a%=4;
if（a==0x01）
{a=0x07;
c+=a;
}
else
c++;
b=_crol_（b,1）;
if（b&0x10==0）
{F0=0;
a=0xff;
}
}
while（F1）
{a+=c;
a=array4[a];
d=a;
while（a!
=0xff）
{displayljy（）;
iskeyyou（）;
}
a=d;
F1=0;
F0=0;
}
}
}
}
}
（4）两个变形的子函数
voidbian1（void）//"将uchar型变量转化为ulong型变量"子函数
{uchari;
for（i=7;i>0;i--）
{if（array[i]==0x10）
array[i]=0x00;
if（array1[i]==0x10）
array1[i]=0x00;
}
num1=（ulong）array1[7]*10000000;
num1+=（ulong）array1[6]*1000000;
num1+=（ulong）array1[5]*100000;
num1+=（ulong）array1[4]*10000;
num1+=（ulong）array1[3]*1000;
num1+=（ulong）array1[2]*100;
num1+=（ulong）array1[1]*10;
num1+=（ulong）array1[0];
num2=（ulong）array[7]*10000000;
num2+=（ulong）array[6]*1000000;
num2+=（ulong）array[5]*100000;
num2+=（ulong）array[4]*10000;
num2+=（ulong）array[3]*1000;
num2+=（ulong）array[2]*100;
num2+=（ulong）array[1]*10;
num2+=（ulong）array[0];
}
voidbian2（void）//声明"将ulong型变量转化为uchar型变量"子函数
{uchari=7,F0=1;
if（num1>99999999）
error（）;
else
{array[7]=（uchar）（num1/10000000）;
array[6]=（uchar）（num1%10000000/1000000）;
array[5]=（uchar）（num1%1000000/100000）;
array[4]=（uchar）（num1%100000/10000）;
array[3]=（uchar）（num1%10000/1000）;
array[2]=（uchar）（num1%1000/100）;
array[1]=（uchar）（num1%100/10）;
array[0]=（uchar）（num1%10）;
while（i>0&&F0）
{if（array[i]==0x00）
{array[i]=0x10;
i--;
}
else
F0=0;
}
}
}
（5）主函数
voidmain（）
{ucharr7=0x00,i;
while
（1）
{displayljy（）;
inkeylove（）;
if（a!
=0xff）//如果有键输入，继续往下执行，否则从新开始
{if（a==0x0f）//如果输入的是"清除"键，将显示器清屏，同时清存放运算符号的单元
{r7=0x00;
for（i=0;i<8;i++）
{array[i]=0x10;
array1[i]=0x10;
}
}
elseif（a==0x0e）//如果输入的是"="，继续往下执行，否则从新开始
{if（array1[0]==0x10）//如果未按下第二个数之前就按下“=”，则出错显示
error（）;
elseif（r7==0x0d）//如果r7中存放的是"+"，则执行加运算
{bian1（）;
jia（）;
bian2（）;
r7=0x00;
for（i=0;i<8;i++）
array1[i]=0x10;
}
elseif（r7==0x0c）//如果r7中存放的是"-"，则执行减运算
{bian1（）;
jian（）;
r7=0x00;
for（i=0;i<8;i++）
array1[i]=0x10;
}
elseif（r7==0x0b）//如果r7中存放的是"*"，则执行乘运算
{bian1（）;
cheng（）;
bian2（）;
r7=0x00;
for（i=0;i<8;i++）
array1[i]=0x10;
}
elseif（r7==0x0a）//如果r7中存放的是"÷"，则执行除运算
{bian1（）;
chu（）;
r7=0x00;
for（i=0;i<8;i++）
array1[i]=0x10;
}
else
error（）;//如果r7没有存进运算符，则转出错处理
}
else
{if（r7!
=0x00）//如果已按过运算键，往下执行，否则转else
{if（a>0x09&&a<0x0e）//如果还按下运算键，则后按的取代前面按的
r7=a;
elseif（array1[0]==0x10）//判断是不是输入加数（减数...）的第一个数
{for（i=0;i<8;i++）//是的话，将被加数（被减数...）存入array1中
array1[i]=array[i];
for（i=0;i<8;i++）
array[i]=0x10;
for（i=7;i>0;i--）//array中存入加数（减数...）
array[i]=array[i-1];
array[0]=a;
}
else//不是输入加数（减数...）的第一个数
{if（array[7]!
=0x10）//如果加数（减数...）已是八位整数，则转出错处理
error（）;
else
{for（i=7;i>0;i--）//否则将加数左移
array[i]=array[i-1];
array[0]=a;
}
}
}
else//之前还没有运算键按下
{if（a>0x09）//有运算键按下
{if（array[0]==0x10）//但是在运算键按下之前没有输入被加数，则转出错
error（）;
else
r7=a;//否则将运算键输入r7中保存
}
elseif（array[7]!
=0x10）//如果被加数已是八位整数，则转出错
error（）;
else//否则将被加数左移
{for（i=7;i>0;i--）
array[i]=array[i-1];
array[0]=a;
}
}
}
}
}
}
（6）加、减、乘、除、出错显示子函数
voidjia（void）//"加运算"子函数
{num1+=num2;
}
voidjian（void）//"减运算"子函数
{uchari;
if（num1>num2）
{num1-=num2;
bian2（）;
}
elseif（num1==num2）
{for（i=1;i<8;i++）
array[i]=0x10;
array[0]=0x00;
}
else
{num1=num2-num1;
bian2（）;
if（array[7]!
=0x10）
error（）;
else
array[7]=0x11;
}
}
voidcheng（void）////声明"乘运算"子函数
{num1*=num2;
}
voidchu（void）//"除运算"子函数
{uchari,j=0x00,k;
doublenum3;
num3=（double）（num1）/（double）（num2）;
num1=（ulong）（num3）;
num3-=num1;
if（num3==0||num1>9999999）
bian2（）;
else
{bian2（）;
while（array[7]==0x10）
{j++;
for（i=7;i>0;i--）
array[i]=array[i-1];
array[0]=0x10;
}
array[j]+=0x12;
k=j-1;
while（k>0）
{num3*=10;
num2=（ulong）（num3）;
num3-=num2;
array[k]=（uchar）（num2）;
k--;
}
num3*=10;
num2=（ulong）（num3）;
array[0]=（uchar）（num2）;
while（array[0]==0x00）
{for（i=0;i<7;i++）
array[i]=array[i+1];
array[7]=0x10;
}
}
}
voiderror（void）//"出错显示"子函数（出错显示"HELLO"）
{array[7]=0x10;
array[6]=0x10;
array[5]=0x10;
array[4]=0x1d;
array[3]=0x0e;
array[2]=0x1c;
array[1]=0x1c;
array[0]=0x12;
}
（7）全局变量定义，函数声明等
#include
#include//循环左右移要用该头文件（-cror-（），-crol-（））
#defineucharunsignedchar
#defineulongunsignedlong
uchararray[8]={0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10};
uchararray1[8]={0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10};
uchara;
ulongnum1=0,num2=0;
sbitP10=P1^0;
sbitP11=P1^1;
sbitP12=P1^2;
sbitP13=P1^3;
sbitF1=PSW^1;//定义一个标志位，F0在头文件里已定义
voiddisplayljy（void）;//声明"显示"子函数
voidinkeylove（void）;//声明"判断按下的是什么键"子函数
voidiskeyyou（void）;//声明"判断是否有键按下"子函数
voidbian1（void）;//声明"将uchar型变量转化为ulong型变量"子函数
voidbian2（void）;//声明"将ulong型变量转化为uchar型变量"子函数
voidjia（void）;//声明"加运算"子函数
voidjian（void）;//声明"减运算"子函数
voidcheng（void）;//声明"乘运算"子函数
voidchu（void）;//声明"除运算"子函数
voiderror（void）;//声明"出错显示"子函数
六、系统联调
在焊接完板子后，我首先并没有把整个计算器的程序下进去，只是下了个显示的小程序，结果数码管的第四位没显示，首先我想段选肯定不会有错的，检查了程序对应的那个数和程序中位选的设置都没错，我想应该是接线中的位选错了，结果我用万用表检查电路发现也没错，这下我就纠结了，搞不清状况了，可是无意之中我按了板子，发下那个数码管显示了正确的数，但是只是一瞬间的事，我想肯定是我有个地方没焊稳，我就一个地方一个地方的按，最终定位在了单片机，单片机的底座我用的是单排母不是专门配的底座，因为用排母取下放上都比那个专门配的底座容易，我就重新认真的把底座补焊了下，结果就行了，接下来我就把计算器的程序下进去了，成功了，太开心了。
七、收获和体会
我觉得我这次最大的收获，就是编程能力有了较大的提高，因为以前一般小程序编得多，大程序编得少，所以学到了很多东西。
通过这次我真实体会到了编程应该一个模块一个模块编，这样真的很有好处，自己的思路也会很清晰。
编程的时候也要仔细认真，可能一个很小的错误，最后可能要找很久才能找出来，或者根本就找不出来。
现在对Keil和Proteus两个仿真软件已能灵活运用，我觉得这两个软件真的太好了，太强大了，让我们开发51系统省了很多事。
八、附录
（1）参考文献：
单片机原理及应用，人民邮电出版社，杨辉先，黄辉先主编
单片机原理及应用实验教程，湘潭大学出版社，胡洪波主编
上网查资料
（2）元器件清单：
51单片机
一块
74LS244芯片
1个
共阴极四连七段数码管
2个
集成键盘
1个
发光二极管
1个
电阻
100（2个），10K（1个）
瓷片电容
20pF（2个）
电解电容
10uF（1个）
按键
1个
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