電子計(jì)算器課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 課題名稱：電子計(jì)算器*姓名：*學(xué)號(hào)：*學(xué)院：*專業(yè)：*方向：*指導(dǎo)教師： 2014年5月30日 目錄設(shè)計(jì)要求3設(shè)計(jì)過(guò)程3一、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案規(guī)劃與選定3二、硬件設(shè)計(jì)3 1、硬件組成3 2、硬件連接6三、軟件設(shè)計(jì)7四、調(diào)試7 1、軟件調(diào)試步驟7 2、具體調(diào)試過(guò)程8五、新增功能及實(shí)現(xiàn)方法8六、小結(jié)與體會(huì)9七、參考文獻(xiàn)10八、附錄（程序、電路圖）10 1、附錄一 程序10 2、附錄二 連接圖20 設(shè)計(jì)要求： 1.設(shè)計(jì)一個(gè)電子計(jì)算器，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)4位數(shù)（包括整數(shù)和小數(shù)）的加、減、乘、除運(yùn)算功能。 2.要求數(shù)據(jù)的輸入及運(yùn)算結(jié)果的顯示與我們平時(shí)使用的計(jì)數(shù)器相同； 3.采用827

2、9接口4*6鍵盤及8位led顯示器。 4.可以用匯編語(yǔ)言或是c語(yǔ)言 5.鼓勵(lì)創(chuàng)新，增添附加功能一、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案規(guī)劃與選定 1、8279的功能是：對(duì)鍵盤進(jìn)行管理控制，自動(dòng)掃描鍵盤；對(duì)led顯示器進(jìn)行控制、對(duì)顯示數(shù)據(jù)、顯示方式進(jìn)行管理。 8279芯片對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入fifo，產(chǎn)生中斷，數(shù)據(jù)送單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果回饋8279，8279控制數(shù)據(jù)顯示到led數(shù)碼管。 2、（1）初始化8279及清零：選擇鍵盤和顯示方式，根據(jù)外接的clk頻率選定定標(biāo)值，使內(nèi)部時(shí)鐘為100khz，選擇寫顯示ram方式，選擇讀fifo ram方式。 （2）鍵盤程序：當(dāng)有鍵被按下時(shí)，8279通過(guò)

3、粗掃描感知到，然后通過(guò)細(xì)掃描確定被按下的鍵碼，然后產(chǎn)生中斷。 （3）顯示程序：只需將字形碼輸出到數(shù)據(jù)口，8279即會(huì)按規(guī)定的方式寫入顯示ram，并通過(guò)動(dòng)態(tài)掃描進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。二、硬件設(shè)計(jì)1、硬件組成 1、單片機(jī)采用89c51，本次課設(shè)用到的管腳及其功能解析如下 vcc：接+5v電源vss：接地端ale：與8279的clk引腳相連，使8279和系統(tǒng)時(shí)鐘同步p0-p7口：輸入、輸出口， 作地址、數(shù)據(jù)總線2、8279 8279是一款由+5v電源供電的可編程鍵盤顯示接口芯片。rd、wr、cs分別與單片機(jī)的對(duì)應(yīng)接口相連，ad0.7與單片機(jī)的p0-p7相連，rl0.7接鍵盤的列，out_a0-out_a3及

4、out_b0out_b3是輸出，接八位數(shù)碼管的段選。其功能是：對(duì)鍵盤進(jìn)行管理控制；對(duì)led顯示器進(jìn)行控制、對(duì)顯示數(shù)據(jù)、顯示方式進(jìn)行管理3、74hc138譯碼器 a，b，c分別接8279的sl0sl2，y0y7連接鎖存器后對(duì)鍵盤進(jìn)行行掃描，并控制八位數(shù)碼管的位選。4、74hc373鎖存器 將譯碼結(jié)果鎖存在q端，使信號(hào)暫時(shí)不受d端信號(hào)的影響，將掃描信號(hào)由q端送入鍵盤和顯示器。5、鍵盤 選用46鍵盤，行線連接8279 sl端經(jīng)譯碼輸出信號(hào)進(jìn)行行掃描，列線連接8279的sl端。有鍵被按下時(shí)，通過(guò)行列掃描，確定是哪個(gè)鍵被按下。6、八位共陰極led數(shù)碼管左側(cè)八個(gè)接口連接段選，右端八個(gè)接口連接位選。2、硬件

5、連接 將單片機(jī)的p0口連接到8279的ad端，8279的out_b和out_a通過(guò)一個(gè)74hc373接到led顯示器的段選。8279的cs端和51的p2.7相接；a0與p2.0相接；rd和wr分別與51單片機(jī)相接；irq通過(guò)一個(gè)非門與51的int1相接以產(chǎn)生外部中斷；clk與51的ale相接以采用相同的時(shí)鐘頻率。res隔電容接高電平，隔電阻接地。74hc138的e1接高電平，e2和e3接地。74hc373的le接高電平，oe接地。鍵盤由4*6的開關(guān)陣組成，顯示采用8位共陰極led顯示器，并都采用74hc373來(lái)提高驅(qū)動(dòng)能力。將8279的掃描信號(hào)輸出端通過(guò)三八譯碼器分別接到顯示器的片選線和按鍵矩

6、陣的每一行上。按鍵矩陣的每一列都連接到8279的rl輸入端。三、軟件設(shè)計(jì) (1) 初始化8279：選擇鍵盤和顯示方式，鍵盤采用中斷方式，對(duì)單片機(jī)開中斷。根據(jù)外接的clk頻率選定定標(biāo)值，使內(nèi)部時(shí)鐘為100khz,選擇寫顯示ram方式,選擇讀fifo ram方式，并通過(guò)控制口向8279發(fā)送讀鍵碼指令。 (2) 結(jié)果顯示：只需將字形碼輸出到數(shù)據(jù)口，8279即會(huì)按規(guī)定的方式寫入顯示ram，并通過(guò)動(dòng)態(tài)掃描進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示到八位led數(shù)碼管。 整數(shù)部分：根據(jù)整數(shù)的位數(shù)，把待顯示數(shù)除以10的倍數(shù)并取整，即得到每一位的值，然后查出每一位的字形碼，依次寫顯示ram即可在led上顯示得數(shù)。 小數(shù)部分：根據(jù)小數(shù)的位數(shù)，

7、把待顯示數(shù)除以0.1的倍數(shù)并取整即得到每一位的小數(shù)值，然后查出每一位的字形碼，依次寫顯示ram即可在led上顯示得數(shù)。（小數(shù)部分默認(rèn)顯示7位，然后通過(guò)從后往前查詢最后一位是否是0，然后將末尾的0刪掉，只顯示非0部分） (3) 鍵盤程序：采用中斷方式，當(dāng)有鍵按下時(shí)，產(chǎn)生中斷，在中斷服務(wù)中讀取按鍵數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)查鍵功能表，即可查得此鍵功能.如果按下的是數(shù)字鍵，會(huì)將此數(shù)字存儲(chǔ)到一個(gè)數(shù)組中，同時(shí)將這個(gè)數(shù)字顯示出來(lái)。如果按下的是運(yùn)算符鍵，將把此運(yùn)算符記下并將運(yùn)算符前的數(shù)求出來(lái)，然后清除顯示。如果按下等號(hào)鍵，會(huì)將運(yùn)算符后面的數(shù)求出來(lái)并且根據(jù)運(yùn)算符將運(yùn)算結(jié)果算出來(lái)并顯示出來(lái)。如果按下清零鍵，會(huì)將數(shù)字?jǐn)?shù)組、顯示、

8、符號(hào)位等等都清零，即最右端顯示0。四、調(diào)試一軟件調(diào)試步驟： 1、新建工程：打開keil軟件，在project菜單中選擇new project命令，建立一個(gè)新項(xiàng)目，然后存盤并輸入工程文件名（不用寫文件格式）。2、新建文件：新建文件，輸入源程序代碼，保存文件并令文件格式為.c3、把源文件添加到工程中：鼠標(biāo)右鍵選中source group 1，然后添加文件到工程中，選擇要添加的文件（即剛才的.c文件）4、設(shè)置對(duì)象選項(xiàng)：點(diǎn)擊“options for target”，設(shè)置output、target、debug選項(xiàng)5、編譯：對(duì)項(xiàng)目文件進(jìn)行編譯。若出現(xiàn)errors、warnings時(shí)，按照指示，檢查出錯(cuò)原因

9、。6、用proteus仿真軟件畫出電路圖，點(diǎn)擊at89c51，添加.hex文件，點(diǎn)擊開始進(jìn)行仿真。7.對(duì)仿真的計(jì)算器進(jìn)行操作，選擇典型計(jì)算方式及典型數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，驗(yàn)證顯示結(jié)果是不是自己的設(shè)計(jì)初衷。二、具體調(diào)試過(guò)程 由于第一次接觸keil和proteus，感覺(jué)生疏異常，于是，上網(wǎng)百度找教程，最后終于弄清了keil和proteus的使用步驟。 在51里燒進(jìn)程序后，一經(jīng)運(yùn)行，八位數(shù)碼管就顯示8個(gè)8，經(jīng)過(guò)多番嘗試及請(qǐng)教高人，最后在仔細(xì)研究電路圖后，終于發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題所在，原來(lái)是引出8279的一根粗線沒(méi)有貼標(biāo)簽。貼上標(biāo)簽后，立馬一切正常了。五、新增功能及實(shí)現(xiàn)方法1、開平方運(yùn)算：x(1/2)實(shí)現(xiàn)方法：輸入一個(gè)

10、數(shù)后，內(nèi)部程序會(huì)進(jìn)行求數(shù)運(yùn)算，并顯示該數(shù)，按下該鍵后， 由自帶函數(shù)sqrt求得開方，按下等號(hào)后顯示計(jì)算結(jié)果。 2、取倒數(shù)運(yùn)算：x（-1）按下第一個(gè)數(shù)后，將其值算出并顯示，按下改鍵后，求1/x運(yùn)算，并將結(jié)果顯示。3、清除鍵：clear按下改鍵后，將執(zhí)行清除命令。4、求階乘：!執(zhí)輸入一個(gè)整數(shù)x后，按下該鍵，會(huì)執(zhí)行x*（x1）*（x2）*（x3）*1運(yùn)算，并將結(jié)果顯示。5、求平方：x2按下一個(gè)數(shù)字x后，按下改鍵，便會(huì)執(zhí)行x*x運(yùn)算，按下等號(hào)后，將結(jié)果顯示。6、求立平：x3按下一個(gè)數(shù)字x后，按下改鍵，便會(huì)執(zhí)行x*x*x運(yùn)算，按下等號(hào)后，會(huì)將結(jié)果顯示。7、求n次方：xn按下一個(gè)數(shù)字x后，按下該鍵，再按下

11、數(shù)字n，便會(huì)執(zhí)行一個(gè)循環(huán)命令，求出xn，并顯示。六、小結(jié)與體會(huì) 本次課程設(shè)計(jì)的要求是設(shè)計(jì)一個(gè)電子計(jì)算器，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)4位數(shù)（包括整數(shù)和小數(shù)）的加、減、乘、除運(yùn)算功能。剛看到設(shè)計(jì)題目及要求時(shí)，頓覺(jué)非常困惑，感覺(jué)這要求超出了我的能力范圍、無(wú)從下手。但是，隨著翻看的有關(guān)單片機(jī)的教材及課程設(shè)計(jì)實(shí)例的增加以及跟同組及其他組同學(xué)多次的探討研究，慢慢地，感覺(jué)逐漸對(duì)8279及51的各個(gè)接口及中斷有了大體的概念，并且，逐漸地，課設(shè)的思路不知不覺(jué)間在大腦中慢慢形成。 當(dāng)課設(shè)真正進(jìn)行的時(shí)候，豁然發(fā)現(xiàn)，頭腦中的念相與實(shí)際能夠做出來(lái)的差距是何等的大。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到很多的困難，如keil及proteus軟件的安裝，以前學(xué)

12、過(guò)ug，感覺(jué)ug軟件很難安裝，沒(méi)想到，proteus安裝起來(lái)也是很不簡(jiǎn)單的，再比如程序的調(diào)試，辛辛苦苦寫的程序，編譯時(shí)顯示大量的errors、warnings確實(shí)是一件極其痛苦的事情，但是歷經(jīng)審查、修改，最后程序完全正確了，燒入單片機(jī)后，可以按照要求進(jìn)行運(yùn)行了，那種快樂(lè)也是無(wú)法用三言兩語(yǔ)形容的。 在本次課程設(shè)計(jì)中，控制電路選取at89c51單片機(jī)，同時(shí)選取能夠?qū)︽I盤和led實(shí)現(xiàn)控制和管理的8279芯片，它能自動(dòng)掃描行列值，控制led的顯示，使得控制便利化，可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，大大提高cpu的工作效率。鍵盤方面使用46鍵盤，分別對(duì)不同的鍵賦予功能，而顯示器采用動(dòng)態(tài)顯示。由于感覺(jué)本軟件用匯編語(yǔ)

13、言會(huì)比較困難，因此采用c語(yǔ)言編程，其中由于編程不熟練遇到了很多新的難題，通過(guò)查找c語(yǔ)言課本復(fù)習(xí)了c語(yǔ)言的語(yǔ)法，把困難一一解決了（感覺(jué)自己的c語(yǔ)言水平又上升了數(shù)個(gè)臺(tái)階）。 通過(guò)這次課設(shè)，我認(rèn)識(shí)到只有書本知識(shí)是萬(wàn)萬(wàn)不夠的，我們還要多動(dòng)手，多實(shí)際操作，讓知識(shí)從實(shí)踐中來(lái)，到實(shí)踐中去。通過(guò)實(shí)踐，不僅可以檢驗(yàn)自己所學(xué)、所理解的知識(shí)是不是正確的，是不是可以帶動(dòng)生產(chǎn)力進(jìn)步的，而且可以加深對(duì)知識(shí)的掌握，進(jìn)而可以為學(xué)好新知識(shí)打下良好基礎(chǔ)，更好地去學(xué)習(xí)新知識(shí)。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我更加認(rèn)識(shí)到合作的重要性，自己解決不了的問(wèn)題，通過(guò)與同學(xué)探討，往往可以輕而易舉地把問(wèn)題解決，畢竟，群眾的力量是無(wú)窮的。 七、參考文獻(xiàn)1、單

14、片機(jī)原理、接口及應(yīng)用（第二版） 肖看 李群芳 編著2、單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 張毅坤 西電3、keil cx51 v7.0單片機(jī)高級(jí)語(yǔ)言編程與uvision2應(yīng)用技術(shù) 徐愛(ài)鈞 電子工業(yè)出版社4、80c51單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù) 吳炳勝等編著八、附錄（程序、電路圖）附錄一 程序 #include#include#include#define uint unsigned int#define unch unsigned char#define d8279 xbyte0x7eff#define ctrl8279 xbyte0x7fffuint a10=0; /參與計(jì)算的數(shù)uint jieshou;

15、/8279返回值unch i; /數(shù)組的第i位數(shù)uint led10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;unch geshu; /輸入的數(shù)字和符號(hào)的個(gè)數(shù)unch shuru; /表示輸入的數(shù)字unch shuzigeshu; /輸入的數(shù)字的個(gè)數(shù)unch zhengshugeshu;/小數(shù)計(jì)算，整數(shù)的位數(shù)float shuq; / 參與計(jì)算的第一個(gè)數(shù)float shuw;/參與計(jì)算的第二個(gè)數(shù)unch jisuanfangshi; /要使用的計(jì)算方式unch xiaoshudian; /是否使用小數(shù)點(diǎn)unch key; /表示按鍵所

16、代表的意義unch q; /表示小數(shù)點(diǎn)前的led顯示的數(shù)void clear() /總清除ctrl8279=0xd1; jieshou=ctrl8279; jieshou&=0x80;/讀出8279的狀態(tài)寄存器中顯示的狀態(tài)，讀du位 while(jieshou=0x80)/確認(rèn)清除完畢 jieshou=ctrl8279; jieshou&=0x80; void chushihua() /初始化 ctrl8279=0x90; /寫顯示ram，地址自動(dòng)加一/ ctrl8279=0x34;/定標(biāo)/ ctrl8279=0x10;/8個(gè)字符顯示右邊輸入，編碼掃描，鍵盤鎖定/void shuzuqingc

17、hu()for(i=0;i10;i+) ai=0;i=0;void yunsuanqingchu() xiaoshudian=0; zhengshugeshu=0; shuzuqingchu();void scan() /清零 geshu=0;/記錄數(shù)字個(gè)數(shù)的變量清0shuzigeshu=0;/記錄數(shù)字和符號(hào)個(gè)數(shù)的變量清0 shuw=0;shuq=0;shuru=0 ; zhengshugeshu=0;jisuanfangshi=0;xiaoshudian=0; clear(); d8279=0xbf;void jisuan1() uint j;float middle=0.1; shuq=0

18、; if(xiaoshudian=0) zhengshugeshu=shuzigeshu; for(j=0;jzhengshugeshu;j+) shuq=aj+shuq*10;if(xiaoshudian=1) shuq=1.0*shuq;for(j=zhengshugeshu;jshuzigeshu;j+)shuq=shuq+aj*middle;middle=middle*0.1;geshu=0;shuzigeshu=0;void jisuan2() unch j;float middle=0.1; shuw=0; if(xiaoshudian=0) zhengshugeshu=shuzi

19、geshu; for(j=0;jzhengshugeshu;j+) shuw=aj+shuw*10;if(xiaoshudian=1) shuw=1.0*shuw;for(j=zhengshugeshu;j0;m-) shuq=shuq*m; if(jisuanfangshi=6) shuq=shuq*shuq; if(jisuanfangshi=7) for(;shuw0;shuw-) shuq=shuq*shuq; if(jisuanfangshi=8) shuq=1/shuq;void xianshijieguo(float xianshishu)uint j; /循環(huán)次數(shù)計(jì)量uint

20、n; /整數(shù)個(gè)數(shù)uint m;/整數(shù)輸出float y; /復(fù)雜小數(shù)的整數(shù)部分uint k;/復(fù)雜小數(shù)的循環(huán)次數(shù)float r; /復(fù)雜小數(shù)的小數(shù)部分unch z9; /小數(shù)輸出uint zhongjianliang; chushihua(); if(xianshishu=(long)xianshishu) /整數(shù)的顯示 n=(long)(log10(xianshishu)+1; for(j=0;jn;j+) m=xianshishu; xianshishu=(long)(xianshishu/10);m=m-xianshishu*10; zj=m; for(j=0;jn;j+) aj=zn-

21、j-1; for(j=0;jn;j+) d8279=ledaj; j=0; m=0; for(j=0;jn;j+) zj=0; aj=0; else /計(jì)算小數(shù) if (long)xianshishu=0) /計(jì)算簡(jiǎn)單小數(shù) d8279=0xbf; for(j=0;j6;j+) m=(long)(xianshishu*10); xianshishu=xianshishu*10-m; d8279=ledm; m=0; j=0; else /計(jì)算復(fù)雜小數(shù) y=(long)(xianshishu); n=(long)(log10(xianshishu)+1 ; for(j=0;jn;j+) m=y;

22、y=(long)(y/10); m=m-y*10; zj=m; for(j=0;jn;j+) aj=zn-j-1; for(j=0;jn;j+) if(jn-1) d8279=ledaj; if(j=n-1) d8279=ledaj|0x80; r=xianshishu-(long)xianshishu; for(k=0;k(8-n);k+) r=r*10; zk=(long)r; r=r-zk; while(zk=0) k-; zhongjianliang=k+1; for(k=0;kzhongjianliang;k+) d8279=ledzk; y=0; n=0; k=0; i=0; fo

23、r(k=0;k8;k+) zk=0; int1( ) interrupt 2 /計(jì)算器矩陣鍵盤掃描中斷函數(shù),從左到右，從上到下 if(geshu=0) /沒(méi)輸入數(shù)字時(shí)，進(jìn)行初始化 chushihua(); ctrl8279=0x40;/發(fā)送讀fifo/ram命令/ shuru=d8279; switch(shuru) case 0x04: key=0; ai=0;i+;geshu+;shuzigeshu+;d8279=0x3f;break; case 0x0c: key=1; ai=1;i+;geshu+;shuzigeshu+;d8279=0x06;break; case 0x0b:key=

24、2; ai=2;i+;geshu+;shuzigeshu+;d8279=0x5b;break; case 0x0a:key=3; ai=3;i+;geshu+;shuzigeshu+;d8279=0x4f;break;case 0x14:key=4; ai=4;i+;geshu+;shuzigeshu+;d8279=0x66;break;case 0x13:key=5; ai=5;i+;geshu+;shuzigeshu+;d8279=0x6d;break;case 0x12:key=6; ai=6;i+;geshu+;shuzigeshu+;d8279=0x7d;break;case 0x1

25、c:key=7; ai=7;i+;geshu+;shuzigeshu+;d8279=0x07;break;case 0x1b:key=8; ai=8;i+;geshu+;shuzigeshu+;d8279=0x7f;break;case 0x1a:key=9; ai=9;i+;geshu+;shuzigeshu+;d8279=0x6f;break;case 0x03: key=.; geshu+; zhengshugeshu=shuzigeshu; ctrl8279=0x60+zhengshugeshu-1; q=d8279; ctrl8279=0x80+zhengshugeshu-1; d8279=q|0x80; xiaoshudian=1; ctrl8279=0x90+zhengshugeshu; break; case 0x02: key=; jisuan2(); suanshufangshi(); xianshijieguo(shuq); break; case 0x19: key=+;jisuanfangshi=1;jisuan1();yunsuanqingchu();clear();chushihua(); break; case 0x11: key=-; jis