基于單片機(jī)的計(jì)算器設(shè)計(jì)1602完整版

1、3.1 硬件連接圖3-1所示為簡易計(jì)算器的電路原理圖。P3口用于鍵盤輸入，接4*4矩陣鍵盤，鍵值與鍵盤的對(duì)應(yīng)表如表-所示，p0口和p2口用于顯示，p2口用于顯示數(shù)值的高位，po口用于顯示數(shù)值的低位。圖3-1 簡易計(jì)算器電路原理圖鍵值與功能對(duì)應(yīng)表鍵值0123456789+-/=ON/C功能0123456789+-=清零表3-13.2 計(jì)算器的軟件設(shè)計(jì)#include /頭文件#define uint unsigned int / #define uchar unsigned charsbit lcden=P23; /定義引腳sbit rs=P24;sbit rw=P20;sbit busy=P0

2、7;char i,j,temp,num,num_1;long a,b,c; /a,第一個(gè)數(shù) b,第二個(gè)數(shù) c,得數(shù)float a_c,b_c;uchar flag,fuhao;/flag表示是否有符號(hào)鍵按下，fuhao表征按下的是哪個(gè)符號(hào)uchar code table=7,8,9,0,4,5,6,0,1,2,3,0,0,0,0,0;uchar code table1=7,8,9,0x2f-0x30,4,5,6,0x2a-0x30,1,2,3,0x2d-0x30,0x01-0x30,0,0x3d-0x30,0x2b-0x30;void delay(uchar z) / 延遲函數(shù)uchar y;

3、for(z;z0;z-) for(y=0;y0) c=a-b; else c=b-a; while(c!=0) write_date(0x30+c%10); c=c/10; if(a-b0) write_date(0x2d); write_date(0x3d); /再寫= a=0;b=0;flag=0;fuhao=0; else if(fuhao=3)write_com(0x80+0x4f); write_com(0x04); c=a*b; while(c!=0) write_date(0x30+c%10); c=c/10; write_date(0x3d); a=0;b=0;flag=0;f

4、uhao=0; else if(fuhao=4)write_com(0x80+0x4f); write_com(0x04); i=0; c=(long)(float)a/b)*1000); while(c!=0) write_date(0x30+c%10); c=c/10; i+; if(i=3) write_date(0x2e); if(a/b=0) write_date(0x30); write_date(0x3d); a=0;b=0;flag=0;fuhao=0; break; case 15:write_date(0x30+table1num);flag=1;fuhao=1; brea

5、k; main()init();while(1) keyscan();第4章 仿真和調(diào)試下面用KEIL uVision與 porteus仿真軟件實(shí)現(xiàn)簡易計(jì)算器的仿真與調(diào)試。4.1 keil 軟件的介紹單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級(jí)語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-

6、51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用C語言而僅用

7、匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識(shí)Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識(shí)1. 系統(tǒng)概述Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易

8、理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢。下面詳細(xì)介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。2. Keil C51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)C51工具包的整體結(jié)構(gòu)中，其中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以

9、供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。3. 采用KEIL 開發(fā)的89c51單片機(jī)應(yīng)用程序一般需要以下步驟：（1） 在uVision 集成開發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建新項(xiàng)目（Project），擴(kuò)展文件名為.UV2,并為該項(xiàng)目選定合適的單片機(jī)CPU器件（本設(shè)計(jì)采用ATMEL 公司下的AT89C51）(2)用uVision 的文本編輯器編寫源文件，可以是匯編文件（.ASM）,也可以使C語言文件（擴(kuò)展名.C），并將該文件添加到項(xiàng)目中去。一個(gè)項(xiàng)目文件可以包含多個(gè)文件，除了源程序文件外，還可以是庫文件、頭文件或文本說

10、明文件。（3）通過uVision 2 的相關(guān)選擇項(xiàng)，配置編譯環(huán)境、連接定位器以及Debug調(diào)試器的功能。（4）對(duì)項(xiàng)目中的源文件進(jìn)行編譯連接，生成絕對(duì)目標(biāo)代碼和可選的HEX文件，如果出現(xiàn)編譯連接錯(cuò)誤則返回到第2步，修改源文件中的錯(cuò)誤后重構(gòu)整個(gè)項(xiàng)目。（5）對(duì)沒有語法錯(cuò)誤的程序進(jìn)行仿真調(diào)試，調(diào)試成功后將HEX文件寫入到單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的ROM中。4.2本設(shè)計(jì)的操作根據(jù)上述操作可得圖4-1編譯調(diào)試程序后，從Build一欄可以看到“ creating hex file from jsq”“jsq-0 Error(s),0 Warning(s).” 下一步就可以在Proteus 軟件了調(diào)用hex文件及燒入單

11、片機(jī)。 圖4-1 keil 調(diào)試4.3 proteus 7.1 介紹 Proteus的ISIS是一款Labcenter出品的電路分析實(shí)物仿真系統(tǒng)，可仿真各種電路和IC，并支持單片機(jī)，元件庫齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)。該軟件的特點(diǎn)：（1） 全部滿足我們提出的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢。（2）具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS一232動(dòng)態(tài)仿真、1 C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。 目前支持的單片機(jī)類型有：68000系列、8051系列、A

12、VR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。 支持大量的存儲(chǔ)器和外圍芯片?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大 ，可仿真51、AVR、PIC。4.4 Proteus 對(duì)于本設(shè)計(jì)的仿真操作步驟如下：（1）進(jìn)入proteus ISIS 集成環(huán)境，在工作前，在systerm菜單下設(shè)置界面的顏色、圖形界面大小等項(xiàng)目，我采用了系統(tǒng)默認(rèn)值。 （2）通過工具欄中的（從庫中選擇元件命令）命令，在pick devices窗口中選擇電路所需的元件，放置元件到編輯區(qū)并調(diào)整其相對(duì)位置，進(jìn)行元件參數(shù)設(shè)置，元器件間連線。器件庫如表4

13、-1所示，選擇后如圖4-12所示。器件庫器件名稱Microprocessor ICs89C51Switches&RelaysBUTTONOptoelectronicsLM016LResistorsRESPACK-8ResistorsPOT-LINTerminals ModePOWER表4-1 器件庫及所選器件（3）連線并加上需要的說明，并完成仿真原理圖，如圖4-3所示。操作說明：(1) 本計(jì)算器實(shí)現(xiàn)8位數(shù)的加、減、乘、除運(yùn)算。(2)按下數(shù)值鍵，顯示按下的 “數(shù)字”按運(yùn)算符，再，按第2個(gè)操作數(shù)，顯示，按“=”鍵，得到運(yùn)算結(jié)果。(3)按“清零”鍵清除運(yùn)算結(jié)果，可重新開始。圖 4-3 仿真原理（4）

14、加載程序。將編譯調(diào)試完成的簡易計(jì)算器機(jī)器碼程序（hex文件）加載到AT89C51單片機(jī)中。（5）單擊仿真工具欄中的仿真鍵，觀察仿真結(jié)果?？梢园磿和?、繼續(xù)、單步、等按鈕，查看效果。運(yùn)行 單步運(yùn)行 暫停 停止圖4-4 仿真工具欄（6）調(diào)試與思考圖4-2 器件列表第5章 Protel 作圖及PCB 制板5.1 Protel DXP 2004簡介 到現(xiàn)在許多PCB工程師們也許還在使用Protel99或者protel99se在他們所熟悉的編輯環(huán)境下進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)，他們都很有經(jīng)驗(yàn)，能夠在protel99或protel99se上設(shè)計(jì)出一塊很棒的PCB。但有的時(shí)候他們甚至不相信軟件的智能化給他們帶來的巨大方便

15、。于是許多PCB工程師根本不使用軟件帶有的強(qiáng)大的自動(dòng)布線功能，因?yàn)榧词怪貜?fù)布上幾百次都不能得到他們滿意的方案，或是調(diào)整的線太多還不如完全手工布線。這些都讓他們不愿意接受也不相信更新?lián)Q代了的人工智能能給他們的設(shè)計(jì)帶來什么巨大的方便，他們相信的只是他們多少年積累的經(jīng)驗(yàn)。但實(shí)際上他們都很清楚當(dāng)他們?cè)O(shè)計(jì)一塊多層高密度PCB所需要付出的代價(jià)是什么，同時(shí)他們也希望真的有那么一款軟件能讓他們的設(shè)計(jì)效率有極大的提高的PCB設(shè)計(jì)軟件。現(xiàn)在Altium公司2004年最新產(chǎn)品Protel 2004完全能滿足這方面的要求。當(dāng)然Protel 2004面對(duì)的用戶不光是為了方便這些有多年經(jīng)驗(yàn)的PCB工程師們。Protel

16、2004同時(shí)還降低了制作PCB的門檻，通過短時(shí)間的培訓(xùn)(即使是自學(xué))，很短時(shí)間您都可以很快的制作一塊合格的PCB。 Protel 2004共可進(jìn)行74個(gè)板層設(shè)計(jì)，包含32層Signal(信號(hào)走線層); 16層Mechanical(機(jī)構(gòu)層); 16層Internal Plane(內(nèi)層電源層);2層Solder Mask(防焊層); 2層Paste Mask(錫膏層); 2層Silkscreen(絲印層); 2層鉆孔層（鉆孔引導(dǎo)和鉆孔沖壓）; 1層Keep Out (禁止層); 1層Multi-Layer (橫跨所有的信號(hào)板層) 。 5.2 Protel 設(shè)計(jì)電路 打開Protel DXP 的操作

17、界面，從文件“菜單”下“創(chuàng)建”“原理圖” 見下圖圖5-1 創(chuàng)建原理圖圖5-2 元件庫找到器件從元件庫找到所需要的器件，點(diǎn)擊Place 按鍵，就可以把相關(guān)器件放入到設(shè)計(jì)工作區(qū)，見圖5-2演示。 見圖5-2演示元件庫及所選器件器件庫器件名稱Atmel Microcontroller 8051 Architecture.IntLibAT89C51Miscellaneous Connectors.IntLib16-Pin 1602封裝Miscellaneous Devices.IntLibSW-PBMiscellaneous Devices.IntLibCapMiscellaneous Devices.IntLibXTALMiscellaneous Devices.IntLibCapPol2Miscellaneous Devices.IntLibRes2自己畫的電阻排庫 RP1表5-1元件庫及所選器件（3）按照設(shè)計(jì)原理，點(diǎn)擊工具欄中的“放置導(dǎo)線”按鍵，就可以把把器件按設(shè)計(jì)的電路圖依次連接起來。見下圖。圖5-3 protel 原理圖（4）從“文件”菜單下“創(chuàng)建”“項(xiàng)目”“PCB項(xiàng)目” ，在創(chuàng)建PCB文件，之后把原理圖導(dǎo)入PCB項(xiàng)目下。使用自動(dòng)布線便可生成PCB圖。然后自己再修整下線路，可得到下圖。 圖5-4 PCB印刷電路板圖致 謝在論文完成之際，