基于單片機(jī)的計(jì)算器

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<reg51.h>   /頭文件#define uint unsigned int / #define uchar unsigned char

2、sbit lcden=P23; /定義引腳sbit rs=P24;sbit rw=P20;sbit busy=P07;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表示是否有符號鍵按下，fuhao表征按下的是哪個(gè)符號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,

3、0x2d-0x30,0x01-0x30,0,0x3d-0x30,0x2b-0x30;void delay(uchar z) / 延遲函數(shù)uchar y;for(z;z>0;z-)   for(y=0;y<110;y+);void check() / 判斷忙或空閑do    P0=0xFF;    rs=0;     /指令    rw=1;     /讀    lcden=0;

4、60;   /禁止讀寫    delay(1); /等待，液晶顯示器處理數(shù)據(jù)    lcden=1;     /允許讀寫    while(busy=1); /判斷是否為空閑，1為忙，0為空閑void write_com(uchar com) / 寫指令函數(shù)P0=com;    /com指令付給P0口rs=0;rw=0;lcden=0;check();lcden=1;void write_date(uchar date) / 寫數(shù)據(jù)函數(shù)

5、    P0=date;rs=1;rw=0;lcden=0;check();lcden=1;void init() /初始化    num=-1;lcden=1; /使能信號為高電平write_com(0x38); /8位，2行write_com(0x0c); /顯示開，光標(biāo)關(guān)，不閃爍*/write_com(0x06); /增量方式不移位 顯竟獗暌貧 柚?write_com(0x80); /檢測忙信號write_com(0x01); /顯示開，光標(biāo)關(guān)，不閃爍num_1=0;i=0;j=0;a=0;    

6、 /第一個(gè)參與運(yùn)算的數(shù)b=0;     /第二個(gè)參與運(yùn)算的數(shù)c=0;flag=0; /flag表示是否有符號鍵按下， fuhao=0; / fuhao表征按下的是哪個(gè)符號void keyscan() / 鍵盤掃描程序P3=0xfe; if(P3!=0xfe)   delay(20); 延遲20ms   if(P3!=0xfe)       temp=P3&0xf0;    switch(temp)    &#

7、160;    case 0xe0:num=0;       break;     case 0xd0:num=1;       break;      case 0xb0:num=2;       break;     case 0x70:num=3; &#

8、160;     break;          while(P3!=0xfe);   if(num=0|num=1|num=2)/如果按下的是'7','8'或'9          if(j!=0)             &#

9、160;    write_com(0x01);          j=0;                if(flag=0)/沒有按過符號鍵         a=a*10+tablenum;        

10、 else/如果按過符號鍵         b=b*10+tablenum;           else/如果按下的是'/'       flag=1;    fuhao=4;/4表示除號已按      i=table1num;   write_date(0x30+i);P3=0xfd;if(P3!=

11、0xfd)   delay(5);   if(P3!=0xfd)       temp=P3&0xf0;    switch(temp)         case 0xe0:num=4;         break;         

12、;  case 0xd0:num=5;         break;           case 0xb0:num=6;         break;           case 0x70:num=7;  

13、       break;          while(P3!=0xfd);   if(num=4|num=5|num=6&&num!=7)/如果按下的是'4','5'或'6'       if(j!=0)           

14、60;      write_com(0x01);          j=0;                if(flag=0)/沒有按過符號鍵         a=a*10+tablenum;      &

15、#160;  else/如果按過符號鍵         b=b*10+tablenum;           else/如果按下的是'/'       flag=1;    fuhao=3;/3表示乘號已按      i=table1num;   write_date(0x30+i);P3=0

16、xfb;if(P3!=0xfb)   delay(5);   if(P3!=0xfb)       temp=P3&0xf0;    switch(temp)         case 0xe0:num=8;         break;       

17、    case 0xd0:num=9;         break;           case 0xb0:num=10;         break;           case 0x70:num=11

18、;         break;          while(P3!=0xfb);   if(num=8|num=9|num=10)/如果按下的是'1','2'或'3'       if(j!=0)            

19、;      write_com(0x01);          j=0;               if(flag=0)/沒有按過符號鍵         a=a*10+tablenum;       

20、60; else/如果按過符號鍵         b=b*10+tablenum;           else if(num=11)/如果按下的是'-'       flag=1;    fuhao=2;/2表示減號已按      i=table1num;   write_date(0x30+i);P

21、3=0xf7;if(P3!=0xf7)   delay(5);   if(P3!=0xf7)       temp=P3&0xf0;    switch(temp)         case 0xe0:num=12;         break;      &#

22、160;    case 0xd0:num=13;         break;           case 0xb0:num=14;         break;           case 0x70:n

23、um=15;         break;          while(P3!=0xf7);   switch(num)       case 12:write_com(0x01);a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;/按下的是"清零"     break;    case 1

24、3:                /按下的是"0"       if(flag=0)/沒有按過符號鍵               a=a*10;        write_dat

25、e(0x30);        P1=0;              else if(flag=1)/如果按過符號鍵               b=b*10;        write_date(0x30);

26、                   break;    case 14:j=1;           if(fuhao=1)write_com(0x80+0x4f);/按下等于鍵，光標(biāo)前進(jìn)至第二行最后一個(gè)顯示處        &

27、#160;  write_com(0x04);     /設(shè)置從后住前寫數(shù)據(jù)，每寫完一個(gè)數(shù)據(jù)，光標(biāo)后退一格           c=a+b;           while(c!=0)               

28、60;        write_date(0x30+c%10);             c=c/10;                      write_date(0x3d);   

29、  /再寫"="           a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;                 else if(fuhao=2)write_com(0x80+0x4f);/光標(biāo)前進(jìn)至第二行最后一個(gè)顯示處        

30、    write_com(0x04);     /設(shè)置從后住前寫數(shù)據(jù)，每寫完一個(gè)數(shù)據(jù)，光標(biāo)后退一格(這個(gè)照理說順序不對，可顯示和上段一樣)           if(a-b>0)             c=a-b;        

31、   else              c=b-a;           while(c!=0)                      

32、0; write_date(0x30+c%10);             c=c/10;                      if(a-b<0)          &

33、#160;  write_date(0x2d);           write_date(0x3d);     /再寫"="                      a=0;b=0;flag=0;fuhao=0; &

34、#160;              else if(fuhao=3)write_com(0x80+0x4f);            write_com(0x04);             c=a*b;   

35、0;         while(c!=0)                          write_date(0x30+c%10);           

36、0; c=c/10;                          write_date(0x3d);               a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;   &

37、#160;               else if(fuhao=4)write_com(0x80+0x4f);            write_com(0x04);            i=0;    

38、        c=(long)(float)a/b)*1000);            while(c!=0)                          &#

39、160; write_date(0x30+c%10);               c=c/10;           i+;           if(i=3)        &

40、#160;      write_date(0x2e);                         if(a/b<=0)              write_date(0x30

41、);            write_date(0x3d);                                    

42、60;     a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;                               break;     case 15:write_date(0x30+table1num);flag=1;fuhao

43、=1;     break;   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)

44、展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(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-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Kei

45、l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

46、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，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(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

47、，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(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

48、.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）對項(xiàng)目中的源文件進(jìn)行編譯連接，生成絕對目標(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

49、-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、SP

50、I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、信號發(fā)生器等。 目前支持的單片機(jī)類型有：68000系列、8051系列、AVR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。總之該軟件是一款集單片機(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。   

51、60;     （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4-1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

52、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）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。可以按暫停、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