課程設計-電子計算器設計1

××大學××學院××系課程設計報告××大學××學院××系××課程設計年月一二七××大學××學院××系課程設計報告摘要：智能儀器是計算機技術與測量技術以及儀器儀表技術相結合的產(chǎn)物。它具有傳統(tǒng)儀器無法比擬的優(yōu)點。在精度，可靠性方面都有了本質性的改變。儀器硬件都趨于采用嵌入式系統(tǒng)、片上系統(tǒng)等結構。電子計算器是能進行數(shù)學運算的手持機器，擁有集成示在7段數(shù)碼管上，但只限4位數(shù)；按加、減、乘、除鍵時，第一次輸入的值被存放在緩沖區(qū)中，當做被加、減、乘、除數(shù)，且加、減、乘、除相對的運算指示燈會亮；接著=”鍵，則此加、減、乘、除數(shù)被存放于另一個緩沖區(qū)中，與剛才輸入的數(shù)做運算，且相對應的運算指示燈熄滅；運算結果顯示在7段數(shù)碼管上。關鍵字：智能儀器片上系統(tǒng)電子計算器集成電路芯片緩沖區(qū)Abstract:Intelligentinstrumentisthecomputertechnologyandmeasurementtechnologyandinstrumentationtechnologycombinedwiththeproduct.Ithastheincomparableadvantageoftraditionalinstruments.Intheaccuracy,reliabilityareallessentialchanges.Instrumenthardwarearetendingtouseembeddedsystem,systemonchipstructure.Anelectroniccalculatorisabletoperformmathematicaloperationsonhandheldmachine,hasintegratedcircuitchip,usedtorealizeeachfunctionoftheelectroniccalculator.Theelectroniccalculatorfromthekeyinputvaluesdisplayedinthe7digitaltube,butonly4digits;accordingtoplusorminus,multiplication,additiontothekey,thefirstinputvalueisstoredinthebuffer,asisplusorminus,multiplication,addition,subtraction,division,and,inadditiontotakerelativeoperationindicatorlight;andthenenteranumber,thenpress"if="button,theplus,minus,multiplication,thedivisorisstoredinabuffer,andjustthenumberofinputstodoarithmetic,andthecorrespondingoperationindicationlampisextinguished;calculationresultsinthe7digitaltubeon.Intelligentinstrumentsystemonchipelectroniccalculatorintegratedcircuitchipbuffer1××大學××學院××系課程設計報告錄…………………………11.1應用背景…………11.2課題設計目標……………………11.3課題設計任務與思路……………12.1系統(tǒng)總體方案設計………………22.2系統(tǒng)設計框圖……………………23.1單片機最小系統(tǒng)……………………33.2矩陣鍵盤……………33.3顯示部分……………4………………44,1具體設計內容……………………54.1.1四則運算……………………54.1.2鍵盤……………54.1.3執(zhí)行過程………………………54.1.4錯誤提示………………………54.2主程序流程圖……………54.3算數(shù)運算程序設計……………………75．系統(tǒng)調試………………76.設計總結………………87.參考文獻………………9…………………………92××大學××學院××系課程設計報告智能儀器是一種先進的技術產(chǎn)品，是計算機技術與測試技術相結合的產(chǎn)物，儀器內部帶有處理能力很強的智能軟件。儀器儀表已不再是簡單的硬件實體，而是硬件、軟件相結合。近年來，智能儀器已開始從較為成熟的數(shù)據(jù)處理向知識處理發(fā)展，使其功能向更高層次發(fā)展。的電子計算器。智能儀器是計算機技術與測量技術以及儀器儀表技術相結合的產(chǎn)物。它具有傳統(tǒng)儀器無法比擬的優(yōu)點，在精度，可靠性方面都有了本質性的改變。智能儀器廣泛用于測量、控制、通信、醫(yī)學儀器以及科學研究等多個方面。近年來，隨著計算機技術與電子技術的不斷發(fā)展，智能儀器也發(fā)生了很大的變化，儀器硬件都趨于采用嵌入式系統(tǒng)、片上系統(tǒng)等結構。電子計算器是能進行數(shù)學運算的手持機器，擁有集成電路芯片，但結構簡單，比現(xiàn)代電腦結構簡單得多，可以說是第一代的電子計算機，且功能也較弱，但較為方便與廉價，可廣泛運用于商業(yè)交易中，是必備的辦公用品之一。該電子計算器包括矩陣鍵盤、LCD液晶顯示、AT89C51單片機以及電源四個部分，可實現(xiàn)加、減、乘、除四種運算，當做加、減、乘、除時相對的運算指示燈會亮，結果顯示在7段數(shù)碼管上。3××大學××學院××系課程設計報告1．概述人們用感覺器官去視、聽、嘗、摸外部事物，而顯微鏡、望遠鏡、聲級計、酸度計、高溫計等儀器儀表，可以改善和擴展人的這些官能；另外，有些儀器儀表如磁強計、射線過人的能力去記錄、計算和計數(shù)，如高速照相機、計算器等。而隨著微電子技術的不斷發(fā)展，集成了CPU、存儲器、定時器/計數(shù)器、并行和串行接口、看門狗、前置放大器甚至A／DD／A轉換器等電路在一塊芯片上的超大規(guī)模集成電路芯片(即單片機)出現(xiàn)了。以單片機為主體，將計算機技術與丈量控制技術結合在一起，又組成了所謂的“智能化我們小組選擇電子計算器的設計來作為共同探討的內容。本次設計是用AT89S51單片機、LCD此設計熟悉單片機微控制器及CI/O端口的功能和基本用途的了解。掌握keil應用程序開發(fā)環(huán)境，常用的LCD顯示器的使用方法和一般鍵盤的使用方法。在進行一個系統(tǒng)設計時，首先要明確設計任務，本次設計的電子計算器主要完成-999999～999999數(shù)的加/減/乘/除運算，使用1602LCD顯示器顯示數(shù)據(jù)，具體如下：★加法運算能運行-999999～999999之間任何兩數(shù)值之間運算；★減法運算結果可以實現(xiàn)計算結果的負數(shù)顯示；★乘除法運算結果為-999999～999999，如有小數(shù)，則保留兩位小數(shù)；★能對錯誤進行提示，比如被除數(shù)是0則顯示“error★設有清零鍵；★按鍵排布：因為使用的是4*4鍵盤，所以要刪除部分不太重要的鍵，如小數(shù)點不使用，具體按鍵安排如下：4××大學××學院××系課程設計報告根據(jù)本次課題設計任務與目標，我們小組選用AT89S51單片機、LCD顯示器、控制本設計以AT89C51型號單片機為控制核心進行設計。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。結果顯示采用LCD1602液晶，也叫1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊它有若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點符間距和行間距的作用，正因為如此所以他不能顯示圖形。液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應用。軟件設計采用CKeil開發(fā)環(huán)境，KeilC51是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機CC構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用C來KeilC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全WindowsKeilC51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。為體現(xiàn)總體設計方案，我們繪制了如圖1的系統(tǒng)設計框圖，在設計中，單片機處理5××大學××學院××系課程設計報告電源本系統(tǒng)以AT89C51型號單片機為控制核心，AT89C51是一種可編程可擦除的低電壓，高性能8位微處理器，由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，AT89C51是一種高效微控制器，其最小系統(tǒng)電路如圖2所示。在按鍵輸入方面，我們采用4*4的矩陣鍵盤來實現(xiàn)，具體連接電路如圖3所示。通過基于狀態(tài)機的按鍵掃描程序設計可實現(xiàn)4*4矩陣鍵盤的按鍵監(jiān)控。6××大學××學院××系課程設計報告在顯示計算結果上，我們采用字符型液晶LCD1602來顯示結果，LCD1602能夠同時顯示16x2即3216列2LCD1602的使用很普遍了，市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此HD44780寫的控制程序LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線VCC(15腳)地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣。其連接電路如圖4所示。系統(tǒng)的軟件設計采用CWnidows7××大學××學院××系課程設計報告環(huán)境下采用KeiluVision4編寫的，軟件的設計主要完成以下的功能:由于要設計的是簡單的計算器，可以進行四則運算，為了得到較好的顯示效果，采用LCD顯示數(shù)據(jù)和結果。0～9+-、×、÷）、復位鍵和等號鍵，故只需要16個按鍵即可，設計中采用集成的計算鍵盤。4.1.3執(zhí)行過程：開機顯示零，等待鍵入數(shù)值，當鍵入數(shù)字，通過LCD顯示出來，當鍵入+、-、*、/運算符，計算器在內部執(zhí)行數(shù)值轉換和存儲，并等待再次鍵入數(shù)值，當再鍵入數(shù)值后將顯示鍵入的數(shù)值，按等號就會在LCD上輸出運算結果。LCD上顯示相應的提示,如：當輸入的數(shù)值或計LCD0時，計算器會在LCD上提示錯誤。8××大學××學院××系課程設計報告如圖5所示為主程序流程：當電源打開的時候，CPU進行復位，寄存器清零，接著LCD顯示清零，這時候我們可以輸入數(shù)值、功能鍵，數(shù)據(jù)送到CPU進行運算，再轉換成9××大學××學院××系課程設計報告BCD碼送到顯示部分。這時候程序循環(huán)檢測是否有按鍵信號，如果矩陣鍵盤中有任意鍵?加乘除減YYNN設計時，在仿真環(huán)境中對系統(tǒng)進行了仿真實驗，Proteus軟件是英國Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。如圖7所示是Proteus體電路，并在Keil軟件開發(fā)集成環(huán)境中編寫了系統(tǒng)程序，通過Keil與Proteus的聯(lián)調××大學××學院××系課程設計報告當開機啟動系統(tǒng)后，按鍵輸入數(shù)值，進行計算，如圖8所示。在開發(fā)板上聯(lián)機調試的過程中，先檢查各個管腳連接無誤，點都連接上了，LCD顯示正確，確認硬件圖檢查無誤后；檢查程序運行，查看各個子程序是否都輸入，各個程序聲明都存在，最后由程序導入proteus圖，成功下載程序后，LCD顯示正確，一切運行成功。6.設計總結在大家不斷努力下，我們終于圓滿完成了這次設計！每一次的課程那個設計都是在讓我不斷的提升自己親自動手解決問題的能力，充分運用理論和實踐相結合的鍛煉.隨著科學技術發(fā)展的日新日異，片上系統(tǒng)已經(jīng)成為當今計算機應用中空前活躍的領域，在11××大學××學院××系課程設計報告同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。在剛接觸無從下手到后來逐步完善，時刻在每道工序上的不放棄，要求做到自己最好，這一些都得到了回報。一個人能力與精力是有限的，但是團隊則不一樣，我們小組齊心協(xié)力也讓我們更輕松來做，培養(yǎng)我們的團隊合作意識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，不僅要掌握理論知識，而且要把理論和實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能學好這技能，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，以后一定會努力學習。本課題的重點、難點是：得知識遺忘了很多，在綜合應用上面也缺乏練習，有待進一步改善。7.參考文獻C3C/**********全局變量************/bitbFlag=0;//用于控制是否掃描按鍵12××大學××學院××系課程設計報告rgchAddr[16]={0x80,0x81,0x82,0x83,0x84,0x85,0x86,0x87,0x88,0x89,0x8A,0x8B,0rgchAddr2[16]={0xc0,0xc1,0xc2,0xc3,0xc4,0xc5,0xc6,0xc7,0xc8,0xc9,0xcA,0xcB,voidTimer0_Init(void);//定時器初始化while(1)inti=15;//字符寫入地址循環(huán)計數(shù)變量