單片機(jī)的計(jì)算器設(shè)計(jì)方案(完整)

5/243.1硬件連接

圖3-1所示為簡(jiǎn)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(jiǎn)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<reg51.h>

//頭文件#defineuintunsignedint//#defineucharunsignedcharsbitlcden=P2^3。//定義引腳sbitrs=P2^4。sbitrw=P2^0。sbitbusy=P0^7。chari,j,temp,num,num_1。longa,b,c。

//a,第一個(gè)數(shù)b,第二個(gè)數(shù)c,得數(shù)floata_c,b_c。ucharflag,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)ucharcodetable[]={7,8,9,0,4,5,6,0,1,2,3,0,0,0,0,0}。ucharcodetable1[]={

{

case0xe0:num=0。

break。

case0xd0:num=1。

break。

case0xb0:num=2。

break。

case0x70:num=3。

break。

}

}

while(P3!=0xfe>。

if(num==0||num==1||num==2>//如果按下的是'7','8'或'9

{

if(j!=0>

{

write_com(0x01>。

j=0。

}

if(flag==0>//沒(méi)有按過(guò)符號(hào)鍵

{

a=a*10+table[num]。

}

else//如果按過(guò)符號(hào)鍵

{

b=b*10+table[num]。

}

}

else//如果按下的是'/'

{

flag=1。

fuhao=4。//4表示除號(hào)已按

}

i=table1[num]。

write_date(0x30+i>。}P3=0xfd。if(P3!=0xfd>{

delay(5>。

if(P3!=0xfd>

{

temp=P3&0xf0。

switch(temp>

{

case0xe0:num=4。

break。

case0xd0:num=5。

break。

case0xb0:num=6。

break。

case0x70:num=7。

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>

{

write_com(0x01>。

j=0。

}

if(flag==0>//沒(méi)有按過(guò)符號(hào)鍵

{

a=a*10+table[num]。

}

else//如果按過(guò)符號(hào)鍵

{

b=b*10+table[num]。

}

}

else//如果按下的是'/'

{

flag=1。

fuhao=3。//3表示乘號(hào)已按

}

i=table1[num]。

write_date(0x30+i>。}P3=0xfb。if(P3!=0xfb>{

delay(5>。

if(P3!=0xfb>

{

temp=P3&0xf0。

switch(temp>

{

case0xe0:num=8。

break。

case0xd0:num=9。

break。

case0xb0:num=10。

break。

case0x70:num=11。

break。

}

}

while(P3!=0xfb>。

if(num==8||num==9||num==10>//如果按下的是'1','2'或'3'

{

if(j!=0>

{

write_com(0x01>。

j=0。

}

if(flag==0>//沒(méi)有按過(guò)符號(hào)鍵

{

a=a*10+table[num]。

}

else//如果按過(guò)符號(hào)鍵

{

b=b*10+table[num]。

}

}

elseif(num==11>//如果按下的是'-'

{

flag=1。

fuhao=2。//2表示減號(hào)已按

}

i=table1[num]。

write_date(0x30+i>。}P3=0xf7。if(P3!=0xf7>{

delay(5>。

if(P3!=0xf7>

{

temp=P3&0xf0。

switch(temp>

{

case0xe0:num=12。

break。

case0xd0:num=13。

break。

case0xb0:num=14。

break。

case0x70:num=15。

break。

}

}

while(P3!=0xf7>。

switch(num>

{

case12:{write_com(0x01>。a=0。b=0。flag=0。fuhao=0。}//按下的是"清零"

break。

case13:{

//按下的是"0"

if(flag==0>//沒(méi)有按過(guò)符號(hào)鍵

{

a=a*10。

write_date(0x30>。

P1=0。

}

elseif(flag==1>//如果按過(guò)符號(hào)鍵

{

b=b*10。

write_date(0x30>。

}

}

break。

case14:{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

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>

{

write_date(0x30+c%10>。

c=c/10。

}

write_date(0x3d>。

//再寫"="

a=0。b=0。flag=0。fuhao=0。

}

elseif(fuhao==2>{write_com(0x80+0x4f>。//光標(biāo)前進(jìn)至第二行最后一個(gè)顯示處

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(shuō)順序不對(duì)，可顯示和上段一樣>

if(a-b>0>

c=a-b。

else

c=b-a。

while(c!=0>

{

write_date(0x30+c%10>。

c=c/10。

}

if(a-b<0>

write_date(0x2d>。

write_date(0x3d>。

//再寫"="

a=0。b=0。flag=0。fuhao=0。

}

elseif(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。fuhao=0。

}

elseif(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。

case15:{write_date(0x30+table1[num]>。flag=1。fuhao=1。}

break。

}}}main(>{init(>。while(1>{

keyscan(>。}}第4章仿真和調(diào)試下面用KEILuVision與porteus仿真軟件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易計(jì)算器的仿真與調(diào)試。4.1keil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(yǔ)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(guò)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(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)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(lái)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(kù)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(guò)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(ài)好者來(lái)說(shuō)是十分必要的，如果你使用C語(yǔ)言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選<目前在國(guó)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(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)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。KeilC51開發(fā)系統(tǒng)基本知識(shí)KeilC51開發(fā)系統(tǒng)基本知識(shí)1.系統(tǒng)概述KeilC51是美國(guó)KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)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(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用C來(lái)開發(fā)，體會(huì)更加深刻。KeilC51軟件提供豐富的庫(kù)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KeilC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)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(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。下面詳細(xì)介紹KeilC51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。2.KeilC51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C51forWindows和forDos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(kù)文件，也可以與庫(kù)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)建新工程<Project），擴(kuò)展文件名為.UV2,并為該工程選定合適的單片機(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(yǔ)言文件<擴(kuò)展名.C），并將該文件添加到工程中去。一個(gè)工程文件可以包含多個(gè)文件，除了源程序文件外，還可以是庫(kù)文件、頭文件或文本說(shuō)明文件。<3）通過(guò)uVision2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)工程中的源文件進(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)工程。<5）對(duì)沒(méi)有語(yǔ)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“creatinghexfilefrom‘jsq’…”“‘jsq’-0Error(s>,0Warning(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4-1keil調(diào)試4.3proteus7.1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(kù)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(shì)。<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、1C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。③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。④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。4.4Proteus對(duì)于本設(shè)計(jì)的仿真操作步驟如下：<1）進(jìn)入proteusISIS集成環(huán)境，在工作前，在systerm菜單下設(shè)置界面的顏色、圖形界面大小等工程，我采用了系統(tǒng)默認(rèn)值。

<2）通過(guò)工具欄中的<從庫(kù)中選擇元件命令）命令，在pickdevices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(kù)如表4-1所示，選擇后如圖4-12所示。器件庫(kù)器件名稱MicroprocessorICs89C51Switches&RelaysBUTTONOptoelectronicsLM016LResistorsRESPACK-8ResistorsPOT-LINTerminalsModePOWER表4-1器件庫(kù)及所選器件<3）連線并加上需要的說(shuō)明，并完成仿真原理圖，如圖4-3所示。操作說(shuō)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(jiǎn)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5.1ProtelDXP2004簡(jiǎn)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(lái)的巨大方便。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(lái)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?，F(xiàn)在Altium公司2004年最新產(chǎn)品Protel2004完全能滿足這方面的要求。當(dāng)然Protel2004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。Protel2004同時(shí)還降低了制作PCB的門檻，通過(guò)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。

Protel2004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InternalPlane(內(nèi)層電源層>。2層SolderMask(防焊層>。2層PasteMask(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KeepOut(禁止層>。1層Multi-Layer(橫跨所有的信號(hào)板層>。5.2Protel設(shè)計(jì)電路

打開ProtelDXP的操作界面，從文件“菜單”下“創(chuàng)建”“原理圖”見下圖