簡易計算器課程設(shè)計 (2)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要...................................................................................................................i</p><p><b>　　1　任務(wù)及要求2<

2、/b></p><p><b>　　1.1設(shè)計任務(wù)2</b></p><p>　　1.2 設(shè)計要求2</p><p><b>　　2　設(shè)計思想2</b></p><p>　　2.1 硬件設(shè)計思想2</p><p>　　2.2 軟件設(shè)計思想2</p>

3、<p>　　3　電路原理與電路圖3</p><p>　　3.1 電路原理3</p><p>　　3.2 電路原理圖3</p><p>　　4　流程圖與算法描述3</p><p><b>　　4.1 流程圖3</b></p><p>　　4.2 算法描述5</p>

4、;<p><b>　　5 仿真結(jié)果6</b></p><p><b>　　6　設(shè)計總結(jié)12</b></p><p><b>　　參考文獻12</b></p><p><b>　　致謝12</b></p><p><b>　

5、　附錄14</b></p><p><b>　　1　任務(wù)及要求</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計一個4×4的鍵盤的簡易計算器和LED數(shù)碼管的顯示電路的Proteus仿真及匯編程序設(shè)計。</p><p><b>　　

6、1.2 設(shè)計要求</b></p><p>　　(1)、設(shè)計一個十六個按鍵的矩陣式計算器的模擬系統(tǒng)。</p><p>　　(2)、該系統(tǒng)具有加減乘除等功能。</p><p>　　(3)、用Proteus 7仿真工作的全過程。</p><p>　　(4)、掌握4×4矩陣式鍵盤程序識別原理，4×4矩陣式鍵盤按鍵的設(shè)計

7、方法。</p><p><b>　　2　設(shè)計思想</b></p><p>　　2.1 硬件設(shè)計思想</p><p>　　用單片機的并行口P1連接4×4矩陣鍵盤，并以單片機的P1.0－P1.7各管腳作輸入線，以單片機的P2.0－P2.7和P0.0—P0.7各管腳作輸出線，在數(shù)碼管上顯示每個按鍵 “0－9”的序號。鍵盤中對應(yīng)按鍵的序號排列

8、如圖（１）所示。數(shù)字0、1、2、3接X0；4、5、6、7接X1；8、9、10、11接X2；12、13、14、15接X3。即16個按鈕空接，即十六個鍵一端低電平，另一端接高電平；當按下任意一個按鈕時顯示對應(yīng)數(shù)字。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)四則運算，當分別按下2個數(shù)字，再按任意一個功能鍵即可實現(xiàn)相應(yīng)的運算。</p><p>　　2.2 軟件設(shè)計思想</p><p>　　整個程序可以實現(xiàn)十進制內(nèi)的加減乘除，

9、其中包含了延時子程序（去抖動），加法、減法、除法、乘法等子程序。</p><p><b>　　（1）按鍵的識別</b></p><p>　　判斷鍵盤上有無按鍵閉合，先判斷行線X0—X3輸出低電平“0”，然后判斷列線Y0—Y3的狀態(tài)，若為全1，即列線全為高電平，說明鍵盤上沒有按鍵閉合，若Y0—Y3不全為1，說明有鍵按下。</p><p><

10、b>　?。?）消抖處理</b></p><p>　　當判斷有鍵按下后，需要進行消除抖動，這里使用了軟件方法即程序中采用時間延時0.5秒，待信號穩(wěn)定后再判別鍵盤的狀態(tài)，若有鍵按下，則再進行鍵號的計算。</p><p><b>　　（3）判別鍵號</b></p><p>　　先判斷行線X0—X3是否有輸出低電平“0”，若有鍵按下，

11、則相應(yīng)的列線也為低電平“0”，例如行線X1輸出為低電平“0”，且列線Y2為低電平，即X1與Y2相交的鍵被按下，進行鍵號=行號*4+列號 的計算。</p><p><b>　?。?）顯示結(jié)果</b></p><p>　　顯示器接高電頻，左邊顯示器接P0，右邊顯示接P2，當按下一個數(shù)字時右顯示器顯示相應(yīng)的數(shù)字，按第2個數(shù)字時左邊顯示器顯示相應(yīng)數(shù)字；當進行除法運算時，除的的

12、數(shù)據(jù)要看接口P0.7接高還是低電頻，低電頻則結(jié)果為幾點幾，為高電頻則幾十幾。其它運算直接看數(shù)據(jù)即可。</p><p>　　3　電路原理與電路圖</p><p><b>　　3.1 電路原理</b></p><p>　　單片機最小系統(tǒng)。一個AT89C51單片機做為控制電路，運用其P0、P1口來控制數(shù)碼管和鍵盤，通過P0和P2口來顯示鍵值（0~9）

13、。通過P1口來控制鍵盤。</p><p><b>　　3.2 電路原理圖</b></p><p>　　圖3.1 電路原理圖</p><p>　　4　流程圖與算法描述</p><p><b>　　4.1 流程圖</b></p><p><b>　　主函數(shù)流程圖：<

14、;/b></p><p>　　圖4.1 主函數(shù)流程圖</p><p>　　主函數(shù)首先判斷是否有鍵按下，如果有鍵按下則去抖動，判斷是否是十進制，把第一次按下的數(shù)字發(fā)送到P2口。再判斷第二次按下的值，和第一次一樣，發(fā)送至P0口顯示，在判斷第三次按下的值，看是什么功能鍵，相對的再進行運算，把結(jié)果的十位存在P0口，P2口存?zhèn)€位。</p><p><b>　　

15、延時函數(shù)流程圖：</b></p><p>　　圖4.2 延時子程序流程圖 </p><p>　　延時函數(shù)是由三個嵌套的循環(huán)構(gòu)成。首先發(fā)送初值至R7，R6，R5，R5為內(nèi)循環(huán)，R6為第二層，R7是最外層循環(huán)，也就是說，當R7的值減為0時，循環(huán)就結(jié)束了，延時程序結(jié)束，返回主函數(shù)。</p><p><b>　　4.2 算法描述</b>&

16、lt;/p><p>　　(1)、設(shè)計一個延時子程序，延時0.5s。本程序通過兩個DJNZ的語句來實現(xiàn)。延時程序的代碼段如下:</p><p>　　DELAY:MOV R7,#100D </p><p>　　DEL1:MOV R6,#250D </p><p>　　DEL2:MOV R5,#10D </p><p&

17、gt;　　DJNZ R5,$ </p><p>　　DJNZ R6,DEL2 </p><p>　　DJNZ R7,DEL1 </p><p><b>　　RET</b></p><p>　　(2)、僅實現(xiàn)十進制的加減乘除運算。CJNE是判斷兩個數(shù)是否相等，不想等則轉(zhuǎn)移，代碼段如下：</p><p&g

18、t;　　M0:CJNE R1,#10D,M1 </p><p><b>　　LJMP L1 </b></p><p>　　M1:CJNE R1,#11D,M2 </p><p><b>　　LJMP L1 </b></p><p>　　M2:CJNE R1,#12D,M3 <

19、;/p><p><b>　　LJMP L1 </b></p><p>　　M3:CJNE R1,#13D,M4 </p><p><b>　　LJMP L1 </b></p><p>　　M4:CJNE R1,#14D,M5 </p><p><b>　　LJMP L1

20、 </b></p><p>　　M5:CJNE R1,#15D,M6 </p><p><b>　　LJMP L1 </b></p><p>　　M6:RET ;返回重新按入新的鍵號</p><p><b>　　5 仿真結(jié)果</b></p

21、><p>　?。?）、加法仿真如下：（1加2）</p><p>　　當我在鍵值為1的地方按下時，1就顯示在了由P2口接著的數(shù)碼管上。按下第二個數(shù)值時，就顯示在了由P0口接著的數(shù)碼管上。顯示如5.1所示。當我按下代表加法的運算符時，結(jié)果就如圖5.2所示。</p><p>　　圖5.1 加法仿真結(jié)果圖</p><p>　　圖5.2 加法仿真結(jié)果圖&l

22、t;/p><p>　?。?）、減法仿真如下：(2減3) </p><p>　　減法如同加法一樣，只是不同的是，減法得到的結(jié)果可能是負數(shù)，當結(jié)果是負數(shù)時，P0口顯示負數(shù)。結(jié)果如圖5.4所示。</p><p>　　圖5.3 減法仿真結(jié)果圖</p><p>　　圖5.4 減法仿真結(jié)果圖</p><p>　　(3)、乘法仿真如下：

23、（3乘以2） </p><p>　　乘法和加法的操作順序也沒什么不同，結(jié)果顯示如圖5.5和5.6所示。</p><p>　　圖5.5 乘法仿真結(jié)果圖</p><p><b>　　申</b></p><p>　　圖5.6 乘法仿真結(jié)果圖</p><p>　　（4）、除法仿真如下：（2除以4）<

24、/p><p>　　除法有所不同的是，他的值有可能為小數(shù)，當除不盡的時候，只保留小數(shù)點后一</p><p>　　位，顯示結(jié)果如圖5.7和圖5.8所示。</p><p>　　圖5.7 除法仿真結(jié)果圖</p><p>　　圖5.8 除法仿真結(jié)果圖</p><p>　?。?）、復(fù)位仿真如下：</p><p>

25、;　　當按下復(fù)位鍵時，數(shù)碼管會熄滅，如圖5.9和圖5.10所示。</p><p>　　圖5.9復(fù)位仿真結(jié)果圖</p><p>　　圖5.10復(fù)位仿真結(jié)果圖</p><p><b>　　6　設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　課程設(shè)計剛開始時，拿著選定的題目不知如何下手。畢竟課程設(shè)計不同于實驗課，電路圖都要自己設(shè)計。靜下

26、心來，仔細分析題目，再加上指導(dǎo)老師的說明與提示，心中才有了譜。將整個系統(tǒng)根據(jù)不同的功能化分成模塊，再分別進行設(shè)計，逐個攻破，最后將其整合即可。</p><p>　　回顧起此課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，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。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論

27、知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 實驗過程中，也對團隊精神的進行了考察，讓我們在合作起來更加默契，在成功后一起體會喜悅的心情。果然是團結(jié)就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結(jié)果。此次設(shè)計也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要

28、及時請教或上網(wǎng)查詢，只要認真鉆研，動腦思考，動手實踐，就沒有弄不懂的知識，收獲頗豐。</p><p>　　在此我非常感謝我的指導(dǎo)老師—-申壽云老師，感謝申老師不辭辛苦的細心輔導(dǎo)，讓我對單片機原理這門課程有了更深刻的認識，讓我對獨立做課程設(shè)計有了信心，同時我還要感謝我的隊友，感謝他們的努力和配合，這次課程設(shè)計才能順利完成。</p><p><b>　　參考文獻</b>&

29、lt;/p><p>　?。?］ 蔡美琴，張為民，沈新群等.MCS51系列單片機系統(tǒng)及其應(yīng)用［M］.北京：高等教育出版社，1992.</p><p>　?。?］何立民.單片機應(yīng)用技術(shù)選篇（5）［M］.北京：北京航空航天大學出版社，1997.</p><p>　?。?］楊光友. 單片機微型計算機原理及接口技術(shù)［M］.北京：中國水利水電出版社，2002</p>

30、<p>　?。?］李廣弟.單片機基礎(chǔ)［Ｍ］.北京：北京航空航天大學出版社，1994</p><p>　?。?］閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）. 北京：高等教育出版社，1989</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在論文完成之際，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師xx老師的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。在我撰寫論文的過程中，xx

31、老師傾注了大量的心血和汗水，無論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了xx老師悉心細致的教誨和無私的幫助，特別是他廣博的學識、深厚的學術(shù)素養(yǎng)、嚴謹?shù)闹螌W精神和一絲不茍的工作作風使我終生受益，在此表示真誠地感謝和深深的謝意。在論文的寫作過程中，也得到了許多同學的寶貴建議，同時還到許多在設(shè)計過程中許多同伴的支持和幫助，在此一并致以誠摯的謝意。感謝所有關(guān)心、支持、幫助過我的良師益友。</p

32、><p><b>　　附錄</b></p><p>　　ORG 0000H </p><p>　　L1:LCALL SCAN </p><p>　　MOV 40H,32H ;將鍵號保存在40H </p><p>　　MOV R1,40H ;暫存在R1 &l

33、t;/p><p>　　LCALL M0 </p><p>　　LCALL XY1 </p><p>　　MOV P0,#0FFH ; 使P0口置1 </p><p>　　LCALL SCAN </p><p>　　MOV 41H,32H ;將鍵號保存在41H &

34、lt;/p><p>　　MOV R1,41H ;暫存在R1 </p><p><b>　　LCALL M0 </b></p><p>　　LCALL XY2 </p><p>　　L2:LCALL SCAN </p><p>　　MOV 42H,32H </p>

35、<p>　　MOV R7,42H </p><p>　　CJNE R7,#10D,L3 ;是否進行加法運算</p><p>　　MOV A,40H </p><p>　　ADD A,41H </p><p>　　MOV B,#10D </p><p>　　DIV AB

36、 ; 商存在A中即十位，余數(shù)存在B中即個位</p><p>　　CJNE A,#00H,L8 ; 判斷十位是否為0，不為0跳轉(zhuǎn)</p><p>　　MOV P0,#0FFH ;置1不顯示</p><p><b>　　LJMP L9 </b></p><p>　　L8:MOV 32H,A

37、 </p><p>　　LCALL XY2 ;商非0則調(diào)用顯示十位數(shù)</p><p>　　L9:MOV 32H,B </p><p>　　LCALL XY1 ;調(diào)用顯示個位數(shù)</p><p>　　LJMP L1 </p><

38、;p>　　l3:CJNE R7,#11,l4 ;是否進行減法運算</p><p>　　MOV A,40H </p><p>　　SUBB A,41H ;結(jié)果存在A </p><p>　　JB ACC.7,N1 ;判斷正負</p><p>　　MOV 32H,A </p>

39、<p>　　MOV P0,#0FFH </p><p>　　LCALL XY1 ;減法結(jié)果為正</p><p><b>　　LJMP L1 </b></p><p>　　N1:MOV P0,#0BFH ;顯示負號</p><p>　　MOV A,41H </p>

40、;<p>　　SUBB A,40H </p><p>　　ADD A,#1D </p><p>　　MOV 32H,A </p><p>　　LCALL XY1 ;顯示結(jié)果</p><p><b>　　LJMP L1 </b></p><p&

41、gt;　　l4:CJNE R7,#12,l5 ;是否進行乘法運算</p><p>　　MOV A,40H </p><p>　　MOV B,41H </p><p>　　MUL AB ;結(jié)果存在A中</p><p>　　MOV 50H,A </p><p>　　MOV B,

42、#10D </p><p>　　DIV AB ;商存在A中即十位，余數(shù)存在B中即個位</p><p>　　CJNE A,#00H,L10 ;判斷十位是否為0，不為0跳轉(zhuǎn)</p><p>　　MOV P0,#0FFH ; 置1不顯示</p><p><b>　　LJMP L

43、11 </b></p><p>　　L10:MOV 32H,A </p><p>　　LCALL XY2 </p><p>　　L11:MOV 32H,B </p><p>　　LCALL XY1 </p><p><b>　　LJMP L1 </b></p><p

44、>　　l5:CJNE R7,#13,l6 ;是否進行除法運算</p><p>　　MOV A,40H </p><p>　　MOV B,41H </p><p>　　DIV AB ;X/Y 除法</p><p><b>　　MOV R6,B </b></p>

45、<p>　　CJNE R6,#00H,L12 ; 判斷余數(shù)是否為0，不為0跳轉(zhuǎn)</p><p>　　MOV P0,#0FFH ; 置1不顯示十位</p><p>　　MOV 32H,A </p><p>　　LCALL XY1 </p><p><b>　　LJMP L13 </b&

46、gt;</p><p>　　L12:MOV 32H,A </p><p>　　LCALL XY2 ; p0顯示小數(shù)點前的數(shù)</p><p>　　CLR P0.7 ;有小數(shù)點</p><p><b>　　MOV A,B </b></p><p>　

47、　MOV B,#10D </p><p>　　MUL AB ;余數(shù)的十倍</p><p>　　MOV B,41H </p><p>　　DIV AB ;余數(shù)的十倍再除以除數(shù)</p><p>　　MOV 32H,A

48、 ;結(jié)果保留小數(shù)點后一位</p><p>　　LCALL XY1 ;p2顯示小數(shù)點后的數(shù)</p><p>　　L13:LJMP L1 </p><p>　　l6:CJNE R7,#0D,L7 </p><p>　　CJNE R7,#1D,L7 ;屏蔽十進制，實現(xiàn)加減乘除</p><

49、p>　　CJNE R7,#2D,L7 </p><p>　　CJNE R7,#3D,L7 </p><p>　　CJNE R7,#4D,L7 </p><p>　　CJNE R7,#5D,L7 </p><p>　　CJNE R7,#6D,L7 </p><p>　　CJNE R7,#7D,

50、L7 </p><p>　　CJNE R7,#8D,L7 </p><p>　　CJNE R7,#9D,L7 </p><p>　　CJNE R7,#14D,L7 ;屏蔽E、F </p><p>　　CJNE R7,#15D,L7 </p><p>　　L7:LJMP L2 </p><

51、;p>　　SCAN:MOV P1,#0F0H ; P1口高4位置1 </p><p>　　JNB P1.4,Y0 ;判斷Y0列是否有鍵按下，有就跳至Y0 </p><p>　　JNB P1.5,Y1 </p><p>　　JNB P1.6,Y2 </p><p>　　JNB P1.7,Y3 </

52、p><p>　　LJMP SCAN ;無鍵按下繼續(xù)掃描</p><p>　　Y0:MOV 31H,#00H ; 列線Y0有鍵按下</p><p>　　MOV P1,#0FEH </p><p>　　JNB P1.4,X0 ;判斷X0橫是否有鍵按下</p><p&g

53、t;　　MOV P1,#0FDH </p><p>　　JNB P1.4,X1 ;判斷X1橫是否有鍵按下</p><p>　　MOV P1,#0FBH </p><p>　　JNB P1.4,X2 ;判斷X2橫是否有鍵按下</p><p>　　MOV P1,#0F7H </p>&l

54、t;p>　　JNB P1.4,X3 ;判斷X3橫是否有鍵按下</p><p>　　LJMP Y0 ;返回繼續(xù)判斷</p><p>　　Y1:MOV 31H,#01H ;列線Y1有鍵按下</p><p>　　MOV P1,#0FEH </p><p>　　JNB

55、 P1.5,X0 </p><p>　　MOV P1,#0FDH </p><p>　　JNB P1.5,X1 </p><p>　　MOV P1,#0FBH </p><p>　　JNB P1.5,X2 </p><p>　　MOV P1,#0F7H </p><p>　　JNB P1.5,X

56、3 </p><p><b>　　LJMP Y1 </b></p><p>　　Y2:MOV 31H,#02H ;列線Y2有鍵按下</p><p>　　MOV P1,#0FEH </p><p>　　JNB P1.6,X0 </p><p>　　MOV P1,#0FDH &

57、lt;/p><p>　　JNB P1.6,X1 </p><p>　　MOV P1,#0FBH </p><p>　　JNB P1.6,X2 </p><p>　　MOV P1,#0F7H </p><p>　　JNB P1.6,X3 </p><p><b>　　LJMP Y2 <

58、/b></p><p>　　Y3:MOV 31H,#03H ;列線Y3有鍵按下</p><p>　　MOV P1,#0FEH </p><p>　　JNB P1.7,X0 </p><p>　　MOV P1,#0FDH </p><p>　　JNB P1.7,X1 </p>

59、<p>　　MOV P1,#0FBH </p><p>　　JNB P1.7,X2 </p><p>　　MOV P1,#0F7H </p><p>　　JNB P1.7,X3 </p><p><b>　　LJMP Y3 </b></p><p>　　X0:MOV 30H,#00H

60、 ;行線X0有鍵按下</p><p>　　LCALL DELAY ;0.5s延時消除抖動</p><p>　　LJMP JS ;跳轉(zhuǎn)鍵值計算程序</p><p>　　X1:MOV 30H,#01H ;行線X1有鍵按下</p><p>　　LCALL DEL

61、AY </p><p><b>　　LJMP JS </b></p><p>　　X2:MOV 30H,#02H ;行線X2有鍵按下</p><p>　　LCALL DELAY </p><p><b>　　LJMP JS </b></p><p>　　X

62、3:MOV 30H,#03H ;行線X3鍵按下</p><p>　　LCALL DELAY </p><p><b>　　LJMP JS </b></p><p>　　JS:MOV A,30H ;計算鍵入的值</p><p>　　MOV B,#04H </p>

63、<p><b>　　MUL AB </b></p><p>　　ADD A,31H </p><p>　　MOV 32H,A </p><p><b>　　RET </b></p><p>　　XY1:MOV A,32H </p><p>　　MOV DPTR,#T

64、AB </p><p>　　MOVC A,@A+DPTR </p><p>　　MOV P2,A ;顯示第一次按入的鍵號及結(jié)果的個位</p><p><b>　　RET </b></p><p>　　XY2:MOV A,32H </p><p>　　MOV DPTR,#

65、TAB </p><p>　　MOVC A,@A+DPTR </p><p>　　MOV P0,A ;顯示第二次按入的鍵號及結(jié)果的十位</p><p><b>　　RET </b></p><p>　　DELAY:MOV R7,#100D ;延時0.5s子程序</p>

66、;<p>　　DEL1:MOV R6,#250D </p><p>　　DEL2:MOV R5,#10D </p><p>　　DJNZ R5,$ </p><p>　　DJNZ R6,DEL2 </p><p>　　DJNZ R7,DEL1 </p><p><b>　　RET </b&

67、gt;</p><p>　　M0:CJNE R1,#10D,M1 ;僅實現(xiàn)十進制的加減乘除運算</p><p><b>　　LJMP L1 </b></p><p>　　M1:CJNE R1,#11D,M2 </p><p><b>　　LJMP L1 </b></p>

68、;<p>　　M2:CJNE R1,#12D,M3 </p><p><b>　　LJMP L1 </b></p><p>　　M3:CJNE R1,#13D,M4 </p><p><b>　　LJMP L1 </b></p><p>　　M4:CJNE R1,#14D,M5 <

69、;/p><p><b>　　LJMP L1 </b></p><p>　　M5:CJNE R1,#15D,M6 </p><p><b>　　LJMP L1 </b></p><p>　　M6:RET ;返回重新按入新的鍵號</p><p&