单片机课程设计 课题名称：单片机简易计算器课程设计 姓名：XXXX 学号：XXXXXX 年级专业班级： XXXXXXX 学院： XXXX 设计时间： XXXXXXX 设计地点： XXXXXX 指导老师：姜晟 目录 一、单片机课程设计实习目的 1 1、增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解； 1 2、掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、存贮器、I/O口等 ； 1 3、了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程及实现方法。 1 二、实习课题任务 1 1、课题：简易计算器的设计 1 2、设计基本要求： 1 利用单片机试验箱的键盘模块以及显示模块实现百位以内加减乘除。 1 任选一种显示方式：即中文液晶显示屏、LED数码管可任选一种。 1 3、功能实现： 1 4、设计任务 1 5、设计思路 2 三、系统分析 4 四、硬件系统设计 4 1、键盘接口电路 4 2、数码管显示电路 5 五、软件系统设计 6 六、调试结果 6 1）10以内计算器 6 2）100以内计算器 6 七、结论 7 八、体会与收获 8 九、附件（程序）： 8 1、程序一：只能进行两位数与两位数格式的四则运算 8 2、程序二：能进行百位以内的四则运算，但一位与两位数运算结果调试不对 18 一、单片机课程设计实习目的 1、增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解； 2、掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、存贮器、I/O口等； 3、了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程及实现方法。 二、实习课题任务 1、课题：简易计算器的设计 2、设计基本要求： 利用单片机试验箱的键盘模块以及显示模块实现百位以内加减乘除。 任选一种显示方式：即中文液晶显示屏、LED数码管可任选一种。 3、功能实现： 计算器将完成的功能有两位数以内加、减、乘、除功能，并通过LED数 码管显示输入值及结果。 4、设计任务 1. 扩展4*4键盘，其中10个数字，5个功能键，1个清零 2 . 使用五位数码管接口电路 3. 完成十进制的四则运算（加、减、乘、除）； 4. 实现低于三位小于255数字的连续运算； 5. 使用keil C软件编写程序； 6. 最后用ptoteus仿真; 7. 具有较强的抗干扰能力； 8. 体积小、功耗低，便于嵌入其他系统。 2 / 18 5、设计思路 1)、了解键盘、显示电路的编程方法 2)、了解键盘电路工作原理及编程方法 3)、调试键盘扫描显示程序，进一步熟悉键盘工作原理 利用EL-8051- III型单片机实验箱上提供的8279，键盘电路，数码显示电路，组成一个键盘分析电路， 编写程序，要求在键盘上按动一个键，就将8279对此键扫描的扫描码显示在数码管上。 4)、设计总体流程图，分模块编写程序 N N N 5）键盘扫描流程图： 三、系统分析 按照系统设计的功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、显示模块、键扫描接口 电路共三个模块组成，电路系统构成框图如图1.1所示。主控芯片使用89S51/52单片机， 比 80C51速度更快，功能更强，由先进工艺制造，并带有非易失性Flash程序存储器。它是 一种高性能、低功耗的8位COMS微处理芯片，市场应用最多。 键盘电路采用4*4矩阵键盘电路。 显示模块采用4枚共阳极数码管和74ls273锁存芯片构成等器件构成。 四、硬件系统设计 单片机最小系统就是支持主芯片正常工作的最小电路部分，包括主控芯片、复位电路 和晶振电路。 主控芯片选取74LS164芯片，因其具有良好的性能及稳定性，价格便宜应用方便。 晶振选取11.0592MHz，晶振旁电容选取22pF。 采用按键复位电路，电阻分别选取560Ω和10K，电容选取10μF。 1、键盘接口电路 计算器所需按键有： 数字键："0""1""2""3""4""5""6""7""8""9" 功能键："A（+）""B(—)""C(*)""D(/)""E(=)" 键盘共计15个按键，其中15个按键采用到，采用4*4矩阵键盘，键盘的行和列之间都 有公共端相连，四行和四列的8个公共端分别接P1.0~P1.7，这样扫描P1口就可以完成对 矩阵键盘的扫描，通过对16个按键进行编码，从而得到键盘的口地址，对比P1口的扫描 结果和各按键的地址，我们就可以得到是哪个键按下，从而完成键盘扫描的功能。 2、数码管显示电路 采用6位数码管对计算数据和结果的显示，这里选取共阳数码管，利用NPN三极管对数码 管进行驱动，为了节省I/O资源，采取动态显示的方法来显示计算数据及结果，动态扫描 。 为了实现数码管的动态显示，P2口输出显示值，通过P2口的二进制代码送到数码管进行 显示。 P3.0~P3.5用来作为位选端，控制哪几位数码管进行显示。比如当P3.2为高电平时， 其他位全给单片机课程设计是计算机科学与技术领域中的一个重要实践环节，旨在通过实际操作提升学生对单片机的理解和应用能力。本次课程设计的课题是构建一个简易计算器，使用单片机实现百位以内的加减乘除运算。设计中涉及到了单片机的多个核心组成部分，包括键盘接口、数码管显示以及软件编程。单片机课程设计的主要目标包括三个方面：增强对单片机的直观认识，深入理解其工作原理；掌握单片机内部各种功能模块的使用，如定时器/计数器、中断系统、内存和输入/输出(I/O)口；学习并掌握如何设计和实现基于单片机的完整系统，包括软硬件协同设计。设计任务主要是设计一个简单的计算器，利用试验箱上的键盘和显示模块，可以选择使用中文液晶屏或LED数码管作为输出。计算器需要具备两位数以内的加、减、乘、除功能，并通过LED数码管显示输入和计算结果。设计过程中，需要扩展4*4键盘，包含10个数字键、5个功能键和1个清零键，以及使用五位数码管进行显示。软件开发方面，会使用Keil C语言进行编程，并通过Proteus进行仿真验证。在系统分析阶段，设计者会将系统分解为主控模块、显示模块和键扫描接口电路三个部分。主控芯片选择89S51/52，这是一款高速、低功耗的8位微处理器，广泛应用于各种嵌入式系统。键盘接口采用4*4矩阵键盘，通过扫描P1口来识别按键。数码管显示部分则利用动态显示技术，通过P2口输出数据，P3口进行位选控制，以节省I/O资源。硬件系统设计中，单片机最小系统包括主控芯片、复位电路和晶振。74LS164作为主控芯片，11.0592MHz的晶振配合适当电容确保稳定工作。复位电路则由电阻和电容构成，用于系统启动时的初始化。键盘接口电路通过连接P1口实现矩阵扫描，数码管显示电路则通过P2和P3口进行数据和控制信号的传输。软件系统设计涉及键盘扫描程序和运算逻辑的编写。要实现键盘的扫描和识别功能，接着设计计算逻辑，包括加减乘除运算的算法实现，确保在百位以内运算的准确性。在调试过程中，会逐步验证10以内和100以内的计算器功能，确保其正确无误。通过这样的课程设计，学生不仅能深入理解单片机的工作机制，还能掌握实际项目开发中的问题解决技巧，提升工程实践能力。同时，设计出的简易计算器也具有实际应用价值，可以作为一个基础平台，为进一步的项目开发提供便利。