單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告簡易計(jì)算器姓 名:班 級：學(xué) 號：指導(dǎo)老師：日 期：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院摘要:本設(shè)計(jì)是基于 51系列的單片機(jī)進(jìn)行的十進(jìn)制計(jì)算器系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以完成計(jì)算器的鍵盤輸入，進(jìn)行加、減、乘、除3位無符號數(shù)字的簡單四則運(yùn)算，并在LED上相應(yīng)的顯示結(jié)果。設(shè)計(jì)過程在硬件與軟件方面進(jìn)行同步設(shè)計(jì)。硬件方面從功能考慮，首先選擇內(nèi)部存儲(chǔ)資源豐富的AT89C51單片機(jī)，輸入采用4×4矩陣鍵盤。顯示采用3位7段共陰極LED動(dòng)態(tài)顯示。軟件方面從分析計(jì)算器功能、流程圖設(shè)計(jì)，再到程序的編寫進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。編程語言方面從程序總體設(shè)計(jì)以及高效性和功能性對C語言和匯編語言進(jìn)行比較分析，針對計(jì)算器四則運(yùn)算算法特別是乘法和除法運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵字：單片機(jī)、簡易計(jì)算器、匯編語言、功能模塊1/16目 錄一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 41.1基本要求41.2發(fā)揮部分4二、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 43.1系統(tǒng)硬件的基本組成部分 43.2主要單元電路的設(shè)計(jì) 5三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)6四、系統(tǒng)測試14五、總結(jié)14致謝15參考文獻(xiàn)152/16一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求1.1基本要求在課程設(shè)計(jì)時(shí)，三人一組，老師在動(dòng)員大會(huì)上主要指明設(shè)計(jì)思路，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)的思路。功能要求主要如下：<1）鍵盤輸入；<2）數(shù)值顯示；<3）加、減運(yùn)算<此次只要求加減）；(4>對錯(cuò)誤的控制及提示。在十進(jìn)制加減法計(jì)算中：輸入范圍為<1～99），該程序輸入兩個(gè)定點(diǎn)數(shù)，每個(gè)2位，輸出3位；A為加，B為減，C為等于，輸出為3位計(jì)算結(jié)果。數(shù)據(jù)輸入采用規(guī)范化輸入，即必須輸入2個(gè)數(shù)才算完成一個(gè)運(yùn)算數(shù)的輸入，兩個(gè)運(yùn)算數(shù)之間輸入運(yùn)算符A或者B，輸入完成按C顯示計(jì)算結(jié)果。1.2發(fā)揮部分可以選擇擴(kuò)張更多功能，如乘法，除法，三角函數(shù)等，使這簡易計(jì)算器功能更全面。二、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2.1系統(tǒng)硬件的基本組成部分8086CPU，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱鍵盤模塊 <0-9，a-f），LED數(shù)碼管等。單片機(jī)最小系統(tǒng)就是支持主芯片正常工作的最小電路部分，包括主控芯片、復(fù)位電路和晶振電路。主控芯片選取 74LS164芯片，因其具有良好的性能及穩(wěn)定性，價(jià)格便宜應(yīng)用方便。晶振選取11.0592MHz，晶振旁電容選取 22pF。采用按鍵復(fù)位電路，電阻分別選取 560Ω和10K，電容選取10μF。1、鍵盤接口電路計(jì)算器所需按鍵有：數(shù)字鍵：“0”“1”“2”“3”“4”“5”“6”“7”“8”“9”功能鍵：“A<+）”“B(—>”“C(*>”“D(/>”“E(=>”鍵盤共計(jì)15個(gè)按鍵，其中 15個(gè)按鍵采用到，采用 4*4矩陣鍵盤，鍵盤的行和列之間都有公共端相連，四行和四列的 8個(gè)公共端分別接 P1.0~P1.7，這樣掃描P1口就可以完成對矩陣鍵盤的掃描，通過對 16個(gè)按鍵進(jìn)行編碼，從而得到鍵盤的口地址，對比 P1口的掃描結(jié)果和各按鍵的地址，我們就可以得到是哪個(gè)鍵按下，從而完成鍵盤掃描的功能。3/162、數(shù)碼管顯示電路采用6位數(shù)碼管對計(jì)算數(shù)據(jù)和結(jié)果的顯示，這里選取共陽數(shù)碼管，利用 NPN三極管對數(shù)碼管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，為了節(jié)省 I/O資源，采取動(dòng)態(tài)顯示的方法來顯示計(jì)算數(shù)據(jù)及結(jié)果，動(dòng)態(tài)掃描。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示， P2口輸出顯示值，通過 P2口的二進(jìn)制代碼送到數(shù)碼管進(jìn)行顯示。P3.0~P3.5用來作為位選端，控制哪幾位數(shù)碼管進(jìn)行顯示。比如當(dāng)P3.2為高電平時(shí)，其他位全給 0，具體的在軟件中會(huì)有說明。此時(shí)就將掃描的數(shù)據(jù)送給指定數(shù)碼管顯示。2.2主要單元電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的思路是：首先利用程序不斷掃描鍵盤是不是有輸入，如果沒有就一直掃描，如果有就停止掃描，完成輸入，利用匯編的程序核對輸入鍵的數(shù)值，通過調(diào)用子程序完成數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存或者是加減的運(yùn)算。運(yùn)算完成后將運(yùn)算的結(jié)果儲(chǔ)存并顯示到LED顯示器上。4/16三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)總體流程圖，分模塊編寫程序開始輸入六個(gè)數(shù)字或符號R1*10+R2=R2R4*10+R5=R4R3是加號？R2+R4NR3是減號？R2-R4NR3是乘號？R2*R4NR2/R4顯示結(jié)果結(jié)束5/16鍵盤掃描流程圖：開始初始化地址參數(shù)輸出列掃描信號列掃描信號移位按照行列計(jì)算鍵值讀入行信號是查表得鍵碼該列有鍵輸入?否否等待按鍵釋放四列掃描完?是返回 返回6/16程序源代碼：Z8279 EQU 212HD8279 EQU 210HLEDMOD EQU 00000000B 。左邊輸入,八位顯示，外部譯碼八位顯示DATASEGMENTDATA1DB0,0,0,0,0 。第一個(gè)數(shù)據(jù)<作為被減數(shù)）DATA2DB0,0,0,0,0 。第二個(gè)數(shù)據(jù)<作為減數(shù)）DATAENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA,ES:DATASTART:PUSH CSPOP DSPUSH CSPOP ESMOV DX,Z8279MOV AL,LEDMODOUT DX,AL---------------------------------------------------------MOV DX,Z8279 。清FIFORAM寄存器MOV AL,0D1HOUT DX,ALKAISHI: MOVSI,OFFSETDATA1MOVBX,10Q1: MOVBYTEPTR[SI+BX-1],'0' 。數(shù)據(jù)區(qū)清零DECBXJNZQ1CALL SHURU 。讀 取 第 一 個(gè) 字符。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。MOV[SI],AL 。存入第一個(gè)字符MOVBX,1CALLDISPLCALL SHURU 。 輸 入 第 二 個(gè) 字符。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。CMPAL,'0'JBT1MOVBL,BYTEPTR[SI]MOVBYTEPTR[SI],ALMOVBYTEPTR[SI+1],BLMOVBX,2CALLDISPLCALLSHURU7/16T1: PUSHAX 。存入運(yùn)算符MOVDX,Z8279MOVAL,0D1HOUTDX,ALWAIIT6:IN AL,DXMOV BL,ALAND AL,80HCMP AL,80HJE WAIIT6CALLSHURU 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。MOVSI,OFFSETDATA2MOVBYTEPTR[SI],AL 。輸入第三個(gè)字符MOVBX,1CALLDISPLCALLSHURU 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。CMPAL,'='JZT99 。計(jì)算跳轉(zhuǎn)MOVBL,BYTEPTR[SI] 。輸入第四個(gè)字符MOVBYTEPTR[SI],ALMOVBYTEPTR[SI+1],BLMOVBX,2CALLDISPLCALLSHURU 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。T99: JMPJISUAN--------------------------------------------------------------SHURUPROC 。輸入函數(shù)MOV DX,Z8279MOV AL,0C2HOUT DX,AL 。置空FIFO寄存器WAIIT:NOPIN AL,DXMOV BL,ALAND AL,80H8/16CMP AL,80HJE WAIIT 。FIFO正在清除期間則跳轉(zhuǎn)等待MOV AL,BLAND AL,0FHCMP AL,00HJE WAIIT 。無鍵按下則等待MOV AL,40H 。寫讀FIFORAM命令字OUT DX,ALMOV DX,D8279 。讀入FIFORAM 內(nèi)容IN AL,DXNOPCMPAL,11JNZT101MOV DX,Z8279MOV AL,0D1HOUT DX,AL 。置空FIFO寄存器WAIIT1:IN AL,DXMOV BL,ALAND AL,80HCMP AL,80HJE WAIIT1JMPKAISHIT101:LEABX,LEEXLATRETSHURUENDPDISPL PROC 。顯示子功能PUSHBXMOV DX,Z8279MOV AL,0D1HOUT DX,AL 。置空FIFO寄存器WAIIT4:IN AL,DXMOV BL,ALAND AL,80HCMP AL,80HJE WAIIT4POPBXMOVAL,40HOUTDX,ALMOVDX,D8279MOVAL,[SI+4]9/16CMPAL,'E'JNZDSI8MOVAL,79HOUTDX,ALJMPDSI9DSI8: MOVAL,[SI+BX-1]CMPAL,'0'JADSI0DECBXJNZDSI8MOVAL,3FH 。顯示0OUTDX,ALRETDSI0:MOVCX,BXMOVBX,0DSI2:MOVAL,[SI+BX]SUBAL,30HPUSHBXLEABX,TABLEXLATOUTDX,ALPOPBXCMPBX,1JNZT119OUTDX,ALOUTDX,ALT119: INCBXCMPCX,BXJZT103JMPDSI2T103:MOVAL,[SI+4]CMPAL,'-'JNZDSI9MOVAL,40HOUTDX,AL。顯示-號DSI9:RETDISPL ENDP。計(jì)算區(qū)...................................................................................................10/16JISUAN:MOVSI,OFFSETDATA1MOVDI,OFFSETDATA2SUBBYTEPTR[SI],30HSUBBYTEPTR[DI],30HSUBBYTEPTR[SI+1],30HSUBBYTEPTR[DI+1],30HMOVDL,10MOVAL,BYTEPTR[SI+1]MULDLADDAL,[SI]MOVBL,ALMOVAL,[DI+1]MULDLADDAL,[DI]XCHGAL,BL 。AL被減數(shù)，BL減數(shù)POPCX 。彈出運(yùn)算符CMPCL,'+'JZJIACMPCL,'-'JZJIANCMPCL,'*'JZCHENGJMPCHUCHU: AADCMPBL,0JNZT20MOV SI,OFFSETDATA1MOV BYTEPTR[SI+4],'E' 。除數(shù)為零MOVBX,5CALLDISPLJMPKAISHIT20:DIVBLMOVAH,0 。余數(shù)置0JMPXIANSHIJIA: ADDAL,BLJMPXIANSHIJIAN: CMPAL,BLJNBN1XCHGAL,BLMOVBYTEPTR[SI+4],'-'11/16N1:SUBAL,BLJMPXIANSHICHENG: MULBLJMPXIANSHIXIANSHI:MOVCX,1000MOVDX,0DIVCXADDAX,30HMOV[SI+3],ALMOVAX,DXMOVCL,100DIVCLADDAL,30HMOV[SI+2],ALMOVAL,AHMOVAH,0MOVCL,10DIVCLADDAL,30HADDAH,30HMOV[SI+1],ALMOV[SI],AHMOVBX,5。顯示結(jié)果CALLDISPLJMPKAISHILEE:DB37H,34H,31H,30HDB00H,00H,00H,00HDB38H,35H,32H,00HDB00H,00H,00H,00HDB00H,00H,00H,00HDB00H,00H,00H,00HDB00H,00H,00H,00HDB00H,00H,00H,00HDB39H,36H,33H,'='DB00H,00H,00H,00HDB'+','-','*','/'DB00H,00H,00H,00HDB00H,00H,00H,00HDB00H,00H,00H,00HDB00H,00H,00H,00H12/16DB 00H,00H,00H,00HTABLE:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FHCODEENDSEND START13/16四、系統(tǒng)測試：首先賦予顯示緩沖初始值‘0000’，并把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元清零。2.主程序調(diào)用鍵盤掃描子程序，判斷鍵值，是數(shù)字第一次直接賦予23H單元，如是第二次輸入數(shù)字，則把第一次值乘十后與第二次值相加，結(jié)果存儲(chǔ)到23H單元，并R4計(jì)數(shù)2次，表示已輸入兩位，掃描鍵值時(shí)就不再賦值和顯示。等待運(yùn)算符號的按下，按下等于號就直接計(jì)算并顯示，如加減就 R5加一并把R4清零，表示可以輸入下一操作數(shù)，與第一次相同，并等待等于鍵按下。清零鍵則不管在任何情況下都清零，相當(dāng)于軟復(fù)位。在掃描完鍵盤后，調(diào)用數(shù)據(jù)顯示轉(zhuǎn)換子程序把值轉(zhuǎn)