"单片机课程设计:计算器设计说明 - 设计思想、关键词与目的详解"

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本次单片机课程设计的主题是计算器设计,旨在通过使用矩阵键盘、单片机和数码管显示等技术,设计一个具有基本计算功能的计算器。设计思想主要是通过汇编语言编程实现计算器功能,并利用矩阵键盘进行用户输入,通过数码管显示结果。设计过程中的关键词包括矩阵键盘、单片机、数码管显示和汇编语言。设计目的是让学生通过实际动手操作,加深对单片机原理的理解,提高编程能力和动手能力。 首先,通过对计算器功能进行分析,设计了基本的加减乘除四则运算功能,并考虑了输入错误时的处理方式。在设计过程中,我们充分利用了单片机的中断功能和定时器功能,实现了稳定的键盘输入和数码管显示。在程序设计上,我们采用了模块化的设计思想,分别设计了键盘扫描模块、计算模块和显示模块,使得程序结构清晰,易于维护和扩展。 其次,在硬件设计方面,我们选用了常见的矩阵键盘和数码管显示模块,与单片机进行接口连接,通过按键输入触发中断,实现对输入数字和运算符号的识别。同时,利用单片机的IO口控制数码管的显示,将计算结果实时显示在数码管上。为了提高计算器的外观质感,我们还设计了外壳结构,并利用3D打印技术制作外壳模型,使得整个计算器具有更好的实用性和美观性。 最后,在测试和优化阶段,我们对设计的计算器进行了全面的功能测试和性能优化。通过模拟用户输入不同的数字和运算符号,检查计算器对输入的响应速度和计算结果的准确性。在发现问题时,我们及时进行调试和修改程序,保证计算器的稳定运行。同时,我们也对计算器的整体性能进行了评估,包括功耗、体积和成本等方面,为后续的扩展和改进工作奠定了基础。 综上所述,本次单片机课程设计通过计算器设计这一项目,让学生在实践中掌握单片机编程和硬件设计的基本技能,培养了他们的动手能力和创新意识。通过这次设计,学生不仅加深了对单片机原理的理解,还提高了问题分析和解决能力,为以后的工程实践打下了良好的基础。希望学生能够在今后的学习和工作中继续保持对技术的热情,不断提升自己的专业能力,为科技创新和社会发展做出更大的贡献。
2023-02-27 上传
目录 单片机课程设计计算器设计全文共22页,当前为第1页。 单片机课程设计计算器设计全文共22页,当前为第1页。 一、设计总绪 设计思想 近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,但仅单片机方面的知识是不够的,还应根据具体硬件结构、软硬件结合,来加以完善。? 计算机在人们的日常生活中是比较常见的电子产品之一。可是它还在发展之中,以后必将出现功能更加强大的计算机,基于这样的理念,本次设计是用AT89c51单片机、LCD显示器、控制按键为元件来设计的计算器。利用此设计熟悉单片机微控制器及汇编语言编程,对其片资源及各个I/O端口的功能和基本用途的了解。掌握应用程序开发环境,常用的LCD显示器的使用方法和一般键盘的使用方法 此设计是基于单片机技术的简易计算器的方案,本次设计所提出的一种基于单片机技术的简易计算器的方案,采用具有数据处理能力的中央处理器CPU,随机存储器ROM,多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统——单片机,配以汇编语言编写的执行程序,能更好的解决计算机计算的问题,随着数字生活的到来,单片机在生活中越来越重要,它能将大量的逻辑功能集成与一个集成电路中,使用起来十分方便。 设计说明 单片机课程设计计算器设计全文共22页,当前为第2页。本次课程设计讨论了单片机技术的计算器构思,设计方案,工作原理,主要系统包括单片机80C51,排阻RESPACK—8,开关,六位数码管显示器等,主要组成部分包括:键盘输入模块,运算模块,控制模块,显示模块。通过键盘输入数值,单片机进行运算后在数码管显示出结果。 单片机课程设计计算器设计全文共22页,当前为第2页。 关键词:矩阵键盘,单片机,数码管显示,汇编语言 设计目的 通过本次课程设计,运用《单片机微型计算机原理及应用》所学到的知识及查询相关资料,完成简易计算器的设计,进一步提高单片机的系统设计和开发能力,达到理论知识与实践更好的结合,提高综合运用所学知识和设计能力的目的。 设计要求 要求设计一个单片机应用系统,利用keil和proteus软件完成系统软硬件的设计及模拟调试。实现五位数(可为带小数点)的加减乘除运算,通过按键输入十进制数据。利用六位数码管显示运算结果。并实现复位操作。由于要设计的是简单的计算器,可以进行四则运算,为了得到教好的显示效果,采用LCD显示数据和结果。、另外键盘包括数字键(0-9)、符号键(+、-、*、/)、清除键和等号键,故只需要16个按键即可,设计中采用集成的计算机键盘来,当键入+、-、*、/运算符,计算器在内部执行数值转换和存储,并等待再次键入数值后将显示键入的数值,按等号就会在LCD上输出运算结果,执行程序:开机显示零,等待键入数值,当键入数字,通过LCD显示出 单片机课程设计计算器设计全文共22页,当前为第3页。 单片机课程设计计算器设计全文共22页,当前为第3页。 二、设计方案 硬件电路设计方案 基本结构 计算器一般由运算器、控制器、键盘、显示器、电源和一些可选外围设备及电子配件通过人工或机器设备组成。键盘是计算器的输入部件,一般采用接触式或传感式。显示器是计算器的输出部件,有发光二极管显示器或液晶显示器等。除显示计算结果外,还常有溢出指示、错误指示等。计算器电源采用交流转换器或电池。计算器都采用CMOS工艺制作的大规模集成电路。 本次课程设计中我是采用了以MCS—51系列的单片机AT89C51单片机为核心构成的简易计算器。该系统通过单片机控制,实现对4*4键盘进行实时扫描的按键检测,并把检测数据存储下来。整个计算器系统的工作过程为:首先存储单元初始化,显示初始值和键盘扫描,判断按键位置,查表得出按键值,单片机则对数据进行储存与相应处理转换,之后送入数码管动态显示。整个系统可分为三个主要功能模块:功能模块一,实时键盘扫描;功能模块二,数据转换成显示器显示;功能模块三,计算控制模块。功能模块四:显示模块。 系统框架图 控制 控制 运算 键盘 显示 运算 键盘 显示 单片机课程设计计算器设计全文共22页,当前为第4页。 图 系统总体框架图 单片机课程设计计算器设计全文共22页,当前为第4页。 工作流程图 开始 开始 初始化 初始化 键盘列扫描 键盘列扫描 有键按下 复位键 有键按下 复位键 数字键 数字键 记忆对应键值 运算功能键 记忆对应键值 运算功能键 其他键数码管显示 是" ="? No 其他键 数码管显示 是" ="? 记忆其运算符 数码管显示 计算最后结果 Yes 记忆其运算符 数码管显示 计算最后结果 单片机课程设计计算器设计全文共22页,当前为第5页。 图 系统工作流程图 单