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单片机课程设计计算器

单片机课程设计计算器
单片机课程设计计算器

课程设计说明书

课程设计名称:单片机课程设计

课程设计题目:四位数加法计算器的设计学院名称:电气信息学院

专业班级:

学生学号:

学生姓名:

学生成绩:

指导教师:

课程设计时间:至

格式说明(打印版格式,手写版不做要求)

(1)任务书三项的内容用小四号宋体,倍行距。

(2)目录(黑体,四号,居中,中间空四格),内容自动生成,宋体小四号。

(3)章的标题用四号黑体加粗(居中排)。

(4)章以下的标题用小四号宋体加粗(顶格排)。

(5)正文用小四号宋体,倍行距;段落两端对齐,每个段落首行缩进两个字。

(6)图和表中文字用五号宋体,图名和表名分别置于图的下方和表的上方,用五号宋体(居中排)。(7)页眉中的文字采用五号宋体,居中排。页眉统一为:武汉工程大学本科课程设计。

(8)页码:封面、扉页不占页码;目录采用希腊字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…排列,正文采用阿拉伯数字1、2、3…排列;页码位于页脚,居中位置。

(9)标题编号应统一,如:第一章,1,,……;论文中的表、图和公式按章编号,如:表、表……;图、图……;公式()、公式()。

课程设计任务书

一、课程设计的任务和基本要求

(一)设计任务(从“单片机课程设计题目”汇总文档中任选1题,根

据所选课题的具体设计要求来填写此栏)

1. 系统通过4x4的矩阵键盘输入数字及运算符。

2. 可以进行4位十进制数以内的加法运算,如果计算结果超过4位十进制数,则屏幕显示E。

3. 可以进行加法以外的计算(乘、除、减)。

4. 创新部分:使用LCD1602液晶显示屏进行显示,有开机欢迎界面,计算数据与结果分两行显示,支持小数运算。

(二)基本要求

1.有硬件结构图、电路图及文字说明;

2.有程序设计的分析、思路说明;

3.有程序流程框图、程序代码及注释说明;

4.完成系统调试(硬件系统可以借助实验装置实现,也可在Proteus

软件中仿真模拟);

5.有程序运行结果的截屏图片。

二、进度安排

第9周,~

1)题目分析,文献查阅

2)方案比较,确定设计方案

3) ~ 硬件电路设计

4) ~ 程序设计,程序调试,系统联调,系统改进

5)课程设计说明书撰写

三、参考资料或参考文献

1. 林立,张俊亮. 单片机原理及应用——基于Proteus和Keil C [M].北京:电子工业出版社,2013

2. 张毅刚,彭喜元. 单片机原理与应用设计[M]. 北京:电子工业出版社,2008

3. 马忠梅. 单片机的C语言应用程序设计(第5版) [M].北京:北京航空

航天大学出版社,2013

4. 楼然苗、李光飞. 51系列单片机设计实例[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2003

本科生课程设计成绩评定表

目录

第一章设计论证..................................................... 错误!未定义书签。设计分析........................................................... 错误!未定义书签。设计方案........................................................... 错误!未定义书签。第二章硬件设计..................................................... 错误!未定义书签。硬件结构与工作原理................................................. 错误!未定义书签。单元电路设计....................................................... 错误!未定义书签。第三章软件设计..................................................... 错误!未定义书签。系统软件结构....................................................... 错误!未定义书签。主要功能子程序设计................................................. 错误!未定义书签。第四章系统调试与分析............................................... 错误!未定义书签。调试过程与结果..................................................... 错误!未定义书签。结果分析........................................................... 错误!未定义书签。第五章设计小结..................................................... 错误!未定义书签。附录................................................................ 错误!未定义书签。

第一章设计论证

设计分析

在方案设计过程中,我列出了两种不同的设计方案,分别对应于显示模块和单片机内部运算。显示模块在我的设计中有两种不同的显示方式,分别为数码管显示以及液晶屏显示。

对于数码管显示来说,优点是使用简单,反应速度更快,由于LCD有众多的接口,以及指令,因此在软件上要比数码管复杂。数码管显示的缺点也比较明显,就是需要占用过多的单片机输出接口,同时,LCD的显示功能更多,也更直观,对于现实生活中的使用也更加舒适。

在综合了以上几点的考虑后,我最终选择了LCD1602液晶显示芯片作为显示模块。

在单片机内部运算方面,我的设想也有两种,即支持浮点数运算或只支持整数运算,若只支持整数运算,程序设计势必更加简单易懂,但是出于实用性的考虑,我最终决定了使计算器支持浮点数运算功能。同时,这也能更好地锻炼我的编程思维能力。

设计方案

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、键盘扫描接口电路共四个模块组成。主控芯片使用8051系列的AT89C52单片机,其中带有非易失性Flash程序存储器,它是一种高性能、低功耗的8位CMOS微处理芯片,市场应用最多。

显示模块采用LCD1602液晶显示器为主体构成。

键盘电路采用4x4矩阵键盘电路。

整个单片机的接口电路:P0用于显示输出或LCD1602信号输入,P1口用于键盘扫描输入,P2口用于LCD1602的控制信号输出。

为了驱动系统的各个模块正常协调工作,在软件方面我设计了四大模块,分别为显示、键盘、运算、综合模块,通过综合模块的协调来使其它三大模块正常运行,使计算器能正确运算得出正确结果。

第二章硬件设计

硬件结构与工作原理

图硬件结构框图

系统的主体部分由输入、运算、输出模块所组成,对应于图中有,输入模块为键盘扫描输入,输出模块为LCD1602显示,运算模块为单片机。在系统上电后,单片机初始化,开始运行内部程序,在程序运行过程中,通过软件功能来实现按下键盘上特定按键后,执行不同的功能,例如加减乘除,并将数据输出至显示模块(LCD1602)显示。在运算过程中显示运算数据及符号,运算完成后显示运算结果。

单元电路设计

单片机最小系统

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AT89C52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,晶振旁电容选取20pF。

采用按键复位电路,电阻分别选取100Ω和10K,电容选取10μF。

以下为单片机最小系统硬件电路原理图(图),仿真接线图(图)。

图 单片机最小系统硬件电路原理图

P01P00P02P03P04P05P06P07D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D0D1D2D3D4D5D6D7

RS R W E

XT AL2

18

XT AL1

19

ALE 30EA

31

PSEN 29RST

9

P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX 2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78

P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD

17

P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1

AT89C52

X1

CRYST AL

C1

22pF

C2

22pF

R2

10k

+5V

C3

10uF

23456789

1

RP2

RESPACK-8

+5V

R1

100

图 单片机最小系统仿真接线图

键盘接口电路

计算器所需按键有: 数字键:’1’,’2’,’3’,’4’,’5’,’6’,’7’,’

8’,’9’,’0’。

功能键:’+’, ’-‘ , ’*’, ’/ ’ , ’ = ’, ’ C( 清零、小数点)’共计16个按键,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~,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,从而完成键盘的功能。

在Proteus仿真中,我直接使用元件库所有的KEYPAD-SMALLCALC键盘,这种键盘直接实现了4*4键盘的功能,方便使用。如下图所示。

在按下其中一个键时,其对应的行与列将都会变成低电平,此时,即可通过判断P1口的值来确定输入的是哪一个按键,然后将所取得的按键通过软件来进行接下来的处理、运算等工作。

图 4*4矩阵键盘

LCD1602显示电路

LCD1602简介:如图所示,1602液晶也叫1602字符型液晶,它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符,每位之间有一个点距的间隔,每行之间也有间隔,起到了字符间距和行间距的作用,正因为如此所以它不能很好地显示图形(用自定义CGRAM,显示效果也不好)。

1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行,每行16个字符液晶模块(显示字符和数字)。

1602采用标准的16脚接口,其中:

第1引脚:GND为电源地

第2引脚:VCC接5V电源正极

第3引脚:V0为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高(对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度)。

第4引脚:RS为寄存器选择,高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。

第5引脚:RW为读写信号线,高电平(1)时进行读操作,低电平(0)时进行写操作。

第6引脚:E(或EN)端为使能(enable)端,高电平(1)时读取信息,负跳变时执行指令。

第7~14引脚:D0~D7为8位双向数据端。第15~16脚:空脚或背灯电源。第15引脚背光正极,第16引脚背光负极。

特性

或5V工作电压,对比度可调

内含复位电路

提供各种控制命令,如:清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能

有80字节显示数据存储器DDRAM

内建有192个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM

8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM

特征应用

微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧,常用在袖珍式仪表和低功耗应用系统中。

操作控制

注:关于E=H脉冲——开始时初始化E为0,然后置E为1。

图 LCD1602硬件原理图

采用LCD1602显示器对计算过程、结果以及提示信息进行显示,在仿真电路中,由于Proteus中并没有LCD1602显示芯片,故采用功能相似的LM016L进行替代,其中LM016L的D0~D7三个输入输出端口接至单片机的~口,用来对显示屏输出显示、输出控制指令以及获取状态信息。

单片机的~分别与LM016L的RS、RW、E端口相连,用来对显示芯片进行控制。以下为LCD显示电路的仿真接线图(图)。

图 LCD1602(LM016L)仿真接线图

第三章软件设计

系统软件结构

如图所示,系统启动后,执行LCD初始化程序,然后调用LCD显示程序,在屏幕上输出欢迎信息。接下来调用键盘扫描处理程序,等待按键按下,按下任意键后执行LCD 清屏程序,并再次调用键盘扫描处理程序,等待用户输入数据,若用户按下数字键(0~9),则在显示器上显示并且将输入数据保存至数据存储区。

Y

N

Y

N

图程序流程图

本次设计采用模块化设计思想,包括主程序和初始化子程序、延时子程序、输出数据子程序、检测是否有按键按下子程序、确定按键子程序、清第一行屏与显示“Welcome”子程序、换算第一个数子程序、运算子程序、显示结果子程序等子程序。运行程序后,首先调用子程序清屏第一行并显示“Welcome”,清屏第二行并显示“ZCY’s Caculator!”,然后检测是否有按键按下,如果没有,继续检测,如果按下,则判断是否是加减乘除键被按下,如果是加减乘除被按下,则显示相应的字符并换算出字符前输入的数据和字符后输入的数字,然后检测是否有等号按下,如果有则完成相应的运算并显示相应的结果,然后检测是否有清屏键按下,如果有则清屏,相应的流程图如图所示。

对于数字键的程序段进行相应的设计,如果运算键(+、-,*,/)相应标志不为一,则将输入的数字送入第一个操作数缓存区,并且清空所有响应位。否则送入第二个操作数缓存区。其次对功能键的程序段进行相应的设计。如果功能键(+、-,*,/)

第一次被按下,则置相应的标志位为一,并且将运算键响应标志位置一,清空第二个操作数的缓存区,为输入操作数做准备,如果是第二次按下则先调用运算操作子程序,执行上次按下的运算键的运算,置相应的标志位为一,并且将运算键响应标志位置一,清空第二个操作数的缓存区,为输入操作数做准备。

程序上的具体实现:

在单片机上电后,执行两个函数LCD_dsp_string(4,0,"Welcome!")以及LCD_dsp_string(1,1,"ZCY's Caculator")输出欢迎信息初始化LCD。然后执行keyscan()函数判断是否有按键输入,若有则读取按键,否则循环扫描,直到有按键按下。在获取按键后,判断按键是否为数字,若是,则执行cacul(a)函数,将获取的数字保存为数,然后执行LCD单个字符显示函数LCD_dsp_char(x,y,dat)。若按键不是数字,则判断是否为操作符,若是,则执行LCD_dsp_char(x,y,dat)显示操作符,然后将flag标志位置1,代表第一个操作数输入结束。若不是操作符,则判断是否为‘=’,若是,则执行函数Caculator(x,y)函数,计算结果,然后执行LCD_dsp_string(x,y,string)函数,将计算结果显示在屏幕上,然后执行keyscan()函数,等待按下任意键,按下任意键后,再次执行LCD初始化程序。若不是‘=’,则判断是否是第一次按下清零键,若是,则显示小数点,并再次调用keyscan()函数,获取下一个按键,若不是第一次按下,则再次执行LCD初始化程序。

主要功能子程序设计

LCD显示子程序

Y

N

Y N

图 LCD显示子程序流程图

如图所示,当主程序调用了LCD显示程序后,首先判断LCD是否处于忙碌状态,若是,则等待,若不是,则开始设置显示位置,然后判断显示的是单个字符还是字符串,分别实现对单个字符的输出以及对字符串的输出。之所以对单字符和字符串设置不同的显示函数,是为了实现程序对单片机资源的最优利用,因为单字符只占据一个字节的存

单片机课程设计 简易计算器的设计

目录 摘要 (1) 绪论 (1) 1.设计要求及功能分析 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.2 基本功能 (2) 2.设计方案 (2) 2.1 硬件部分设计方案 (2) 2.1.1 单片机部分 (2) 2.1.2 按键部分 (2) 2.1.3 显示部分 (2) 2.2 软件部分设计方案 (2) 3.系统的硬件总体设计 (4) 3.1 系统的总体硬件设计 (4) 3.2 键盘连接电路 (4) 3.3 显示屏连接电路 (5) 3.4 单片机芯片AT89C51 (6) 3.5 外接电路 (7) 4.系统的软件总体设计 (8) 4.1 键盘识别程序设计 (8) 4.2 显示程序 (11) 4.3 运算程序 (11) 5.元器件清单及程序清单 (12) 5.1 元器件清单 (12) 5.2 程序清单 (12) 6.软件仿真 (18) 6.1 仿真验证 (18) 6.2 性能分析 (20) 6.3 出现故障及其原因 (20) 6.4 解决方法 (20) 结论 (20) 参考文献 (21) 致谢 (21) 附录PCB图 (22)

简易计算器的设计 学生:李飞马鹏超舒宏超 指导老师:王孝俭 摘要:单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统,目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器,实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机内部也用和电脑功能类似的模块,比如CPU,内存,并行总线,还有和硬盘作用相同的存储器件,不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多,不过价钱也是低的,一般不超过10元即可,用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影!它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线式实时控制计算机,在线式就是现场控制,需要的是有较强的抗干扰能力,较低的成本,这也是和离线式计算机的(比如家用PC)的主要区别。单片机比专用处理器最适合应用于嵌入式系统,因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机,复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作!单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合,甚至比人类的数量还要多。 关键词:单片机、计算器、控制电路、仿真。 绪论 设计要求掌握数码管移位动态扫描显示的编程方法,掌握矩阵扫描的编程方法,掌握数据在内部运算的编程方法。设计任务实现最大8位正整数加、减、乘、除,具备清零、等于功能,16个按键功能依次为:数字0、数字1、数字2、数字3、数字4、数字5、数字6、数字7、数字8、数字9、清零、等于、加、减、乘、除。 1.设计要求及功能分析 1.1设计要求: 本次单片微型计算机与接口技术课程设计做的是利用C51单片机为主体的计算器,实现了简单的加、减、乘、除功能。采取的是键盘输入和液晶显示屏的输出结果显示。主要硬件构成部分由四个,一个AT89C51单片机芯片,一个液晶显示屏,一个4*4键盘和一个排阻(10K)做P0口的上拉电阻,可以实现16位的数值操作计算。 1.2基本功能: 首先,计算器可现实8位数字,开机运行时,只有数码管最低位显示为“0”,其他位全部不显示;

单片机课程设计 秒表计时器(DOC)

课程设计名称:单片机原理及接口技术 题目:基于单片机的秒表计时器设计 学期:2014-2015学年第一学期 专业:电气技术 班级: 姓名: 学号: 指导教师:

辽宁工程技术大学 课程设计成绩评定表

课程设计任务书 一、设计题目 秒表计时器 二、设计任务 本课题以单片机为核心,设计和制作一个秒表计时器。 三、设计计划 课程设计一周 第1天:查找资料,方案论证。 第2天:各部分方案设计。 第3天:各部分方案设计。 第4天:撰写设计说明书。 第5天:校订修改,上交说明书。 四、设计要求 1、绘制软件流程图并利用汇编语言编写软件程序; 2、绘制系统硬件原理图; 3、形成设计报告。 指导教师: 教研室主任: 2014年5月26 日

本设计利用89C51单片机设计秒表计时器,通过LED显示秒十位和个位,在设计过程中用一个存储单元作为秒计数单元,当一秒到来时,就让秒计数单元加一,通过控制使单片机秒表计时,暂停,归零。设计任务包括控制系统硬件设计和应用程序设计。 关键词:51单片机;74HC573;LED数码管

综述 (1) 1 程序方案 (2) 1.1方案论证 (2) 1.2总体方案 (2) 2部分设计 (3) 2.1 89C51单片机 (3) 2.2晶体振荡电路 (4) 2.3硬件复位电路 (5) 2.4显示电路 (6) 2.5整体电路图 (7) 3程序设计 (8) 3.1程序流程框图 (8) 3.2显示程序流程图 (9) 3.3汇编源程序 (10) 4调试说明 (13) 4.1概述 (13) 4.2电路原理图 (13) 心得体会 (15) 参考文献 (16)

武汉工程大学单片机多路抢答器的课程设计资料

电气信息学院 单片机技术课程设计报告 课题名称多路抢答器的设计 专业班级10 电气4班 学号2010500238 __________________ 学生姓名________ 杨彬____________ 扌旨导教师______ 易先军___________ 评分_____________________________

2013年6月17日至6月21日

课程设计量化评分标准 指导老师评语:

答辩记录 1、例举设计过程中遇到的问题及其解决方法(至少两例)。答:(1)问题说明:对于采用独立式按键设计还是行列式按键设计有所困扰。 解决方法:行列式键盘是采用X*丫型按键来实现I/O的扩展的,这种按键的排 列方式可以有效的提高I/O 的利用率。 (2)问题说明:Proteus 软件中,从元器件库中调出的元件有的不能仿真。 解决方法:Proteus 里面又不是器件是没有仿真模型的,只是个原理图 符号,故必须选含仿真模型的器件。 2、教师现场提的问题记录在此(不少于2个问题)。 (1)Proteus 软件的主要功能是什么? 答:Proteus 软件可以仿真、分析各种模拟电路与集成电路,软件提供了大量模拟与数字元器件及外部设备,各种虚拟仪器,特别是它具有对单片机及其外围电路组成的综合系统的交互仿真功能。 (2)如果有多个按键几乎同时按下,你是如何来保证最先按下的按钮抢答成功的? 答:可以通过锁存器达到目的。当有第一个按键被按下时,锁存器将迅速锁存优先抢答者的按键状态,并能同时禁止其他选手按键,使其按键操作无效。

现如今生活娱乐的多元化已是现代的生活方式之一。知识、娱乐比赛更是流行于各行各业,而其中又以抢答形式为主。在抢答过程中,为了知道哪一组或 哪一位选手优先获得抢答权,必须要设计一个系统来完成这个任务,避免人的主观意识判断错误。在抢答中,只靠视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机系统来设计抢答器,使以上问题得以解决,即使两组的抢答时间相差甚小,也可分辨出哪组优先答题。此次设计使用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一个简易的抢答器,与数码管、报警器等构成八路抢答器,利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时/中断电路等。设计的抢答器具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间的特点,而复位电路,则使其能再开始新的一轮答题和比赛,与此同时还利用汇编语言编程,使其能够实现一些基本的功能。 关键词:AT89C51单片机;抢答器;数码管;报警器 I

单片机课程设计-电子钟

中北大学 单片机课程设计说明书 数字钟设计 1 设计任务与要求 (1)

1.1设计任务 (1) 1.2设计要求 (1) 2单片机简介 (2) 2.1单片机的发展历程 (2) 3系统设计思路和方案 (3) 3.1系统总体方案 (3) 3.2硬件简介 (3) 3.2.1硬件选择 (3) 3.2.2 51单片机的构成 (4) 3.2.3 STC89C52RC引脚功能说明 (5) 3.2.4 LED简介 (6) 3.3 Keil调试 (7) 4、系统实物图 (9) 5、课程设计体会 (9) 参考文献 (10) 附录A (11) 附录B (13) 附录C (14)

1 设计任务与要求 1.1设计任务 本课题应完成以下设计内容: 1)硬件设计 设计数字钟的电路原理图,用PROTEL绘制硬件电路。制作实物。 2)软件设计 (1)时、分、秒的设置及显示; (2)画出程序框图; (3)调试与分析。用PROTEUS仿真。 3)课程设计说明书 1.2设计要求 本课程设计的基本要求是使学生全面掌握单片机控制系统设计的基本理论,熟悉掌握MCS-51 系列单片机的编程方法,具体要求:本例利用AT89C51的定时器和6位7段数码管,设计一个电子时钟。显示格式为“XX XX XX”,由左向右分别是:时、分、秒。

2单片机简介 2.1单片机的发展历程 单片机是微型计算机的一个重要分支,也是一种非常活跃和颇具生命力的机种,特别适用于工业控制领域。1971年微处理器研制成功不久,就出现了单片机,但最早的单片机是1位的,处理能力有限。单片机的发展共分四个阶段:第一阶段是初级阶段,功能非常简单;第二阶段是低性能阶段, 16位定时器/计数器,片内ROM、RAM容量加大,直到现在仍被广泛应用,是目前应用数量较多的单片机。、32位单片机推出阶段,以满足不同的用户需要。纵观单片机几十年的发展历程,单片机的今后发展方向将向多功能、高性能、高速度、低功耗、低价格、外围电路内装化以及内存储器容量增加和FLASH存储器化方向发展。 2.2实用价值与理论意义 在单片机模块里比较常见,数字时钟是一种用0数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更高的使用寿命,新词得到了广泛的应用。 数字时钟是采用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭、车站、码头、办公室等公用场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字时钟的精度远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。因此研究数字时钟及扩大其应用有着非常现实的意义。

单片机课程设计计算器

课程设计说明书 课程设计名称:单片机课程设计 课程设计题目:四位数加法计算器的设计学院名称:电气信息学院 专业班级: 学生学号:

学生姓名: 学生成绩: 指导教师: 课程设计时间:至

格式说明(打印版格式,手写版不做要求) (1)任务书三项的内容用小四号宋体,倍行距。 (2)目录(黑体,四号,居中,中间空四格),内容自动生成,宋体小四号。 (3)章的标题用四号黑体加粗(居中排)。 (4)章以下的标题用小四号宋体加粗(顶格排)。 (5)正文用小四号宋体,倍行距;段落两端对齐,每个段落首行缩进两个字。 (6)图和表中文字用五号宋体,图名和表名分别置于图的下方和表的上方,用五号宋体(居中排)。(7)页眉中的文字采用五号宋体,居中排。页眉统一为:武汉工程大学本科课程设计。 (8)页码:封面、扉页不占页码;目录采用希腊字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…排列,正文采用阿拉伯数字1、2、3…排列;页码位于页脚,居中位置。 (9)标题编号应统一,如:第一章,1,,……;论文中的表、图和公式按章编号,如:表、表……;图、图……;公式()、公式()。

课程设计任务书 一、课程设计的任务和基本要求 (一)设计任务(从“单片机课程设计题目”汇总文档中任选1题,根 据所选课题的具体设计要求来填写此栏) 1. 系统通过4x4的矩阵键盘输入数字及运算符。 2. 可以进行4位十进制数以内的加法运算,如果计算结果超过4位十进制数,则屏幕显示E。 3. 可以进行加法以外的计算(乘、除、减)。 4. 创新部分:使用LCD1602液晶显示屏进行显示,有开机欢迎界面,计算数据与结果分两行显示,支持小数运算。 (二)基本要求 1.有硬件结构图、电路图及文字说明; 2.有程序设计的分析、思路说明; 3.有程序流程框图、程序代码及注释说明; 4.完成系统调试(硬件系统可以借助实验装置实现,也可在Proteus 软件中仿真模拟); 5.有程序运行结果的截屏图片。

推荐-单片机课程设计多功能定时器 精品 精品

单片机课程设计 多功能定时器 一、设计目的: 1、在理论学习的基础上,通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具 有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用; 2、能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识, 在软件编程、排错调试、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高; 3、使学生增进对单片机的感性认识,加深对单片机理论方面的理解。使学生掌 握单片机的内部功能模块的应用,如定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口、串行口通信等; 4、使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现,为以后 设计和实现单片机应用系统打下良好基础。 二、设计功能说明 数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒,数字显示的计时装置,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表的报时功能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品,本设计可实现如下功能: 1、使用实时时钟芯片写入及读取时间 2、用LCD显示,可显示年、月、日、时、分、秒、星期、农历日期、节日 3、选择蜂鸣器电路,实现两个闹钟设置和事件提示功能 4、实现时钟校正功能,12小时/24小时切换功能 5、显示当前时间为上午时间或下午时间 6、整点报时功能 按键功能如下: 1、对显示时间的设置 按键0:进入设置模式,实现秒(S)、分(M)、时(H)、年(Y)、月(m)、日(D)、星期(W)设置的切换,并在LCD右下角显示所设置的项目,当各项目设置完毕后,再按下按键0则返回主界面正常显示时间; 按键1:每按一次按键1,对所设置的时间加1,当设置的时间超过它的最大值时,该项自动为0,例如:当设置秒为59时,秒自动清零; 按键2:每按一次按键:2,对所设置的时间减1,当设置的时间小于0时,该项自动为它的最大值; 按键3:设置完成后的确认键并可按此键中途退出设置,时间按用户设置值正常计时;

(完整版)基于51单片机的4人抢答器课程设计

基于51单片机的4人抢答器设计 设计要求: 以单片机为核心,设计一个4位竞赛抢答器:同时供4名选手或4个代表队比赛,分别用4个按钮S0~S3表示。 设置一个系统清除和抢答控制开关S,开关由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮,锁存相应的编号,并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由主持人设定(如30秒)。 当主持人启动“开始”键后,定时器进行减计时,同时扬声器发出短暂的声响,声响持续的时间为0.5s左右。 参赛选手在设定的时间内进行抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢答的时间,并保持到主持人将系统清除为止。 如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,系统报警并禁止抢答,定时显示器上显示00。 工作原理: 通过键盘改变抢答的时间,原理与闹钟时间的设定相同,将定时时间的变量置为全局变量后,通过键盘扫描程序使每按下一次按键,时间加1(超过30时置0)。同时单片机不断进行按键扫描,当参赛选手的按键按下时,用于产生时钟信号的定时计数器停止计数,同时将选手编号(按键号)和抢答时间分别显示在LED上。

#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar num; //定义中断变量,num计满20表示1秒时间到uchar num1; //十秒倒计时显示初始值 uchar flag1,flag2; //清零键及开始键按下标志位 uchar flag3,flag4=0; //定义键盘按下标志位 uchar code table[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f}; //数码管编码

基于单片机的电子时钟课程设计报告

目录 一、引言········ 二、设计课题········· 三、系统总体方案········· 四、系统硬件设计······ 1.硬件电路原理图 2.元件清单 五、系统软件设计········· 1.软件流程图 2.程序清单 六、系统实物图········ 七、课程设计体会········ 八、参考文献及网站········· 九、附录·········

一.引言 单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名,就是把中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等部件集成在一个芯片上。 基于单片机设计的数字钟精确度较高,因为在程序的执行过程中,任何指令都不影响定时器的正常计数,即便程序很长也不会影响中断的时间。 数字钟是采用数字电路实现对日期、时、分、秒,数字显示的计时装置,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表的报时功能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品,广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所,给人们的生活、学习、工作带来极大的方便。不仅如此,在现代化的进程中,也离不开电子钟的相关功能和原理,比如机械手的控制、家务的自动化、定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。而且是控制的核心部分。因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。 本设计使用12MHZ晶振与单片机AT89C51相连接,以AT89C51芯片为核心,采用动态扫描方式显示,通过使用该单片机,加之在显示电路部分使用HD74LS373驱动电路,实现在8个LED数码管上显示时间,通过4个按键进行调时、复位等功能,在实现各功能时数码管进行相应显示。软件部分用C语言实现,分为显示、延迟、调时、复位等部分。通过软硬件结合达到最终目的。

AT89C51单片机C实现简易计算器

AT89C51单片机简易计算器的设计 一、总体设计 根据功能和指标要求,本系统选用MCS-51系列单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路,实现对计算器的设计。具体设计如下:(1)由于要设计的是简单的计算器,可以进行四则运算,为了得到较好的显示效果,采用LCD 显示数据和结果。 (2)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键盘。 (3)执行过程:开机显示零,等待键入数值,当键入数字,通过LCD显示出来,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,当再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。 (4)错误提示:当计算器执行过程中有错误时,会在LCD上显示相应的提示,如:当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时,计算器会在LCD上提示溢出;当除数为0时,计算器会在LCD 上提示错误。 系统模块图:

二、硬件设计 (一)、总体硬件设计 本设计选用AT89C51单片机为主控单元。显示部分:采用LCD 静态显示。按键部分:采用4*4键盘;利用MM74C922为4*4的键盘扫描IC,读取输入的键值。 总体设计效果如下图:

(二)、键盘接口电路 计算器输入数字和其他功能按键要用到很多按键,如果采用独立按键的方式,在这种情况下,编程会很简单,但是会占用大量的I/O 口资源,因此在很多情况下都不采用这种方式,而是采用矩阵键盘的方案。矩阵键盘采用四条I/O 线作为行线,四条I/O 线作为列线组成键盘,在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为4×4个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。 矩阵键盘的工作原理: 计算器的键盘布局如图2所示:一般有16个键组成,在单片机中正好可以用一个P口实现16个按键功能,这种形式在单片机系统中也最常用。 图 2 矩阵键盘布局图 矩阵键盘内部电路图如图3所示:

单片机课程设计定时器控制4只LED滚动闪烁系统解析

目录

1设计目的 1.1设计目的 1、通过单片机课程设计,熟练掌握单片机C语言的编程方法,将理论联系到实践中去,提高我们的动脑和动手的能力。 2、通过定时器控制两个LED显示器显示10秒秒表系统的设计,掌握定时/计数器和LED显示器的使用方法,同时掌握简单程序的编写,最终提高我们的逻辑抽象能力。 1.2设计内容和要求 内容:设计一个能够控制两个LED显示器显示10秒秒表的模拟系统。 要求:利用单片机的定时器定时,控制LED显示器显示。 1.3 设计思路 1.先熟悉实验原理,了解4只LED滚动闪烁系统灯的工作过程,组成滚动闪烁系统需要的组件。 2.了解各个硬件的工作原理, 3.绘制电路原理图,编写程序,并进行仿真,基本实现LED滚动闪烁系统灯的功能。

2设计原理分析 2.1十秒秒表的系统设计 通过编写程序,实现对发光二极管的控制,来4只LED 滚动闪烁灯的管理。每延时一段时间,灯的显示情况都会按LED 灯的显示规律进行状态转换。采用单片机内部的I/O 口上的P0口中的4个引脚即可来控制4个LED 灯。 2.2十秒秒表的功能要求 本设计能模拟基本的LED 滚动闪烁系统,是用中断的方式定时控制LED 定的闪烁及滚动。 2.2.1计时显示 定时/计数器工作方式寄存器,定时器采用T0定时器0工作于模式2 位数:8位计数范围:0-255 具有自动加载功能 2.2.2中断设置 每累计若干次定时器中断才执行一次闪烁。 2.3定时器控制4只LED 滚动闪烁制系统的基本构成及原理 单片机设LED 灯闪烁系统,可用单片机直接控制信号灯的状态变化可以广泛的应用到商业和工业的流程控制测电路当中。 图2.1 系统的总体框图 据此,本设计系统以单片机为控制核心,连接成最小系统。系统的总体框图如上所示。因为它能够准确地划分成时钟频率,与UART(通用异步接收器/发送器)量常见的波特率相关。特别是较高的波特率(19600,19200),不管多么古怪的值,这些晶振都是准确,常被使用的。当定时器1被用作波特率发生器时,波特率工作于方式1和方式3是由定时器1 的溢出率和SMOD 的值(PCON.7------双倍速波特率)决定:

基于单片机STC89C52RC的八路抢答器课程设计报告75092282

基于单片机STC89C52RC的八路抢答器课程设计报告75092282

信息与电子工程学院 课程设计报告 课程单片机技术应用 设计题目基于单片机STC89C52RC的八路抢答器专业应用电子技术 班级11级4班 成员姓名学号分工成绩 软件部分 硬件部分

目录 一、课程设计概述.................................................................................................................... - 1 - 1.1课程设计背景 (1) 1.2课程设计内容 (1) 1.3课程设计技术指标 (1) 二、方案的选择及确定............................................................................................................ - 1 - 2.1方案一:集成数字电路 (1) 2.2方案二:单片机 (2) 2.3方案分析比较: (2) 三、硬件设计............................................................................................................................ - 3 - 3.1系统硬件设计 (3) 3.2复位电路的设计 (3) 3.3时钟电路设计 (3) 3.4显示电路设计 (4) 3.5按键电路设计 (5) 3.6报警电路设计 (6) 3.7电源模块设计 (7) 四、系统软件设计.................................................................................................................... - 7 - 4.1系统的功能流程 (7) 4.2主程序流程图 (7) 五、系统调试过程.................................................................................................................... - 9 - 5.1软件调试 (9) 5.2硬件调试 (10) 六、总结.................................................................................................................................. - 13 - 七、遇到的问题及解决方法.................................................................................................. - 13 - 八、参考文献.......................................................................................................................... - 13 - 九、附录.................................................................................................................................. - 14 - 9.1仪器与设备 (14) 9.2元器件清单 (14)

单片机课程设计--数字钟

单片机课程设计--数字钟 一、设计目的及意义 (1)巩固、加深和扩大51系列单片机应用的知识面,提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力; (2)培养针对课题需要,选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力,提高组成系统、编程、调试的动手能力; (3)对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉用51单片机做系统开发、研制的过程,软硬件设计的方法、内容及步骤 二、原理图设计中简要说明设计目的 (1)功能:24小时制时间显示,可随时进行时间校对调整,整点报时及闹钟功能。 (2)原理图中所使用的元器件功能在图中的作用 1.主要元件AT89C51 P3.2 /INT0(外部中断0) 定时器/计数器0溢出中断 2.LED及按键开关 用于时间的显示和设定 (3)各器件的工作过程及顺序 计时状态,AT89C51通过P1口持续向LED发送信号,使LED扫描显示刚前时分秒,当出现定时器/计数器0溢出中断时,时间加多1秒,AT89C51从P1口向LED输出新的时间;只按住SET UP键时,进入外部中断0,时间计数停止,通过点击按键H,M,S对时分秒进行调整,新的时间值送给了计时程序,松开SET UP键退出中断,回到计时状态; 按住SET UP键和ALARM键时,进入外部中断0,时间计数停止,通过点击按键H,M对时分进行闹钟定时,AT89C51记忆时分值,退出时先松开SET UP键再松开ALARM; 闹铃:当时间值和设定闹铃值一样时,进行闹铃一分钟。

(3)流程图 Y Y 按下设定键 N (4)程序清单 #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit wela1=P2^0; sbit wela2=P2^1; sbit wela3=P2^2; sbit wela4=P2^3; sbit wela5=P2^4; sbit wela6=P2^5; sbit dp= P1^7; sbit c0= P0^0; sbit c1= P0^1; sbit c2= P0^2; sbit c3= P0^3; sbit c4= P0^4; sbit c5= P0^5; 定时器溢出中断0 LED 扫描显示 初始设定 时间加1秒 外部中断0 按下闹钟? 时间调整 闹钟定时 时间相同? 闹铃

单片机课程设计——基于C51简易计算器

单片机双字节十六进制减法实验设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的双字节十六进制减法设计,可以完成计 算器的键盘输入,进行加、减、3位无符号数字的简单运算,并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑,首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机,输入采用5个键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计,再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C语言和汇编语言进行比较分析,针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现,最终选用KEIL公司的μVision3软件,采用汇编语言进行编程,并用proteus 仿真。 引言 十六进制减法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后,我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用,但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚,实际动手能力不够,因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论,还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计,使所学的知识更深一层的理解,十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件,编写和调试,最后仿真用户程序,来加深对单片机的认识,充分发挥学生的个人创新能力,并提高学生对单片机的兴趣,同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词:单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减

目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阴极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单.................................. 一、设计任务和要求

单片机的课程设计_30秒定时器

目录 一、篮球计时器作用 (1) 二、设计的具体实现 (1) 1.系统概述 (1) 1.1总体设计思路及方案 (1) 1.2流程图 (3) 1.3计数原理 (3) 1.4定时器工作方式 (4) 2.单元电路设计 (6) 2.1 8051单片机 (6) 2.2两个基本电路 (8) 2.3八段数码管的驱动方式.......................错误!未定义书签。 3.软件程序设计 (9)

单片机的定时器设计 一、篮球计时器的作用 在篮球比赛中,规定了球员的持球时间不能超过24秒,否则就视为犯规。本课程设计的“篮球竞赛24秒定时器”,可用于篮球比赛中对球员持球时间作24秒时间限制。一旦球员的持球时间超过了24秒,它自动报警,从而判定此球员犯规。 二、设计的具体实现 1.系统概述 1.1总体设计思路及方案 图1.1.1 总设计图

流程图:

最小系统,就是最简单的输出/输入构成,并且能实现最基本的运行条件,如应有供电、时钟附属电路等。单片机的最小系统包括晶振电路复位电路和电源,这时最小系统基本组成当然还可以添加矩阵键盘数码管等。 此实验的原理是,利用单片机的最小系统,通过锁存器74HC573控制数码管,来实现30秒定时器的功能。 图1.1.2最小系统 1.2计数原理 80C51单片机部设有两个16位的可编程定时器/计数器。在定时器/计数器中除了有两个16位的计数器之外,还有两个特殊功能寄存器(控制寄存器和方式寄存器)。 1.2.1定时器/计数器的结构 16位的定时/计数器分别由两个8位专用寄存器组成,即:T0由TH0和TL0构成;T1由TH1和TL1构成。每个寄存器均可单独访问。这些寄存器是用于存放定时或计数初值的。此外,其部还有一个8位的定时器方式寄存器TMOD和一个8位的定时控制寄存器TCON。这些寄存器之间是通过部总线和控制逻辑电路

单片机课程设计八位竞赛抢答器的设计

单片机原理及接口技术 课程设计 八位竞赛抢答器的设计 姓名: 学号: 指导教师: 院系(部所):机电工程学院 专业:机械设计制造及其自动化 完成日期:2012年12月20日

摘要 随着单子技术的飞速发展,基于单片机的控制系统已广泛应用与工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业,微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心,代替了传统的控制系统的常规电子线路。本设计是以八路抢答为基本理念。考虑到需设定限时回答的功能呢个,利用AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统,利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,同时使数码管能够正确地显示时间和抢答的号码。用开关做键盘输出,扬声器发生提示,并且有警告灯显示,正常工作时为绿灯,报警或抢答等违规信号时则出现红灯。 关键词:AT89C51;抢答器;计数器

目录 1概述 (1) 2 抢答器的硬件系统设计 (3) 2.1 系统整体方案设计 (3) 2.2 系统硬件组成 (3) 3 最小系统与主控模块的设计与实现 (5) 3.1 单片机最小硬件系统的组成简述 (5) 3.1.1 电源电路 (5) 3.1.2 时钟电路 (6) 3.1.3 复位电路 (7) 3.2 主流程图 (8) 4 模块的设计与实现 (9) 4.1 抢答电路的设计 (9) 4.2 锁存器74HC573 (9) 4.3 主持人控制电路与扬声器的设计...................... 错误!未定义书签。 4.4 显示电路的设计.................................... 错误!未定义书签。 5 软件的设计 (12) 5.1语言选择 (12) 5.2软件总体设计 (12) 总结 (13) 参考文献 (15) 致谢 (16) 附录 (17)

单片机课程设计数字电子钟[修改好的]

单片机技术课程设计说明书数字电子钟 院、部:电气与信息工程学院 学生姓名:郭红满 指导教师:王韧职称副教授 专业:通信工程 班级:1102 完成时间:2013-12-20

摘要 电子钟在生活中应用非常广泛,而一种简单方便的数字电子钟则更能受到人们的欢迎。所以设计一个简易数字电子钟很有必要。本电子钟采用ATMEL公司的AT89S52单片机为核心,使用12MHz 晶振与单片机AT89S52 相连接,通过软件编程的方法实现以24小时为一个周期,同时8位7段LED数码管(两个四位一体数码管)显示小时、分钟和秒的要求,并在计时过程中具有定时功能,当时间到达提前定好的时间进行蜂鸣报时。该电子钟设有四个按键K1、K2、K3和K4键,进行相应的操作就可实现校时、定时、复位功能。具有时间显示、整点报时、校正等功能。走时准确、显示直观、运行稳定等优点。具有极高的推广应用价值。 关键词电子钟;AT89S52;硬件设计;软件设计

ABSTRACT Clock is widely used in life, and a simple digital clock is more welcomed by people. So to design a simple digital electronic clock is necessary.The system use a single chip AT89S52 of ATMEL’s as its core to control The crystal oscillator clock,using of E-12MHZ is connected with the microcontroller AT89S52, through the software programming method to achieve a 24-hour cycle, and eight 7-segment LED digital tube (two four in one digital tube) displays hours, minutes and seconds requirements, and in the time course of a timing function, when the time arrived ahead of scheduled time to buzz a good timekeeping. The clock has four buttons K1, K2, K3 and K4 key, and make the appropriate action can be achieved when the school, timing, reset. With a time display, alarm clock settings, timer function, corrective action. Accurate travel time, display and intuitive, precision, stability, and so on. With a high application value. Key words Electronic clock;AT89S52;Hardware Design;Software Design

单片机课程设计——基于C51简易计算器

单片机十进制加法计算器设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的十进制计算器系统设计,可以完成计 算器的键盘输入,进行加、减、乘、除3位无符号数字的简单四则运算,并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑,首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机,输入采用4×4矩阵键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计,再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C 语言和汇编语言进行比较分析,针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现,最终选用全球编译效率最高的KEIL公司的μVision3软件,采用汇编语言进行编程,并用proteus仿真。 引言 十进制加法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后,我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用,但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚,实际动手能力不够,因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论,还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计,使所学的知识更深一层的理解,十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件,编写和调试,最后仿真用户程序,来加深对单片机的认识,充分发挥学生的个人创新能力,并提高学生对单片机的兴趣,同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词:单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减乘除

目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阳极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单..................................

单片机课程设计音乐闹钟定时器

目录: 0、任务书 (2) 1、系统总体设计方案规划与选定 (2) 2、硬件设计 (5) 3、软件设计 (6) 4、调试 (8) 5、新增功能及实现方法 (8) 6、小结与体会 (9) 7、参考文献 (9) 8、附录 (10)

0.任务书 基于51单片机设计一个电子数字钟,显示时、分、秒,且具有闹钟功能。用8255接口实现4*8键盘及8位LED显示。 32个键:0~9共10个键,调时(设置当前时间)键;设定闹钟(定时)键;走时键;光标左右移动各一个键。 要求键复位后,应该最后面的LED上显示H(待命状态)。 1. 系统总体设计方案规划与选定 1.1主控制芯片选择 方案一:采用ARM微处理,做主控芯片,计算速度快,缺点;成本高,控制较复杂,不容易焊接。 方案二:采用80C51单片机做主控制器,由单片机来完成采集和信号处理等底层的核心计算,做主控芯片,成本低,易控制,易实现。 经过以上两个方案比较,在此题方案二明显优于方案一,故采用80C51单片机做主控制器。 1.2定时模块选择 方案一:采用时钟芯片DS1302。 DS1302 可以用于数据记录,特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录,能实现数据与出现该数据的时间同时记录,且较单片机计时简单节约硬件资源,但存在时钟精度不高,易受环境影响,出现时钟混乱等缺点。 方案二:采用单片机内部的定时系统,外接晶振进行分频脉冲计数。

此系统采用12MHz晶振。 由于方案二使用简单,比方案一更适用该系统设计,所以选择方案二。 1.3 LED显示及计时模块选择 方案一:74LS192计数器——74LS47七点显示译码器 74LS192芯片是一块可预置数可逆计数芯片,功能强大。将74LS192芯片CPU引脚接高电平可实现减法计数,以倒计时显示。可通过74LS47与LED共阳极数字显示器配合使用。 方案二:使用移位寄存器74HC595与译码器相连 74HC595具有8位移位寄存器和一个存储器,使用时可直接与数字显示器相连。 方案三:使用8255扩展LED显示计时模块 8255是一个可编程并行接口芯片,有一个控制口和三个8位数据口,外设通过数据口与单片机进行数据通信,各数据口的工作方式和数据传送方向是通过用户对控制口写控制字控制的。我们用到了A与B口分别进行对数码显示管的片选和段选,且B口同时作为键盘扫描模块的输入口,与数码显示模块分时复用。故采用方案三 1.4蜂鸣器的选择 方案一:电磁式蜂鸣器 电磁式蜂鸣器主要是利用通电导体会产生磁场的特性,用一个固定的永久磁铁与通电导体产生磁力推动固定在线圈上的鼓膜。电磁式由于音色好,所以多用于语音、音乐等设备。对于不同提示音且考虑实际,此种较好。 方案二: 压电式蜂鸣器

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