简易计算器系统设计

目录

课程设计任务书.................................................................................I 摘要 (1)

关键词 (1)

引言 (2)

1 课程设计用的仪器和器件 (3)

1.1 单片机的选择方案和论证 (3)

1.2 显示器的选择方案和论证 (3)

1.3 按键部分的选择方案和论证 (3)

2课程设计方法和内容 (3)

3 元件介绍 (4)

3.1 STC89C51单片机特点及引脚图 (4)

3.2 LCD1602液晶显示器 (5)

3.2.1LC D1602基本组成 (5)

3.2.2 LCD1602基本参数及引脚功能 (6)

3.2.3LCD1602指令说明及时序 (6)

4系统概述 (7)

4.1系统设计结构图 (7)

4.2 简易计算器工作流程 (7)

5系统硬件设计 (7)

5.1时钟电路 (8)

5.2复位电路 (8)

5.3键盘电路 (9)

5.4显示电路 (9)

6 程序流程图 (10)

7.课程设计总结 (11)

参考文献 (12)

附录 (13)

简易计算机系统设计

简易计算器系统设计

摘要：本文主要介绍了简易计算器系统设计，用51单片机作为主控芯片，通过矩阵键盘作为输入，计算器可以进行2位数的四则运算。在设计过程中，选择STC89C51系列单片机，单片机通过采集键盘上的输入，自行判断运算数字和运算法则。同时将输入的结果和运算结果通过1602显示屏输出。简易计算器的设计，极大的降低了人们的计算量，尤其在大数据的计算上有明显的优势，计算器还具有连续计算功能，能提高人们的工作效率。

关键词：单片机；矩阵键盘；1602显示；

The Design Of Simple Calculator System

Abstract：This paper mainly introduces the design of simple calculator system ,the system chooses the 51 single chip microcomputer as main control chip and uses the matrix keyboard as input, the calculator can compute in 2 digits. The design process chooses STC89C51 microcontroller series and the single-chip microcomputer judge crunching Numbers and algorithms automatically through acquisition on the keyboard input,.At the same time 1602 display can output the input results and computation results .The design of simple calculator greatly reduces the burden of the human’s computing especially in the big data’compution and the calculator can also compute continuously in that enhance people's working efficiency.

Key words: singlechip；matrix keyboard；1602display；

引言

当今时代，是一个新技术层出不穷的时代。在电子领域，尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。过去习惯于传统电子领域的工程师、技术员正面临着全新的挑战，如不能在较短时间内学会单片机，势必会被时代所遗弃，只有勇敢地面对现实，挑战自我，加强学习，争取在较短的时间内将单片机技术融会贯通，才能跟上时代的步伐。

它所给人带来的方便也是不可否定的，它在一块芯片内集成了计算机的各种功能部件，构成一种单片式的微型计算机。20世纪80年代以来，国际上单片机的发展迅速，其产品之多令人目不暇接，单片机应用不断深入，新技术层出不穷。20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

本次做的计算器是以单片机STC89C51为核心结合相关的元器件LCD1602液晶、矩阵键盘等再配以相关的程序达到制作计算器的目的电子计算器是日常生活中常用的电子计算仪器广泛应用于超市、大中型商场、大小企业。电子计算器具有精度高、体积小、应用范围广、易于操作使用等优点。

目前科技的进步告别了以前复杂的模拟电路一块几平方厘米的单片机可以省去很多繁琐的电路。现在应用较广泛的是科学计算器与我们日常所用的简单计算器有较大差别除了能进行加减乘除科学计算器还可以进行正数的四则运算和乘方、开方运算具有指数、对数、三角函数、反三角函数及存储等计算功能。未来的智能化计算器将是我们的发展方向,所以对计算器的研究十分有意义。综述国内外有关本课题的研究进展状况。随着社会的不断发展科技的不断创新。计算器已在数十年间遍布千家万户。计算器拥有几百年历史，1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学世界上第一台电子计算器ENIAC 正式投入了运行。数学家把“智慧”给了电子计算器，电子计算器将使数学家变得更加聪明。而且电子计算器不仅是一种工具，它与其它的工具都不相同，电子计算器是人脑的一个侧面的延伸。因为电子计算器不仅具有非凡的计算能力，速度之快令人望尘莫及而且还能够仿真人的某些思维功能按照一定的规则进行逻辑判和逻辑推理代替人的部分脑力劳动。1976年数学家凭借电子计算器去证明四色定理“依靠机器完成了人没有能够完成的事情”轰动了整个国际数学界。

计算器的未来是小型化和轻便化,现在市面上出现的使用太阳能电池的计算器,使用ASCII码设计的计算器,如使用纯软件实现的计算器等未来的智能化计算器将是我们的发展方向更希望成为应用广泛的计算工具。

简易计算机系统设计

1 课程设计用的仪器和器件

1.1 单片机的选择方案与论证

方案一：采用STC89C51单片机。STC89C51单片机是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，而且价格优惠。STC89C51使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C51单片机为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

方案二：采用STC12C5A60S2系列单片机。STC12C5A60S2系列单片机是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容8051，但速度快8~12倍。内部集成MAX810专用复用电路，2路PWM，8路10位高速A/D转换（80K/S），针对电机控制，强干扰场合。STC12C5A60S2系列单片机适合程序大，储存器容量大使用，但价格较昂贵。

由于STC89C51价格实惠，又可实现系统需要，因此采用方案一。

1.2 显示器的选择方案和论证

方案一：使用8位LED数码管来做显示。LED显示器是由发光二极管显示字段组成的显示器件，在单片机应用系统中通常使用的是七段LED，这种显示器有共阴极和共阳极两种，它具有成本低廉、配置灵活和单片机接口方便等特点。

方案二：使用LCD1602液晶显示器来显示。液晶是介于固态和液态间的有机化合物，将其加热会变成透明液态，冷却后变成结晶的混作固态。在电极的作用下，产生冷热变化，从而影响它的透光性，来达到显示的目的。LCD1602液晶显示器还具有以下几个优点：低压、微功耗、显示信息量大、长寿命、无辐射、无污染。

考虑到是否能清晰地实现本系统的要求，我们决定采用方案二实现本系统的显示功能。

1.3 按键部分的选择方案和论证

方案一：使用独立式键盘。对于独立式键盘来说，当某个按键按下时，对应的单片机I/O口线为低电平，反之为高电平，但会占用大量的I/O口。

方案二：使用矩阵式键盘。矩阵式键盘不会占用很多的I/O口，是一种比较节省资源的方法。

为了能减少所占用的I/O口，我们采用方案二。

2 课程设计方法和内容

设计一个可以进行2位数四则运算的计算器，要求：

1、用按键输入数和运算符号；

2、用LED显示运算过程和结果（十进制数）；

3、可以表示出当前的运算类型；

4、具有清零和复位功能；

5、具有连续运算功能。

3 元件介绍

3.1 STC89C51单片机特点及引脚图

STC89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。STC89C51使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，STC89C51拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使STC89C51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

STC89C51具有以下标准功能：

与MCS51兼容；

8K支持在线编程(ISP)的FLASH结构程序存储器，1000次擦写寿命；

工作电压为4.0V~5.5V；

全静态工作：0~24MHz；

3级程序安全加密保护；

256*8位内部RAM；

32个可编程I/O端口；

3个16位定时器/计数器；

8个中断源；

一个全双工异步串口；

支持低功耗及掉电模式；

高抗静电（ESD保护）；

宽温度范围，-40~85;

典型功耗低<0.1ua;

掉电模式可由外部中断唤醒

支持中断从掉电模式唤醒；

内置看门狗；双数据指针；

工业级产品，温度范围(-40°C到85°C)，PU为无铅环保产品。

另外，STC89C51可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。其PDIP图如下图3-1所示：

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图3-1 单片机示意图

3.2 LCD1602液晶显示器

3.2.1 LCD1602基本组成LCD1602液晶显示器用5*7点阵图形来显示西文字符，有阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用符号等。单片机通过写控制方式访问驱动控制器来实现对显示屏的控制。LCD主要由3个部分组成：LCD控制器、LCD驱动器、LCD 显示装置。如图3-2所示。

图3-2 LCD示意图

3.2.2 LCD1602基本参数及引脚功能LCD1602分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780。

1、主要技术参数

显示容量：16×2个字符

芯片工作电压：4.5—5.5V

工作电流：2.0mA(5.0V)

模块最佳工作电压：5.0V

字符尺寸：2.95×4.35(W×H)mm

在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。

2、引脚功能说明

LCD1602采用标准的16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表3-1所示。

表3-1 LCD1602引脚功能说明

3.23 LCD1602的指令说明及时序

1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表3-2所示。

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4 系统概述

4.1 系统设计结构图

简易计算器主要由STC89C51主控制器、键盘电路、显示电路等部分组成。其中键盘电路用于数字法号的输入，进行加减乘除运算。简易计算器的系统设计结构图如4-1所示。

图4-1 系统结构图

4.2 简易计算器工作流程

1、上电后，屏幕初始化，显示Welcome comments of teachers 。

2、5S 后清屏，开始进入计算。

3、计算。按下0~9中的数字键，屏幕显示要运算的第一个数值，再按下“+ - * /”中一个符号键，然后再按下数字键，屏幕显示要运算的第二个数值，最后按下“=”键，屏幕显示计算结果。

4、再次计算时，先按下清除键“ON/C ”，清除屏幕上的计算结果，再重新计算。

5 系统硬件设计

简易计算器电路由单片机最小系统、时钟电路、4*4矩阵式键盘、LCD1602液晶显示器等组成。其原理图如图5-1所示。

图5-1 计算器电路图

5.1 时钟电路

在MCS －51单片机片内有一个高增益的反相放大器，反相放大器的输入端为

XTAL1，输出端为XTAL2，由该放大器构成的振荡电路和时钟电路一起构成了单片机的时钟方式。根据硬件电路的不同，单片机的时钟连接方式可分为内部时钟方式和外部时钟方式。我们采用内部时钟方式，如图5-2所示。

图5-2 晶振振荡电路

在内部方式时钟电路中，必须在X1和X2引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个微调电容构成振荡电路，C1和C2取30pF左右，晶振的频率取值范围1.2MHz~12MHz。根据实际情况，本设计采用12MHz作为系统的外部晶振，电容值取22pF。

5.2 复位电路

单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。无论是单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位。所以，必须弄清楚MCS-51单片机复位的条件、复位电路和复位后的状态。如图5-3

图5-3 复位电路

单片机复位的条件是：必须使RST/Vpd或RST引脚（9脚）加上持续两个机器周期（即24个振荡周期）的高电平。例如，若时钟频率为12MHz,每机器周期为1us，则只需2us以上时间的高电平。在RST引脚出现高电平后的第二个周期执行复位。单片机常见的复位电路有上电复位电路和按键复位电路。为了方便系统的硬件初始化，我们采用按键复位电路。

按键复位电路除具有上电复位功能外，若要复位，只需要按下S22键，在RST端产生一个复位高电平。

5.3 键盘电路

在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，

简易计算机系统设计

如图5-4所示。

图5-4 矩阵键盘电路

在矩阵式键盘电路中，行连接线和列连接线分别占用4条I/O口线，共连接16个按键。行线连接的接口为输入口，用于输入按键的行位置信息，列线连接的接口为输出口，用于输出扫描电平。

5.4 显示电路

显示电路由液晶显示器LCD1602取代普通的数码管完成。P0口作为液晶显示的数据端口，P3.4、P3.5、P3.6作为其控制端口，控制LCD液晶显示屏显示输出数据。其电路如图5-5所示。

图5-5 LCD电路

6 程序流程图

系统软件设计设计程序时，首先初始化参数，送LED低位显示“Welcome comments

of teachers”，高位不显示。延时5S后清屏，按下数字键输入数值，在LCD1602显示，然后按下“+ - / *”符号键，再输入数值并在LED显示器上显示，最后按下“=”键得出运算结果。若再次计算，需按下清除键“ON/C”清屏后再按数字键输入数值开始计算。程序流程图如6-1所示。

图6-1 程序流程图

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7 课程设计总结

本课程设计实现了一个简易计算器设计与制作，利用到了STC89C51、矩阵键盘、LCD1602显示器等，通过C语言编译的程序实现计算功能。计算器实现的是将输入的数字及四则运算显示在LCD中。这是一个非常基础的实验，在很多中型或大型的实验中，例如倒计时钟、交通灯实验中都需要实现这一部分的功能。因此力求做到简洁和容易实现，并需要有较好的可移植性，可以比较容易的移植到其它复杂的程序。

这次课程设计锻炼了我多方面的能力。在考虑逻辑图的具体设计方案时，经过查找各种资料先选出可用的芯片，最后通过比较他们的技术参数、特点及性价比等选出最适合本设计的硬件搭配。简易计算器的设计，掌握了单片机中常用接口电路的应用和设计技术，了解了LCD显示器的显示原理。在写控制程序前，首先应该准备好设计思路和画流程图，流程图的设计可以使我更有针对性的编写程序，可以有效的避免和及时发现错误。

通过本次设计，我最深的感触就是处理问题不要急于求成，要不断的对问题进行思考，以减少失败的概率。对任何实际问题的处理，都是建立在我们所学的基础知识之上，只有牢固熟练的掌握了基础知识，才能够对问题的解决有个宏观准确的把握，找到解决问题的切入点，攻克难点。同时要有严谨的态度，对问题的思考不要畏难，因为任何一点小的思路的错误或者语法的错误，都会导致功能不能实现。

参考文献：

[1] 张永格.单片机C语言应用技术与实践[M].2版.北京：北京交通大学出版社，2009

[2] 胡辉.单片机原理与应用[M]. 第6版. 北京中国水利水电出版社.2007年

[3] 王东锋,董冠强.单片机C语言应用100例[M]. 第2版. 电子工业出版社.2009年

[4] 郭惠,吴迅. 单片机C语言程序设计完全自学手册[M]. 第3版. 电子工业出版社.2008年.

[5] 国兵.模拟电子技术[M]. 第2版.高等教育出版社. 2008.

附录

#include"reg52.h"

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar code table2[]="Welcome comments" ;//“欢迎老师点评！”英文字样

uchar code table3[]=" of teachers! ";//“欢迎老师点评！”英文字样

uchar code table4[]="0"; //初始化

sbit busy=P0^7;

void delay(uint z)

{

uint x,y;

for(x=z;x>0;x--)

for(y=110;y>0;y--);

}

char i,j,temp,num;

long a,b,c; //a,第一个数b,第二个数c,得数

uchar flag,fuhao;//flag表示是否有符号键按下，fuhao表征按下的是哪个符号

uchar code table[]={7,8,9,0,4,5,6,0,1,2,3,0,0,0,0,0};

uchar code table1[]={7,8,9,0x2f-0x30,4,5,6,0x2a-0x30,1,2,3,0x2d-0x30,0x01-0x30,0,0x3d-0x30,0x2b-0x 30}; //按键显示编码表

sbit lcden=P3^6;

sbit lcdwrite=P3^5;

sbit lcdrs=P3^4;

//lcd的写指令

void write_com(uchar com)

{

lcdrs=0;

lcden=0;

P0=com;

delay(1);

lcden=1;

delay(1);

lcden=0;

}

//lcd的写数据

void write_date(uchar da)

{

lcdrs=1;

lcden=0;

P0=da;

delay(1);

lcden=1;

delay(1);

lcden=0;

}

//初始化

void init() //初始化

{

uchar num;

简易计算机系统设计

num=-1;

lcdwrite=0;

lcden=0;

write_com(0x38);

write_com(0x0c);

write_com(0x06);

write_com(0x01);

for (num=0;num<16;num++)

{

write_date(table2[num]);

delay(5);

}

write_com(0x80+0x40);

for (num=0;num<16;num++)

{

write_date(table3[num]);

delay(5);

}

delay(5000);//延时5s

write_com(0x01);

i=0;

j=0;

a=0; //第一个参与运算的数

b=0; //第二个参与运算的数

c=0;

flag=0; //flag表示是否有符号键按下，

fuhao=0; // fuhao表征按下的是哪个符号

}

void keyscan() // 键盘扫描程序

{

P1=0xfe;

if(P1!=0xfe)

{

delay(10); //延迟20ms

if(P1!=0xfe)

{

temp=P1&0xf0;

switch(temp)

{

case 0xe0:num=0; break;

case 0xd0:num=1; break;

case 0xb0:num=2; break;

case 0x70:num=3; break;

}

}

while(P1!=0xfe);

if(num==0||num==1||num==2)//如果按下的是'7','8'或'9 {

if(j==1)//确认一次计算完毕，清屏

{ write_com(0x01);

j=0;

}

if(flag==0)//没有按过符号键

{

a=a*10+table[num];

}

else//如果按过符号键

{

b=b*10+table[num];

}

}

else//如果按下的是'/'

{

flag=1;

fuhao=4;//4表示除号已按

}

i=table1[num];

write_date(0x30+i);

}

P1=0xfd;

if(P1!=0xfd)

{

delay(5);

if(P1!=0xfd)

{

temp=P1&0xf0;

switch(temp)

{

case 0xe0:num=4; break;

case 0xd0:num=5; break;

case 0xb0:num=6; break;

case 0x70:num=7; break;

}

}

while(P1!=0xfd);

if(num==4||num==5||num==6)//如果按下的是'4','5'或'6' {

if(j==1)

{

write_com(0x01);

j=0;

}

if(flag==0)//没有按过符号键

{

a=a*10+table[num];

}

else//如果按过符号键

{

b=b*10+table[num];

}

简易计算机系统设计}

else//如果按下的是'X'

{

flag=1;

fuhao=3;//3表示乘号已按

}

i=table1[num];

write_date(0x30+i);

}

P1=0xfb;

if(P1!=0xfb)

{

delay(10);

if(P1!=0xfb)

{

temp=P1&0xf0;

switch(temp)

{

case 0xe0:num=8; break;

case 0xd0:num=9; break;

case 0xb0:num=10; break;

case 0x70:num=11; break;

}

}

while(P1!=0xfb);

if(num==8||num==9||num==10)//如果按下的是'1','2'或'3' {

if(j==1)

{

write_com(0x01);

j=0;

}

if(flag==0)//没有按过符号键

{

a=a*10+table[num];

}

else//如果按过符号键

{

b=b*10+table[num];

}

}

else if(num==11)//如果按下的是'-'

{

flag=1;

fuhao=2;//2表示减号已按

}

i=table1[num];

write_date(0x30+i);

}

P1=0xf7;

if(P1!=0xf7)

{

delay(5);

if(P1!=0xf7)

{

temp=P1&0xf0;

switch(temp)

{

case 0xe0:num=12; break;

case 0xd0:num=13; break;

case 0xb0:num=14; break;

case 0x70:num=15; break;

}

}

while(P1!=0xf7);

switch(num)

{

case 12://按下的是"清零"

{

write_com(0x01);

a=0;

b=0;

flag=0;

fuhao=0;

}

break;

case 13://按下的是"0"

{

if(flag==0)//没有按过符号键

{

a=a*10;

write_date(0x30);

}

if(flag==1)//如果按过符号键

{

b=b*10;

write_date(0x30);

}

}

break;

case 14:

{

j=1;

if(fuhao==1)

{

write_com(0x80+0x4f);//按下加号键，光标前进至第二行最后一个显示处

write_com(0x04); //设置从后住前写数据

c=a+b;

while(c!=0)

{

write_date(0x30+c%10);

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c=c/10;

}

write_date(0x3d); //写"="

a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;

}

else if(fuhao==2)

{

write_com(0x80+0x4f);//按下减号按键

write_com(0x04); //设置从后住前写数据

if(a-b>0)

c=a-b;

else

c=b-a;

while(c!=0)

{

write_date(0x30+c%10);

c=c/10;

}

if(a-b<0)

write_date(0x2d); //写负号"-"

write_date(0x3d); //再写"="

a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;

}

else if(fuhao==3)//按下乘号按键

{

write_com(0x80+0x4f);

write_com(0x04);

c=a*b;

while(c!=0)

{

write_date(0x30+c%10);

c=c/10;

}

write_date(0x3d);

a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;

}

else if(fuhao==4)//按下除号按键

{

write_com(0x80+0x4f);

write_com(0x04);

i=0;

c=(long)(((float)a/b)*1000);

while(c!=0)

{

write_date(0x30+c%10);

c=c/10;

i++;

if(i==3) //精确到小数点后三位write_date(0x2e); //写小数点

}

if(a/b<=0)

write_date(0x30);

write_date(0x3d);

a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;

}

}

break;

case 15:

{

write_date(0x30+table1[num]);flag=1;fuhao=1;

}

break;

}

}

}

main()

{

init();

while(1)

{

keyscan();

}

}

计算器模拟系统设计-毕业设计

计算器模拟系统设计 学生：XXX 指导教师：XXX 内容摘要：本设计是基于51系列的单片机进行的简易计算器系统设计，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。硬件选择AT89C51单片机和 74lS164，输入用4×4矩阵键盘。显示用5位7段共阴极LED静态显示。软件从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。选用编译效率最高的Keil 软件用汇编语言进行编程，并用proteus仿真。 关键词：LED 计算器 AT89C51芯片 74LS164

Calculator simulation system desig n Abstract:The design is a simple calculator based on 51 series microcontroller system design, to complete the calculator keyboard input, add, subtract, multiply, and in addition to three unsigned numeric simple four operations, and the corresponding result will be displayed on the LED. The design process of hardware and software aspects of the synchronous design. Hardware choose AT89C51 microcontroller and 74ls164--enter the 4 × 4 matrix keyboard. Static display with five 7-segment common cathode LED display. Software calculator function from the analysis, flow charts, design, and then program the preparation of system design. Selected to compile the most efficient Keil software in assembly language programming, and with proteus simulation. Keywords: LED calculator AT89C51 chip 74LS164

简易计算器的设计与实现

沈阳航空航天大学 课程设计报告 课程设计名称：单片机系统综合课程设计课程设计题目：简易计算器的设计与实现 院（系）： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 完成日期：

沈阳航空航天大学课程设计报告 目录 第1章总体设计方案 (1) 1.1设计内容 (1) 1.2设计原理 (1) 1.3设计思路 (2) 1.4实验环境 (2) 第2章详细设计方案 (3) 2.1硬件电路设计 (3) 2.2主程序设计 (7) 2.2功能模块的设计与实现 (8) 第3章结果测试及分析 (11) 3.1结果测试 (11) 3.2结果分析 (11) 参考文献 (12) 附录1 元件清单 (13) 附录2 总电路图 (14) 附录3 程序代码 (15)

第1章总体设计方案 1.1 设计内容 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1位无符号数字的简单四则运算，并在6位8段数码管上显示相应的结果。 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8751单片机，输入采用4×4矩阵键盘。显示采用6位8段共阳极数码管动态显示。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，最终选用汇编语言进行编程，并用protel99se涉及硬件电路。 1.2 设计原理 在该课程设计中，主要用到一个8751芯片和串接的共阳数码管,和一组阵列式键盘。作为该设计的主要部分，下面将对它们的原理及功能做详细介绍和说明。 1)提出方案 以8751为核心，和数码管以及键盘用实验箱上已有的器件实现计算器的功能。 2) 总体方案实现 (1)要解决键值得读入。先向键盘的全部列线送低电平，在检测键盘的行线，如果有一行为低电平，说明可能有按键按下，则程序转入抖动检测---就是延时10ms再读键盘的行线，如读得的数据与第一次的相同，说明真的有按键按下，程序转入确认哪一键按下的程序，该程序是依次向键盘的列线送低电平，然后读键盘的行线，如果读的值与第一次相同就停止读，此时就会的到键盘的行码与列码

android简单计算器课程设计

摘要 Android是当今最重要的手机开发平台之一，它是建立在Java基础之上的，能够迅速建立手机软件的解决方案。Android的功能十分强大，成为当今软件行业的一股新兴力量。Android基于Linux平台，由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，具有以下5个特点：开放性、应用程序无界限、应用程序是在平等条件下创建的，应用程序可以轻松的嵌入网络、应用程序可以并行运行。而简单计算器又是手机上必备的小程序，所以此次创新实践很有意义。并且具有很强的使用性。 关键字：Android Java基础计算器

目录 第1章开发工具与环境 (1) 1.1 Android平台 (1) 1.2 Java开发环境 (1) 1.3 Eclipse (1) 1.4 Android程序基础—Android应用程序的构成 (2) 第2章系统分析与设计 (4) 2.1系统的可行性分析 (4) 2.2 系统的需求分析 (4) 2.3 系统的优势 (4) 2.4 系统的流程图 (5) 第3章系统详细设计 (6) 3.1 动作Activity (6) 3.2 布局文件XML (6) 3.3 Activity的详细设计 (7) 3.2 布局文件XML的详细设计 (21) 3.2 系统的运行结果 (24) 结论 (25) 参考文献 (26)

第1章开发工具与环境 1.1 Android平台 1.谷歌与开放手机联盟合作开发了Android, 这个联盟由包括中国移动、摩托罗拉、高通、宏达和T-Mobile在内的30多家技术和无线应用的领军企业组成。 2.Android是一个真正意义上的开放性移动设备综合平台。通过与运营商、设备制造商、开发商和其他有关各方结成深层次的合作伙伴关系，来建立标准化、开放式的移动电话软件平台，在移动产业内形成一个开放式的生态系统，这样应用之间的通用性和互联性将在最大程度上得到保持。 3.所有的Android应用之间是完全平等的。 4.所有的应用都运行在一个核心的引擎上面，这个核心引擎其实就是一个虚拟机，它提供了一系列用于应用和硬件资源间进行通讯的API。撇开这个核心引擎，Android的所有其他的东西都是“应用”。 5.Android打破了应用之间的界限，比如开发人员可以把Web上的数据与本地的联系人，日历，位置信息结合起来，为用户创造全新的用户体验。 1.2 Java开发环境 Java技术包含了一个编程语言及一个平台。Java编程语言具有很多特性，如面向对象、跨平台、分布式、多线程、解释性等等。Java编程语言起源于Sun公司的一个叫“Green”的项目，目的是开发嵌入式家用电器的分布式系统，使电气更加智能化。1996年1月发布了JDK1.1版本，一门新语言自此走向世界。之后，1998年12月发布了1.2版本，2002年2月发布1.4版本，2004年10月发布1.5版本（5.0），2006年12月发布1.6（6.0）版本，这是目前的最新版本。Java1.2版本是一个重要的版本，基于该版本，Sun将Java技术分为J2SE、J2ME、J2EE,其中J2SE为创建和运行Java程序提供了最基本的环境，J2ME与J2EE 建立在J2SE的基础上，J2ME为嵌入式应用（如运行在手机里的Java程序）提供开发与运行环境，J2EE为分布式的企业应用提供开发与运行环境。 1.3 Eclipse

基于单片机的简易计算器设计

目录 引言 (1) 第一章设计原理及要求 (2) 1.1设计方案的确定 (2) 1.2系统的设计方案 (2) 1.3系统的设计要求 (2) 第二章硬件模块设计 (4) 2.1单片机AT89C51 (4) 2.1.1 AT89C51芯片的特点 (5) 2.1.2 管脚说明 (5) 2.1.3 振荡器特性 (7) 2.1.4 芯片擦除 (7) 2.2键盘控制模块 (7) 2.2.1 矩阵键盘的工作原理 (8) 2.2.2 键盘电路主要器件介绍 (8) 2.3LCD显示模块 (10) 2.3.1 显示电路 (11) 2.3.2 LCD1602主要技术参数 (11) 2.3.3 引脚功能说明 (11) 2.4运算模块（单片机控制） (12) 第三章软件设计 (14) 3.1功能介绍 (14) 3.2系统流程图 (14) 3.3程序 (16) 第四章系统调试 (17) 4.1软件介绍 (17) 4.1.1 Keil uVision2仿真软件简介 (17) 4.1.2 protues简介 (17)

4.2软件调试 (18) 4.2.1 软件分析及常见故障 (18) 4.2.2 仿真结果演示 (20) 4.3硬件调试 (21) 结束语 (23) 参考文献 (24) 附录 (25) 致谢 (36)

引言 计算工具最早诞生于中国，中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策，也被叫做算筹。这种算筹多用竹子制成，也有用木头，兽骨充当材料的，约二百七十枚一束，放在布袋里可随身携带。另外直到今天仍在使用的珠算盘，是中国古代计算工具领域中的另一项发明，明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同。 17世纪初，西方国家的计算工具有了较大的发展，英国数学家纳皮尔发明的“纳皮尔算筹”，英国牧师奥却德发明了圆柱型对数计算尺，这种计算尺不仅能做加、减、乘、除、乘方和开方运算，甚至可以计算三角函数、指数函数和对数函数。这些计算工具不仅带动了计算器的发展，也为现代计算器发展奠定了良好的基础，成为现代社会应用广泛的计算工具。1642年，年仅19岁的法国伟大科学家帕斯卡引用算盘的原理，发明了第一部机械式计算器，在他的计算器中有一些互相联锁的齿轮，一个转过十位的齿轮会使另一个齿轮转过一位，人们可以像拨电话号码盘那样，把数字拨进去，计算结果就会出现在另一个窗口中，但是它只能做加减运算。1694年，莱布尼兹在德国将其改进成可以进行乘除的计算。此后，一直到20世纪50年代末才有电子计算器的出现。

AT89C51单片机简易计算器的设计

AT89C51单片机简易计算器的设计 单片机的出现是计算机制造技术高速发展的产物，它是嵌入式控制系统的核心，如今，它已广泛的应用到我们生活的各个领域，电子、科技、通信、汽车、工业等。本设计是基于51系列单片机来进行的数字计算器系统设计，可以完成计算器的键盘输入，进行加、减、乘、除六位数范围内的基本四则运算，并在LCD上显示相应的结果。设计电路采用AT89C51单片机为主要控制电路，利用MM74C922作为计算器4*4键盘的扫描IC读取键盘上的输入。显示采用字符LCD静态显示。软件方面使用C语言编程，并用PROTUES仿真。 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：

VerilogHDL简单计算器设计

目录 第一章设计目的及任务要求..................................................................................... 错误!未定义书签。 设计目的................................................... 错误!未定义书签。 设计任务................................................... 错误!未定义书签。 课设要求................................................... 错误!未定义书签。第二章设计思路............................................... 错误!未定义书签。 设计总体框图............................................... 错误!未定义书签。 设计原理................................................... 错误!未定义书签。 计算其原理............................................. 错误!未定义书签。 数码显示原理........................................... 错误!未定义书签。 八位数码管扫描的原理................................... 错误!未定义书签。第三章设计源程序及分析....................................... 错误!未定义书签。 计算器模块................................................. 错误!未定义书签。 计算器源程序........................................... 错误!未定义书签。 计算器程序分析......................................... 错误!未定义书签。 数码管显示部分...................................................................................................... 错误!未定义书签。 数码管显示源程序.......................................................................................... 错误!未定义书签。 数码管显示程序分析..................................................................................... 错误!未定义书签。 循环扫描模块........................................................................................................... 错误!未定义书签。 循环扫描程序................................................................................................... 错误!未定义书签。 循环程序分析................................................................................................... 错误!未定义书签。 总程序及其分析...................................................................................................... 错误!未定义书签。第四章时序仿真和结果验证..................................................................................... 错误!未定义书签。

简单计算器设计报告

简单计算器设计报告 045 一、基本功能描述 通过文本编辑框实现基本整数的加减乘除运算 二、设计思路 如下图是整个程序进行的流程图，基本方法是在ItemText文本编辑框输入字符，程序对字符进行判断，若输入不是数字则提示错误。输入正常时，通过下拉框ComboBox_InsertString 选择相应运算符。点击等号IDC_OK，即可得出运算结果。操作简便，算法简单。 三、软件设计 1、设计步骤 打开Microsoft Visual C++ 6.0,在文件中点击新建，在弹出框内选择MFC AppWizard[exe]工程，输入工程名zhoutong及其所在位置，点击确定 1

将弹出MFC AppWizard-step 1对话框，选择基本对话框，点击完成 MFC AppWizard就建立了一个基于对话窗口的程序框架

四、主要程序分析 1、字符判定函数 BOOL IsInt(TCHAR*str) { int i=atoi(str); TCHAR strtemp[256]; wsprintf(strtemp,"%i",i); if(strcmp(str,strtemp)!=0) { return FALSE; } Else { return TRUE; } } 该函数通过atoi把文本编辑框读取的字符转换为数字，再通过wsprintf把转换数字转换为字符，通过strcmp比较原字符和转换得来的字符。如相同返回true,不通则返回false. 3、运算符选择程序 BOOL Main_OnInitDialog(HWND hwnd, HWND hwndFocus, LPARAM lParam) { HWND hwndComboOP=GetDlgItem(hwnd,IDC_COMBOOP); ComboBox_InsertString(hwndComboOP,-1,TEXT("+")); ComboBox_InsertString(hwndComboOP,-1,TEXT("-")); ComboBox_InsertString(hwndComboOP,-1,TEXT("*")); ComboBox_InsertString(hwndComboOP,-1,TEXT("/")); return TRUE; } 3

简易计算器课程设计

评阅教师评语：课程设计成绩 考勤成绩 实做成绩 报告成绩 总评成绩指导教师签名： 课程设计报告 论文题目基于ARM的简易计算器设计 学院（系）：电子信息与自动化学院 班级：测控技术与仪器 学生姓名：同组同学： 学号：学号： 指导教师：杨泽林王先全杨继森鲁进时间：从2013年 6 月10 日到2013年 6 月28 日 1

目录 1、封面—————————————————————P1 2、目录—————————————————————P2 3、前言—————————————————————P3 4、关键字————————————————————P3 5、原理与总体方案————————————————P3 6、硬件设计———————————————————P6 7、调试—————————————————————P10 8、测试与分析——————————————————P11 9、总结—————————————————————P13

10、附件—————————————————————P14 前言 近几年，随着大规模集成电路的发展，各种便携式嵌入式设备，具有十分广阔的市场前景。嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。在嵌入式系统中，数据和命令通过网络接口或串行口经过ARM程序处理后，或显示在LCD上，或传输到远端PC上。 本文通过周立功的LPC2106芯片完成的简易计算器，正是对嵌入式应用的学习和探索。 一、摘要： 计算器一般是指“电子计算器”，是能进行数学运算的手持机器，拥有集成电路芯片。对于嵌入式系统，以其占用资源少、专用性强，在汽车电子、航空和工控领域得到了广泛地应用。本设计就是先通过C语言进行相应程序的编写然后在ADS中进行运行最后导入PROTUES进行仿真。最后利用ARM中的LPC2106芯片来控制液晶显示器和4X4矩阵式键盘，从而实现简单的加、减、乘、除等四则运算功能。 关键字：中断，扫描，仿真，计算 二、原理与总体方案： 主程序在初始化后调用键盘程序，再判断返回的值。若为数字0—9，则根据按键的次数进行保存和显示处理。若为功能键，则先判断上次的功能键，根据代号执行不同功能，并将按键次数清零。程序中键盘部分使用行列式扫描原理，若无键按下则调用动态显示程序，并继续检测键盘；若有键按下则得其键值，并通过查表转换为数字0—9和功能键与清零键的代号。最后将计算结果拆分成个、十、百位，再返回主程序继续检测键盘并显示；若为清零键，则返回主程序的最开始。 电路设计与原理：通过LPC2106芯片进行相应的设置来控制LCD显示器。 而通过对键盘上的值进行扫描，把相应的键值通过MM74C922芯片进行运算从而

基于LabVIEW的简易计算器设计

第1章绪论 1.1 虚拟仪器简介 虚拟仪器（virtual instrument）是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。上面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。 虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内，使用较为广泛的计算机语言是国NI公司的LabVIEW。 虚拟仪器的起源可以追溯到20世纪70年代，那时计算机测控系统在国防、航天等领域已经有了相当的发展。PC机出现以后，仪器级的计算机化成为可能，甚至在 Microsof t公司的 Windows 诞生之前，NI公司已经在Macintosh计算机上推出了LabVIEW2.0 以前的版本。对虚拟仪器和 LabVIEW [2]长期、系统、有效的研究开发使得该公司成为业界公认的权威。目前LabVIEW 的最新版本为 LabVIEW2011，LabVIEW 2009 为多线程功能添加了更多特性，这种特性在1998 年的版本 5 中被初次引入。使用 LabVIEW 软件，用户可以借助于它提供的软件环境，该环境由于其数据流编程特性、LabVIEW Real-Time 工具对嵌入式平台开发的多核支持，以及自上而下的为多核而设计的软件层次，是进行并行编程的首选。 普通的 PC 有一些不可避免的弱点。用它构建的虚拟仪器或计算机测试系统性能不可能太高。目前作为计算机化仪器的一个重要发展方向是制定VXI 标准，这是一种插卡式的仪器。每一种仪器是一个插卡，为了保证仪器的性能，又采用了较多的硬件，但这些卡式仪器本身都没有面板，其面板仍然用虚拟的方式在计算机屏幕上出现。这些卡插入标准的 VXI 机箱，再与计算机相连，就组成了一个测试系统。VXI仪器价格昂贵，目前又推出了一种较为便宜PXI 标准仪器。 1.2 LabVIEW简介 LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发，类似于C 和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语

(完整版)基于51单片机简易计算器的设计毕业设计

本科毕业论文 题目：基于51单片机简易计算器的设计 院（系）：物理与电子工程学院 专业：应用物理学 学生姓名：王彬 指导教师：王强 职称：

2014年11月5日 目录 摘要 (1) 关键字 (1) 引言 (1) 1、单片机及其应用 (2) 1.1 单片机介绍 (2) 1.2 单片机应用 (2) 1.3 AT89C51单片机 (3) 2、LCD1602和74LS08的工作理 (7) 2.1 选取LCD1602 ……………………………………………………… 2.2 LCD1602的功能和指令现………………………………………………… 2.3 74LS08的功能………………………………………… 3、系统实现模块框 架…………………………………………………………… 3.1 硬件设计电路框 图……………………………………………………… 3.2 实现原理框

图…………………………………………………………… 4、硬件设计及仿真…………………………………………………………… 4.1 晶振、复位电路的设 计………………………………………………… 4.2 按键电路的设计……………………………………………… 4.3 LCD1602显示电路的设计………………………………………… 5、软件设计…………………………………………………………… 6、总结…………………………………………………………… 7、参考文献…………………………………………………………… 8、附件…………………………………………………………… 摘要：简易计算器在人们的生活中应用极为广泛，由于它主要进行一些简单的运算，适用性强，并且方便携带，所以在许多的地方都必不可缺，比如在办公，交易等等。本系统主要介绍计算器实现简易计算的这个详细的过程，它的电路是以AT89C51单片机作为核心器件的，并且它的功耗低，能再3V的低压下工作，有时也可按照要求提升一定的电压。它的硬件部分主要由AT89C51单片机、按键、LCD1602显示屏、指示灯系统等部分构成。软件部分，是在Keil平台用C语言编写程序，包括运算、复位、延时、计算等。其次电路的设计会再proteus上面进行仿真，以保障硬件电路的正确。 关键字：AT89C51单片机；LCD1602显示屏；74LS08；按键；C语言。引言：计算器是日常学习和生活中的好帮手，比如对工科的学生来说，常常要用到基本的 +，-，* ，/ 运算，备有一个科学计算器在手边，可以把繁琐的计算迅速解决，对学习事半功倍。单片机是一种集成的电路芯片，它是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器

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

第02讲 简易计算器的设计

第02讲计算器 2.1 计算器简介 大家都知道，计算器是日常生活中不可缺少的一个工具，在Microsoft的Windows操作系统中，附带了一个计算器程序，有标准型和科学型两种模式。Windows XP下的标准型和科学型计算器程序分别如图2-1和图2-2所示。 图2-1 Windows XP下的标准型计算器 图2-2 Windows XP下的科学型计算器 Windows操作系统下附带的计算器程序功能相当的强大，本课我们将模仿Windows的计算器，使用Visual C# 2005开发平台开发一个功能相对简单的计算器应用程序，它能完成加、减、乘、除运算。 接下来详细的介绍简易计算器的设计方法和步骤。

2.2 界面设计及属性设置 用户界面设计是软件开发中非常重要的一个部分，用户界面的好坏直接影响软件的质量，本节将介绍如何设计简易计算器的用户界面以及界面上各控件的属性设置。 2.2.1 界面设计 打开Visual Studio 2005开发工具，新建一个Windows应用程序，然后在窗体上依次放置1个TextBox和17个Button控件，如图2-1所示（设置好属性后）。 图2-1 计算器用户界面 2.2.2 属性设置 窗体和各控件的属性设置如表2-1所示。 表2-1 窗体和各控件的属性

2.3 编写代码 本程序需要用到一些公共变量，例如用来接收操作数、运算结果，判断输入的是否为小数等，因此首先在代码的通用段声明以下变量： //****************************************************************** double num1, num2, result; // 操作数及运算结果 bool decimalFlag = false; // 判断输入的是否为小数 string myOperator; // 操作类型 //******************************************************************

简易计算器设计实验报告

简易计算器设计实验报告 一．设计任务及要求 1.1实验任务： 根据计算器的原理设计一个具有加减乘除功能的简易计算器。如：5+3*4/8=4。 1.2 实验基本要求： （1）实现最大输入两位十进制数字的四则运算（加减乘除）。 （2）能够实现多次连算（无优先级，从左到右计算结果）。 如：12+34*56-78/90+9=36 （3）最大长度以数码管最大个数为限，溢出报警。 二．实验设计方案 （1）用QuartusII的原理图输入来完成系统的顶层设计。 （2）用VHDL编写以及直接拖模块来各功能模块。 （3）通过2个脉冲分别实现个位数和十位数的输入。 （4）通过选择每次的输出数值，将输出值反馈到运算输入端 （4）通过除法运算实现十六进制到十进制的转换输出。 其具体实现流程图如下：

三系统硬件设计 FPGA： EP2C5T144C8目标板及相应外围硬件电路。（从略） 四系统软件设计 1.数据输入模块 原理：用VHDL创建模块，通过两个脉冲分别对两个数码管进行输入控制，再通过相应运算模块将两个独立数据转化成两位十进制数字。 2.运算模块 原理：用VHDL创建模块，四种运算同步运行，通过按键加、减、乘、除选择输出对应的计算结果，当按键等号来时，将所得结果反馈给运算模块输入端。具体实现代码见附录二。 3.输出模块 原理：用VHDL创建模块，通过按键等号来控制显示运算对象还是运算结果，当等号按下时，输出计算结果，否则显示当前输入的数据，并且通过除法模块将十六进制转化为十进制。当输出结果溢出是LED0亮，同时数码管显示都为零。部分实现见附录二。 五实验调试 输入数据12，再按加法键，输入第二个数字25，按等号键，数码管显示37；按灭加法、等号键，输入第二个数据2，依次按等号键，减法键，数码管显示35；同上，按灭减法键、等号键，输入第三个数据7，依次按等号键，除法键，数码管显示5；按灭除法键、等号键，输入第四个数据99，依次按等号键，乘法键，数码管显示495，按灭乘法键、等号键，当前显示为99，依次按等号键、乘法键，数码管显示49005，同上进行若干次之后，结果溢出，LED0亮，同时数码管显示都为零。当输出为负数时，LED0灯变亮，同时数码管显示都为零。六实验结论 本实验基本实现了计算器的加减乘法运算功能，但是存在一个突出的缺陷，就是当输出结果时，必须先按等号键导通数据反馈，再按运算键选择输出结果。这与实际应用的计算器存在很大的差距。但是，本设计可以通过等号键实现运算对象和运算结果之间的切换。

简易计算器课程设计

基于单片机的计算器的设计 摘要：本设计是一个实现加减乘除的计算器，它的硬件主要由四部分构成，一个8051单片机芯片，两个八段共阴极数码管，一个4*4键盘，它可以实现一位数的加减乘除运算。 显示部分：采用LED动态显示。 按键部分：采用4*4键盘。采用软件识别键值，并执行相应的操作。 关键词：LED接口；键盘接口；8255A；汇编语言 一、概述 1.1设计要求及任务： （1）设计4*4的键盘，其中10个数字键0~9，其余六个键“+”、“—”、“*”、“/”、“=”、和“C”键； （2）设计两位LED接口电路； （3）实现1位数的简单运算 1.2设计原理 （1）LED显示器接口技术 LED动态显示接口技术 （2）键盘显示技术 逐行（逐列扫描法） 二、系统总体方案和硬件设计 2.1计算器总体思想 显示部分：采用LED动态显示。 按键部分：采用4*4键盘。采用软件识别键值，并执行相应的操作。 执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，经通过数码管显示出来，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，按等号就会在数码管上输出运算结果。 图1 系统设计框图

2.2硬件的选择与连接 图二硬件连接总图 2.2.1硬件选择 (1)由于本设计比较简单，因此选用内部含有4KBE2PROM的89C51单片机作为系统的核心。 (2)扩展输入/输出端口 在扩展输入/输出端口时，要求输入口能够缓冲，，输出口能够锁存。常用小规模集成电路芯片74LS244或74LS245等扩展输入端口，用74LS273、74LS373、 74LS377扩展输出端口。这种扩展方法的特点是电路简单，但功能单一、灵活性差。因而常采用中规模的可编程并行接口芯片8255A扩展输入/输出端口。 (3)锁存电路采用74LS373 2.2.2接口设计 (1)单片机与8255A的接口设计 8255A中的数据总线缓冲器为三态双向数据缓冲存储器，用于将8255A的数据线 D0~D7和单片机的数据总线（P0口）连接，实现单片机和接口间的数据传送。 读写控制部件的接口设计 1、/CS为片选信号，接成低电平表示8255A 被选中。/CS与P2.7相连，用P2口的最高位控制8255A是否工作。即将P2.7控制为低电平。 2、RESET-复位信号，高电平有效，接在单片机的RST端。 3、/RD和/WR为读写控制信号，低电平有效。分别将两个端口接单片机的/RD和/WR 4、A1和A0-端口选择信号，分别与单片机的低两位地址线P1.1和P1.0相连。用于选择不同端口。采用74LS373三态锁存器，用于分离P0口第八位地址线，将它的Q0和Q1口接至8255A的地址输入端A0和A1。

单片机设计简易计算器

简易计算器 Simply Calculator 1 设计思想 此计算器有键盘部分、单片机、显示部分三部分组成，键盘部分主要完成输入功能；单片机主要完成数据处理功能，包括确定按键，完成运算，以及输出数据；显示器部分主要完成单片机输出的显示。 本设计的思路是利用单片机性能好，稳定性强的优点来实现系统的运行。设计大致可以分为三个步骤：第一步，硬件的选取和设计；第二步，程序的设计和调试；第三步，Protues 系统仿真。 硬件是设计的骨骼，不仅关系到设计总体方向的确定，还要综合考虑节能，环保，以及稳定性和经济性等各种因素。因此需要花费大量的时间。硬件的选取最为重要，包括选用的芯片，显示设备的选取，输入设备的选取等。本设计是通过单片机来实现的，因此选用了ATMEGA16单片机作为主体，输入设备选用矩阵键盘。程序是硬件的灵魂，是实现设计的中心环节。本设计使用的程序语言是C语言，在“ICC AVR”中运行，调试，直到运行出正确结果，然后输出后缀名为.HEX格式的文件，以备在Protues中仿真使用。程序是设计的关键，程序的调试需要大量的时间，耐心，还够要有足的细心才能成功。本设计中就出现了大量的错误，经过认真修改，最终才能运行出正确结果。最后的系统仿真是设计是否成功的验证，是设计不可缺少的重要环节。这就要求能掌握Protues的一些基本操作。2原理分析 2.1矩阵键盘的扫描 图2.1 矩阵键盘图

如图2.1所示，单片机的8个I/O口和矩阵键盘相连，用8个I/O口来控制矩阵键盘的16个按键是非常有意思的，首先我们设置单片机的PD0—PD7为输出，且PD0—PD3依次设置为低电平，而PD4—PD7设置为高电平，然后我们设置PD4—PD7为输入，而PD0—PD3仍然为输出，假如此时M1键按下，则PD0与PD4相连，因为PD0是低电平，而PD4是输入，所以PD4会被拉为低电平，同理，如果M2被按下，则PD5会被拉低，M3按下，PD6会被拉低，M4按下，PD7被拉低。这是判断有无键盘按下的过程，当我们判断是那一个键盘按下时，我们首先设置8个I/O口为输出，输出为FE,即，PD0为低电平，其他全为高电平，然后我们设置PD4—PD7为输入，如果M1被按下，则PD4会比被拉为低电平，此时会变成EE,同理可以知道M2被按下时会变为DE,M3被按下时会变为BE,M4被按下时会变为7E。同理我们可以设置8个I/O口输出FD来检测M5—M8是否被按下，设置8个I/O口输出FC来来检测M9—M12,设置8个I/O口输出F7来检测M13—M16,如果M1—M4没有被按下，就继续检测M4—M8,一次类推，就可以检测出16个按键了。在这次设计中，16个按键M1—M16所对应检测值分别为：EE，DE，BE，7E，ED，DD，BD，7D，EB，DB，BB，7B，E7，D7，B7，77。 2.2 数字显示与计算 本次设计选用的显示器是1602液晶显示器，此液晶显示器能显示32个字符，VSS接地,VDD接电源正极，E为时使能信号，R/W为读写选择端（H/L），RS为数据/命令选择端（H/L）,D0—D7为数据I/O口。 首先我们初始化液晶显示器，然后显示出第一个被按下的数，并且使光标右移，如果有第二个数按下，则据继续显示，以此类推，然后把所有显示出来的数换算成一个数，如果按下“+”号，则显示出“+”，并且同理显示出“+”号后面按下的数字，然后调用加子程序，运算出结果，如果按下的是“-”,则调用减子程序，如果按下“*”，则调用乘子程序，如果按下“/”，则调用除子程序。然后再调用显示结果子程序，显示出结果。

简易计算器课程设计报告

《C++程序设计》（MFC）课程设计报告 设计题目：简易计算器 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 时间：2010年6月30日

目录 1.设计目标…………………………………………………………… 2.设计内容…………………………………………………………… 3.设计思想…………………………………………………………… 4.设计说明…………………………………………………………… 5.设计步骤…………………………………………………………… 6.主要成员函数关系图……………………………………………… 7.程序主要代码……………………………………………………… 8. 难点分析…………………………………………………………… 9. 总结…………………………………………………………………

简易计算器(MFC) 1．设计目标 了解Windows应用程序的结构与DOS程序的不同，掌握应用MFC类库编写Windows应用程序的基本模式。 2．设计内容 以简易计算器为例，通过对简单应用软件计算器的设计，编制、调试，实现简单的加，减，乘，除等运算，以学习应用MFC库类编写对话框的原理，加深对C++类的学习及应用。 3. 设计思想 基于MFC库类对对话框界面的设计，通过创建类成员函数成员变量，编辑控件创建消息映射，调用消息函数完成数据的输入输出，实现计算功能。生成简单的应用软件。 4.设计说明 (1)包含的功能有：加、减、乘、除运算，开方、平方等功能。 (2)计算器上数字0—9为一个控件数组，加、减、乘、除为一个控件数组，其余为单一的控件。 (3)输入的原始数据、运算中间数据和结果都显示在窗口顶部的同一个标签中。 (4)计算功能基本上是用系统内部函数。 (5)程序可以能自动判断输入数据的正确性，保证不出现多于一个小数点、以0开头等不正常现象。 (6)“CE”按钮可以清除所有已输入的数据从头计算 5. 设计步骤 （1）选择FileNewlProject命令，选择MFC AppWizard(exe)创建Project名为Caa，按确定。在弹出界面选择创建对话框，单击Finish按钮 （2）在生成的设计界面中加入控件，得到计算器应用界面。如图：