单片机课程设计——简单计算器的设计.doc

《单片机与接口技术》
课程设计报告
课题名称
简易计算器的设计
学院
自动控制与机械工程学院
专业
机械设计制造及其自动化
班级
机制6班
姓名
学号
时间
2013年1月7日至 2013年1月18日
目录
一﹑课程设计的目的和要求 3
1﹑设计目的 3
2﹑设计任务及要求 3
二﹑设计步骤及思路 4
1、设计的步骤 4
2﹑设计思路 4
三﹑硬件电路设计 4
1﹑总体设计 4
2﹑单元电路的设计 5
3﹑总电路图 7
四﹑软件设计 8
五﹑调试说明 11
1﹑未启动仿真时,初始状态 11
2﹑开启仿真以后 12
3﹑计算过程演示 12
六﹑设计体会 13
七﹑参考文献 14
八、附录 14
附录一 14
附录二 14
一﹑课程设计的目的和要求
1﹑设计目的
单片机课程作为独立的教学环节,是自动化及相关专业集中实践性环节系列之一,是学****完《单片机与接口技术》课程后,并在进行相关课程设计基础上进行的一次综合练****br/>单片机课程设计过程中,我们通过查阅资料,接口设计、程序设计、安装调试等环节,完成一个基于MCS-51系列单片机,涉及多种资源应用,并具有综合应用功能的小应用课程设计,使我们不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来,而且能够对电子电路﹑电子元件等方面的知识进一步加深认识,同时在软件编程﹑调试﹑相关仪器设备和相关软件的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。
课程设计以学生认知为主体,充分调动学生的积极性,重视学生自学能力的培养,根据具体课题安排时间确定课题的设计、编程和调试内容,分团队开展课程设计活动,按时完成每部分工作。坚持独立完成,实现课题规定的各项指标,并写出设计报告。
要求学生自己查阅资料和充分利用所学知识,根据所要设计系统所要达到的功能,划分软硬件功能、选择器件、编写相关程序,用Proteus 在计算机上绘图并用Keil进行程序编写进行防真,再对整个系统做调试运行,有问题再进一步调试修改,直至达到设计的要求和取得满意的效果,最后编写系统说明书,其内容包括系统的功能介绍,使用范围,主要性能指标,使用方法,注意事项等。
2﹑设计任务及要求
基于MCS—51系列单片机 AT89C51,设计一个简单的电子计算器。
1)通过4×4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)其他功能。
二﹑设计步骤及思路
1、设计的步骤
(1)制定相应的设计方案;
(2)硬件的初步设计;
(3)选择设计所用元器件和参数;
(4)在Proteus ;
(5)软件的初步设计;
(6)编写程序实现其功能;
(7)在keil_v4中进行调试运行;
(8)硬件和软件联合调试。
2﹑设计思路
根据功能和要求,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:当除数为0﹑计算得到的结果小于0或大于计算器的表示范围时,计算器会在LCD上显示E。
三﹑硬件电路设计
1﹑总体设计
本设计选用AT89C52单片机为主控单元。显示部分采用LCD液晶显示,按键部分采用4*4键盘。
51系列单片机系统
4*4键盘
LCD显示
时钟电路
复位电路
图1 线路原理框图
2﹑单元电路的设计
1)、时钟电路
时钟是单片机的心脏,单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准,有条不紊的一拍一拍地工作。因此,时钟频率直接影响单片机的速度,时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路有两种方式:一种是内部时钟方式,另一种为外部时钟方式。本处用的是内部时钟方式。电路如图2:
图2 内部时钟电路
2)、复位电路
MCS-51单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。
上电复位:上电复位电路是—种简单的复位电路,,接一个电阻到地就可以了。上电复位是指在给系统上电时,复位电路通过电容加到RST复位引脚一个短暂的高电平信号,对电容的充电过程而回落,所以RST