計算器模擬系統設計

本份設計包括程序,仿真,論文,原理圖,字數:6115,頁數:25  電子機電論文編號:JD390

目錄
1概述 2
1.1單片機總體功能簡介   2
1.2輸入鍵盤功能綜述   3
1.3輸出LED顯示功能綜述   3
2系統總體方案及硬件設計  4
2.1系統設計要求   4
2.2總體設計方案  4
2.3系統硬件設計   4
3 軟件設計  6
3.1矩陣鍵盤設計  6
3.2LED動態顯示   7
3.3 LED移位顯示  8
3.4計算模塊設計   9
4 Proteus軟件仿真   10
4.1Proteus ISIS簡介   10
4.2Proteus運行流程  11
4.3Proteus功能仿真  11
5設計體會   15
參考文獻  16
附1  源程序代碼  17
附2  系統原理圖  24

摘要
本設計是基于51系列的單片機進行的計算器模擬系統設計，可以完成計算器的鍵盤輸入，進行加、減、乘、除4位無符號數字運算，并在LED上相應的顯示。當輸入數字大于4位時伴有聲音提示，運算結果大于4位數最高位LED會顯示英文E（ERROR）表示運算最終結果溢出。
計算器的設計過程在硬件與軟件方面進行同步設計。硬件方面從功能考慮，首先選擇內部存儲資源豐富的AT89C52單片機， 輸入采用4×4矩陣鍵盤。顯示采用4位7段共陰極LED動態顯示，復位電路采用上電復位，時鐘采用12MHz晶體振蕩電路。由于采用AT89C52單片機內部有充足的程序存儲單元和數據存儲單元，因此不需要進行外圍存儲擴展。軟件方面從分析計算器功能、流程圖設計，再到程序的編寫進行系統設計。編程語言方面從程序總體設計以及高效性和功能性對C語言和匯編語言進行比較分析，針對計算器四則運算算法特別是乘法和除法運算的實現，最終選用全球編譯效率最高的KEIL公司的μVision3軟件，采用C語言進行編寫。
設計的結果能夠完成最高4位有效數字無浮點加、減、乘、除計算功能，比最高結果小于256及簡單加法的要求有了很大提高。在設計的同時對單片機的理論基礎和外圍擴展知識進行了比較全面準備。在硬件與軟件設計時，沒有良好的基礎知識和實踐經驗會受到很大限制，每項功能實現時需要那種硬件，程序該如何編寫，算法如何實現等，沒有一定的基礎就不可能很好的實現。
具體實現功能：
（1）顯示4位數字，開機只有數碼管最低位顯示為“0”，其余位全部不顯示；
（2）4×4矩陣鍵盤，分別表示0～9、＋、－、×、/ 、＝和清零鍵CL，能夠完成計算器的顯示，第一次按下顯示“D1”；第二次按下時，顯示“D1D2”；第三次按下時，顯示“D1D2D3”，4個全部顯示完畢，再按下按鍵下時，會發出“嘀”提示音
（3）可以對最高4位有效數字，不含浮點運算無符號數據進行運算并顯示 運算結果。
（4）當結果溢出4位或出現負數時顯示E（ERROR）。