計算器模擬系統(tǒng)設(shè)計

本份設(shè)計包括程序,仿真,論文,原理圖,字數(shù):6115,頁數(shù):25  論文編號:JD390

摘要
本設(shè)計是基于51系列的單片機進行的計算器模擬系統(tǒng)設(shè)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(shù)字運算，并在LED上相應(yīng)的顯示。當(dāng)輸入數(shù)字大于4位時伴有聲音提示，運算結(jié)果大于4位數(shù)最高位LED會顯示英文E（ERROR）表示運算最終結(jié)果溢出。
計算器的設(shè)計過程在硬件與軟件方面進行同步設(shè)計。硬件方面從功能考慮，首先選擇內(nèi)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(tài)顯示，復(fù)位電路采用上電復(fù)位，時鐘采用12MHz晶體振蕩電路。由于采用AT89C52單片機內(nèi)部有充足的程序存儲單元和數(shù)據(jù)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(shè)計，再到程序的編寫進行系統(tǒng)設(shè)計。編程語言方面從程序總體設(shè)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(xiàn)，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(shè)計的結(jié)果能夠完成最高4位有效數(shù)字無浮點加、減、乘、除計算功能，比最高結(jié)果小于256及簡單加法的要求有了很大提高。在設(shè)計的同時對單片機的理論基礎(chǔ)和外圍擴展知識進行了比較全面準備。在硬件與軟件設(shè)計時，沒有良好的基礎(chǔ)知識和實踐經(jīng)驗會受到很大限制，每項功能實現(xiàn)時需要那種硬件，程序該如何編寫，算法如何實現(xiàn)等，沒有一定的基礎(chǔ)就不可能很好的實現(xiàn)。
具體實現(xiàn)功能：
（1）顯示4位數(shù)字，開機只有數(shù)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(fā)出“嘀”提示音
（3）可以對最高4位有效數(shù)字，不含浮點運算無符號數(shù)據(jù)進行運算并顯示 運算結(jié)果。
（4）當(dāng)結(jié)果溢出4位或出現(xiàn)負數(shù)時顯示E（ERROR）。

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(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計  4
2.1系統(tǒng)設(shè)計要求   4
2.2總體設(shè)計方案  4
2.3系統(tǒng)硬件設(shè)計   4
3 軟件設(shè)計  6
3.1矩陣鍵盤設(shè)計  6
3.2LED動態(tài)顯示   7
3.3 LED移位顯示  8
3.4計算模塊設(shè)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(shè)計體會   15
參考文獻  16
附1  源程序代碼  17
附2  系統(tǒng)原理圖  24