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基于AT89C51單片機(jī)的十進(jìn)制計算器系統(tǒng)設(shè)計

作者: 時間:2014-07-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/256903.htm

本設(shè)計是基于進(jìn)行的系統(tǒng)設(shè)計,可以完成計算器的鍵盤輸入,進(jìn)行加、減、乘、除4位無符號數(shù)字的簡單四則運算,并在LED上相應(yīng)的顯示結(jié)果。硬件方面從功能考慮,首先選擇內(nèi)部存儲資源豐富的,輸入采用4×4矩陣鍵盤。顯示采用4位7段共陽極LED動態(tài)顯示。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(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。

引言

本系統(tǒng)采用作為控制器,用來實現(xiàn)實現(xiàn)四位數(shù)的“+”,“-”,“*”,“/”運算,運算結(jié)果通過數(shù)碼管顯示,并具有有清零功能。AT89C51具有如下特點:40個引腳,4k BytesFlash片內(nèi)程序存儲器,128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM),32個外部雙向輸入/輸出(I/O)口,5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷,2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口,看門狗(WDT)電路,片內(nèi)時鐘振蕩器。

1總體設(shè)計方案

1.1系統(tǒng)組成與工作原理

本系統(tǒng)以51單片機(jī)為主控核心,與矩陣鍵盤、晶振、LED顯示管模塊一起組合而成。其工作過程為:首先存儲單元初始化,顯示初始值和鍵盤掃描,判斷按鍵位置,得出按鍵值,單片機(jī)則對數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存與相應(yīng)的處理轉(zhuǎn)換,之后送入數(shù)碼管動態(tài)顯示。將運算結(jié)果送入數(shù)碼管動態(tài)顯示。本設(shè)計只能進(jìn)行結(jié)果不超過四位數(shù)的運算,其功能如下:

(1)數(shù)字鍵“0”到“9”用數(shù)碼管顯示。

(2)加法運算:加數(shù)與被加數(shù)均不能超過9999,加法最終結(jié)果不能超過9999.

(3)減法運算:減法運算正常邏輯為大的數(shù)值減去小的數(shù)值,本計算器亦如此,只能進(jìn)行正常邏輯的運算,如為小的數(shù)值減去大的數(shù)值,則將得到的負(fù)數(shù)與535相加,得到相應(yīng)的結(jié)果,即如果想進(jìn)行小數(shù)減大數(shù)的運算,則把得到的結(jié)果減去535即得到負(fù)數(shù)的正確結(jié)果。

(4)乘法運算:與上述方法一樣,計算結(jié)果不能超出9999,如溢出則顯示結(jié)果只有后三位。

(5)除法運算:除數(shù)與被除數(shù)均不能超過9999,計算結(jié)果只顯示整數(shù)部分。

(6)等于鍵:只有按下等于鍵才能將運算結(jié)果顯示出來,否則一直顯示上一個數(shù)。

(7)清零功能:程序不穩(wěn)定或出現(xiàn)錯誤時,運用清零鍵回到初始狀態(tài),也可用復(fù)位鍵清零。

2系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計

本系統(tǒng)由鍵盤矩陣、LED顯示管、這幾個部分組成,鍵盤輸入鍵值,LED顯示管顯示當(dāng)前按鍵及結(jié)果。硬件總體設(shè)計圖1如下:



圖1硬件總體設(shè)計圖


2.2矩陣掃描顯示當(dāng)前按鍵模塊

利用AT89S51單片機(jī)的P0端口的P0.0 - P0.7連接到一個七段數(shù)碼管的a - h的筆段上,數(shù)碼管的公共端接電源。矩陣掃描顯示當(dāng)前按鍵模塊見圖2.



圖2矩陣掃描顯示當(dāng)前按鍵模塊


2.3鍵盤布局模塊

矩陣鍵盤的工作原理:計算器的鍵盤布局如圖3所示:一般有16個鍵組成,在單片機(jī)中正好可以用一個P口實現(xiàn)16個按鍵功能,這種形式在單片機(jī)系統(tǒng)中也最常用。



圖3計算器的鍵盤布局模塊

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