简易单片机计算器的课程设计实验报告(程序+实验记录)

ID:477682 · 发表于 2019-2-18 13:58

一、实验题目

基于51单片机的简易计算器

二、内容

1、实验内容

该系统通过单片机控制，实现对4*4键盘扫描进行实时的按键检测，并把检测数据存储下来。整个计算器系统的工作过程为：首先存储单元初始化，显示初始值和键盘扫描，判断按键位置，得出按键值，单片机则对数据进行储存与相应处理转换，之后送入数码管动态显示。整个系统可分为三个主要功能模块：功能模块一，实时键盘扫描；功能模块二，数据转换为了数码管显示；功能模块三，数码管动态显示。

2、功能说明

矩阵按键对应表

s1 s2 s3 s4 1 2 3 +

s5 s6 s7 s8 4 5 6 -

s9 s10 s11 s12 7 8 9 *

s13 s14 s15 s16 0 clr = /

显示模块

本来计划用数码管显示，结果发的单片机数码管驱动芯片与预想的不一样，不是通过段选，位选的方式。然后就没看的特别懂，临时换成了lcd1602显示屏，驱动程序较为固定，且显示的也更加全面。

中断的运用

通过中断定时器零设置中断，定时10s，开机10秒后，执行中断，自动清零，相当于自动按下按键14。

三、原理图

见下页。

四、实验记录

因为在课堂上未记录实验现象，所以在课下在按照自己的单片机的引脚设置更改了程序后，再将程序下载到51单片机中，得到以下实验结果：

刚下入程序时，初始化后的显示如下：

然后进行一些简单的计算显示：

最多可以进行八位数的运算：

五、修改后程序框图

六、总结

本来在实验课上由于前期准备不够充分，课上经历了更改显示方式，由数码管显示改为了1602液晶屏显示，且在实验课上仅完成了计算器的功能，能够实现加减乘除的运算，但是不能实现连续运算功能。在课下又经过充分的学习了解，成功的加上了定时器中断，实现了定时清屏功能。由此可见，充足的课前准备能够极大地提高效率。

本次实验满足了设计要求，包含有矩阵按键的使用，定时器中断，LCD1602外设，将要求用到的内容都成功的联系在了一起。虽然该例子中的定时器中断在实际生活中并不会这样使用，不过通过这种方式，也让我对定时器中断的使用有了更加深刻的认识，也能够通过定时器中断进行一些简单的设计。

通过本次实验，加深了对51单片机原理的理解与认知，尤其是对矩阵按键扫描判断，定时器中断，LCD1602外设的应用等方面的原理的学习也提高了一个层次。通过本次实验，提高了自己的逻辑分析能力，发现问题解决问题的能力。提高了对C语言编程的理解与应用，能够灵活的运用例程达到自己的设计要求，完成实验。

七、附录

#include "REG52.h"
typedef unsigned char uint8;
typedef unsigned int uint16;
typedef unsigned long ulong;
uint8 key;//存放按键值
uint8 num,number,t;
uint8 fuhao;//定义具体的那个符号，是加减还是乘除。
uint8 flag; //定义有没有按下符号键，这个是统称
long a,b,c,d; //定义运算数据的第一个和第二个及等于的数变量
uint8 k; //定义小数点后面显示的位数
uint8 biao;
sbit rs = P1^0;
sbit rw = P1^1;
sbit e = P1^2; //LCD使能端
uint8 dat1[]={1,2,3,0x2b-0x30, 4,5,6,0x2d-0x30, 7,8,9,0x2a-0x30, 0,0x01-0x30,0x3d-0x30,0x2b-0x30 };//保存显示的数据
void Delay(unsigned int); //声明延时函数
void InterruptTimer0() ;
void lcdwrc(uint8 c) //写指令数据
{
Delay(5);
rs=0;
rw=0;
e=0;
P0=c;
e=1;
Delay(5);
e=0;
}
void lcdwrd(uint8 dat) //写显示数据
{
Delay(5);
rs=1;
rw=0;
e=0;
P0=dat;
e=1;
Delay(5);
e=0;
rs=0;
}
void lcdinit() //lcd初始化
{
Delay(7);
lcdwrc(0x38);
Delay(3);
lcdwrc(0x38);
Delay(3);
lcdwrc(0x38);
Delay(3);
lcdwrc(0x38);
lcdwrc(0x08);
lcdwrc(0x01);
lcdwrc(0x06);
lcdwrc(0x0c);
key=0;
num=0;
flag=0;
fuhao=0;
a=0;
b=0;
c=0;
d=0;
biao=0;
}
//函数名称：Delay
//函数功能：延时函数
//入口参数：uiCount-延时参数，每加1增加0.5ms
void Delay(unsigned int uiCount)
{
unsigned char j = 244;
for(;uiCount > 0;uiCount--) while(--j);
}
void keyscan() //矩阵按键扫描函数
{
P2=0xef; //令第一行为0，然后判断是哪一列按下
if(P2!=0xef)
{
Delay(5);
if(P2!=0xef)
{
key=P2&0x0f;
switch(key)
{
case 0x0e: num=0;break; //1
case 0x0d: num=1;break; //2
case 0x0b: num=2;break; //3
case 0x07: num=3;break; //加
}
}
while(P2!=0xef);
if(num==0||num==1||num==2) //确认第一行的数1,2,3
{
if(flag==0) //没有按下符号键
{
a=a*10+dat1[num];
}
else
{
b=b*10+dat1[num];
}
}
if(num==3)
{
flag=1;
fuhao=1;//加号+
}
lcdwrd(0x30+dat1[num]);
}
P2=0xdf; //令第二行为0，判断是哪一列按下
if(P2!=0xdf)
{
Delay(5);
if(P2!=0xdf)
{
key=P2&0x0f;
switch(key)
{
case 0x0e: num=4;break; //4
case 0x0d: num=5;break; //5
case 0x0b: num=6;break; //6
case 0x07: num=7;break; //减—
}
}
while(P2!=0xdf);
if(num==4||num==5||num==6)
{
if(flag==0) //没有按下符号键
{
a=a*10+dat1[num];
}
else
{
b=b*10+dat1[num];
}
}
else
{
flag=1;
fuhao=2;//代表减号
}
lcdwrd(0x30+dat1[num]);
}
P2=0xbf; //令第三行为0，判断哪一列按下
if(P2!=0xbf)
{
Delay(5);
if(P2!=0xbf)
{
key=P2&0x0f;
switch(key)
{
case 0x0e: num=8;break; //7
case 0x0d: num=9;break; //8
case 0x0b: num=10;break; //9
case 0x07: num=11;break; //乘*
}
}
while(P2!=0xbf);
if(num==8||num==9||num==10)
{
if(flag==0) //没有按下符号键
{
a=a*10+dat1[num];
}
else
{
b=b*10+dat1[num];
}
}
else
{
flag=1;
fuhao=3;//代表乘号*
}
lcdwrd(0x30+dat1[num]);
}
P2=0x7f; //令第四行为0，判断哪一列按下
if(P2!=0x7f)
{
Delay(5);
if(P2!=0x7f)
{
key=P2&0x0f;
switch(key)
{
case 0x0e: num=12;break; //0
case 0x0d: num=13;break; //清除rst
case 0x0b: num=14;break; //等号=
case 0x07: num=15;break; //除/
}
}
while(P2!=0x7f);
switch(num)
{
case 12:
if(flag==0) //没有按下符号键
{
a=a*10+dat1[num];
lcdwrd(0x30);
}
else
{
b=b*10+dat1[num];
lcdwrd(0x30);
}
break;
case 13:
lcdwrc(0x01); //清屏指令
a=0;
b=0;
flag=0;
fuhao=0;
break;
case 15:
flag=1;
fuhao=4;
lcdwrd(0x2f);//除号/
break;
case 14:
if(fuhao==1)//加
{
lcdwrc(0x4f+0x80);
lcdwrc(0x04);//设置光标左移，屏幕不移动
c=a+b;
while(c!=0) //一位一位显示
{
lcdwrd(0x30+c%10);//显示结果的最后一位在0x4f的位置
c=c/10;//取前面的结果数据
}
lcdwrd(0x3d); //显示等于号=
a=0;
b=0;
flag=0;
fuhao=0;//全部清除为0
}
if(fuhao==2) //减
{
lcdwrc(0x4f+0x80);
lcdwrc(0x04);//设置光标左移，屏幕不移动
if(a>b)
c=a-b;
else
c=b-a;
while(c!=0) //一位一位显示
{
lcdwrd(0x30+c%10);//显示结果的最后一位在0x4f的位置
c=c/10;//取前面的结果数据
}
if(a<b) lcdwrd(0x2d); //显示-号
lcdwrd(0x3d); //显示等于号=
a=0;
b=0;
flag=0;
fuhao=0;//全部清除为0
}
if(fuhao==3)//乘法
{
lcdwrc(0x4f+0x80);
lcdwrc(0x04);//设置光标左移，屏幕不移动
c=a*b;
while(c!=0) //一位一位显示
{
lcdwrd(0x30+c%10);//显示结果的最后一位在0x4f的位置
c=c/10;//取前面的结果数据
}
lcdwrd(0x3d); //显示等于号=
a=0;
b=0;
flag=0;
fuhao=0;//全部清除为0
}
if(fuhao==4)
{
k=0;
lcdwrc(0x4f+0x80);
lcdwrc(0x04);//设置光标左移，屏幕不移动
c=(long)(((float)a/b)*1000);//强制转换为long。
while(c!=0) //一位一位显示
{
k++;
lcdwrd(0x30+c%10);//显示结果的最后一位在0x4f的位置
c=c/10;//取前面的结果数据
if(k==3)
{
lcdwrd(0x2e);
k=0;
}
}
if(a/b<0) //如果a比b小的话那么除的结果最高位是0
{
lcdwrd(0x30);
}
lcdwrd(0x3d); //显示等号
a=0;
b=0;
flag=0;
fuhao=0;//全部清除为0
}
break;
}
}
}
void InterruptTimer0() interrupt 1 //定时器中断0
{
TH0=0xDC; //装初值
TL0=0x00;
number++;
if(number==100) //定时1s
{
number=0;
t++;
if(t==10) //定时10s
{
t=0;
lcdwrc(0x01); //清屏指令
a=0;
b=0;
flag=0;
fuhao=0;
}
}
}
void main() //主函数
{
TH0=0xDC; //装初值
TL0=0x00;
TMOD=0x01; //定时器0工作于16位，用于定时产生中断
EA=1; //允许总中断
ET0=1; //允许定时器0中断
TR0=1; //开定时器0
lcdinit();
while(1)
{
keyscan();
}
}

复制代码

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