单片机课程设计计算器.docx

单片机课程设计计算器 课程设计说明书 课程设计名称：单片机课程设计 课程设计题目：四位数加法计算器的设计学院名称：电气信息学院 专业班级： 学生学号： 学生姓名： 学生成绩： 指导教师： 课程设计时间：至 格式说明（打印版格式，手写版不做要求） （1）任务书三项的内容用小四号宋体，倍行距。 （2）目录（黑体，四号，居中，中间空四格），内容自动生成，宋体小四号。 （3）章的标题用四号黑体加粗（居中排）。 （4）章以下的标题用小四号宋体加粗（顶格排）。 （5）正文用小四号宋体，倍行距；段落两端对齐，每个段落首行缩进两个字。 （6）图和表中文字用五号宋体，图名和表名分别置于图的下方和表的上方，用五号宋体（居中排）。（7）页眉中的文字采用五号宋体，居中排。页眉统一为：武汉工程大学本科课程设计。 （8）页码：封面、扉页不占页码；目录采用希腊字母、排列，正文采用阿拉伯数字1、2、3排列；页码位于页脚，居中位置。 （9）标题编号应统一，如：第一章，1，；论文中的表、图和公式按章编号，如：表、表；图、图；公式（）、公式（）。 课程设计任务书 一、课程设计的任务和基本要求 (一)设计任务（从“单片机课程设计题目”汇总文档中任选1题，根 据所选课题的具体设计要求来填写此栏） 1. 系统通过4x4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. 创新部分：使用LCD1602液晶显示屏进行显示，有开机欢迎界面，计算数据与结果分两行显示，支持小数运算。 (二)基本要求 1.有硬件结构图、电路图及文字说明； 2.有程序设计的分析、思路说明； 3.有程序流程框图、程序代码及注释说明； 4.完成系统调试（硬件系统可以借助实验装置实现，也可在Proteus 软件中仿真模拟）； 5.有程序运行结果的截屏图片。 二、进度安排 第9周， 1）题目分析，文献查阅 2）方案比较，确定设计方案 3） 硬件电路设计 4） 程序设计，程序调试，系统联调，系统改进 5）课程设计说明书撰写 三、参考资料或参考文献 1. 林立，张俊亮. 单片机原理及应用基于Proteus和Keil C M.北京：电子工业出版社,2022 2. 张毅刚，彭喜元. 单片机原理与应用设计M. 北京：电子工业出版社,2022 3. 马忠梅. 单片机的C语言应用程序设计(第5版) M.北京：北京航空 航天大学出版社,2022 4. 楼然苗、李光飞. 51系列单片机设计实例M. 北京:北京航空航天大学出版社,2022 本科生课程设计成绩评定表 目录 第一章设计论证. 错误!未定义书签。设计分析. 错误!未定义书签。设计方案. 错误!未定义书签。第二章硬件设计. 错误!未定义书签。硬件结构与工作原理. 错误!未定义书签。单元电路设计. 错误!未定义书签。第三章软件设计. 错误!未定义书签。系统软件结构. 错误!未定义书签。主要功能子程序设计. 错误!未定义书签。第四章系统调试与分析. 错误!未定义书签。调试过程与结果. 错误!未定义书签。结果分析. 错误!未定义书签。第五章设计小结. 错误!未定义书签。附录. 错误!未定义书签。 第一章设计论证 设计分析 在方案设计过程中，我列出了两种不同的设计方案，分别对应于显示模块和单片机内部运算。显示模块在我的设计中有两种不同的显示方式，分别为数码管显示以及液晶屏显示。 对于数码管显示来说，优点是使用简单，反应速度更快，由于LCD有众多的接口，以及指令，因此在软件上要比数码管复杂。数码管显示的缺点也比较明显，就是需要占用过多的单片机输出接口，同时，LCD的显示功能更多，也更直观，对于现实生活中的使用也更加舒适。 在综合了以上几点的考虑后，我最终选择了LCD1602液晶显示芯片作为显示模块。 在单片机内部运算方面，我的设想也有两种，即支持浮点数运算或只支持整数运算，若只支持整数运算，程序设计势必更加简单易懂，但是出于实用性的考虑，我最终决定了使计算器支持浮点数运算功能。同时，这也能更好地锻炼我的编程思维能力。 设计方案 按照系统设计的功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、显示模块、键盘扫描接口电路共四个模块组成。主控芯片使用8051系列的AT89C52单片机，其中带有非易失性Flash程序存储器，它是一种高性能、低功耗的8位CMOS微处理芯片，市场应用最多。 显示模块采用LCD1602液晶显示器为主体构成。 键盘电路采用4x4矩阵键盘电路。 整个单片机的接口电路：P0用于显示输出或LCD1602信号输入，P1口用于键盘扫描输入，P2口用于LCD1602的控制信号输出。 为了驱动系统的各个模块正常协调工作，在软件方面我设计了四大模块，分别为显示、键盘、运算、综合模块，通过综合模块的协调来使其它三大模块正常运行，使计算器能正确运算得出正确结果。 第二章硬件设计 硬件结构与工作原理 图硬件结构框图 系统的主体部分由输入、运算、输出模块所组成，对应于图中有，输入模块为键盘扫描输入，输出模块为LCD1602显示，运算模块为单片机。在系统上电后，单片机初始化，开始运行内部程序，在程序运行过程中，通过软件功能来实现按下键盘上特定按键后，执行不同的功能，例如加减乘除，并将数据输出至显示模块（LCD1602）显示。在运算过程中显示运算数据及符号，运算完成后显示运算结果。 单元电路设计 单片机最小系统 单片机最小系统就是支持主芯片正常工作的最小电路部分，包括主控芯片、复位电路和晶振电路。 主控芯片选取AT89C52芯片，因其具有良好的性能及稳定性，价格便宜应用方便。 晶振选取，晶振旁电容选取20pF。 采用按键复位电路，电阻分别选取100和10K，电容选取10F。 以下为单片机最小系统硬件电路原理图（图），仿真接线图（图）。