1、長沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院課 程 設(shè) 計 報 告課 題 名 稱： 51單片機的計算器設(shè)計 課 程： 單片機技術(shù)及應(yīng)用 專 業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù) 學(xué)生姓名周揚孔計張嬌陳實學(xué) 號17151419班 級0733073307330733指導(dǎo)老師方躍春老師應(yīng)用電子技術(shù)教研室2009年9月2日一、課題任務(wù)及要求要求：1、掌握數(shù)碼管移位動態(tài)掃描顯示的編程方法2、掌握矩陣掃描的編程方法3、掌握數(shù)據(jù)在內(nèi)部運算的編程方法任務(wù)：1、實現(xiàn)最大6位正整數(shù)加、減、乘、除 2、具備清零、等于功能3、16個按鍵功能依次為：數(shù)字0、數(shù)字1、數(shù)字2、數(shù)字3、數(shù)字4、數(shù)字5、數(shù)字6、數(shù)字7、數(shù)字8、數(shù)字9、清零、等于、加、減、乘、除 二、

2、硬 件 設(shè) 計1. 原理圖2. 原理分析該設(shè)計通過89C51芯片控制6個一位數(shù)碼管顯示，并實時檢測按鍵按下情況來實現(xiàn)計算器功能，16個按鍵有10個為數(shù)字按鍵 其他6個分別為加、減、乘、除、復(fù)位、等于電路接上電源后 數(shù)碼管顯示個位顯示數(shù)字0 ，芯片對按鍵進行實時掃描，通過矩陣鍵盤進行計算，特別注意的是，當(dāng)結(jié)果為負數(shù)時，數(shù)碼管顯現(xiàn)EORR。（一）、硬件部分1、數(shù)碼管為一位共陰數(shù)碼管，共6個；故在段碼輸出口外加NPN型三極管作驅(qū)動2、51芯片P1口接鍵盤端（矩陣按鍵）、P3口接段碼、P2口的P2_0P2_5接位碼3、按鍵為四乘四矩陣，共16個鍵（二）、軟件部分1、數(shù)碼管移位顯示的實現(xiàn)是通過標志位we

3、i2的數(shù)值變化控制dispiay函數(shù)顯示位來實現(xiàn)的2、程序的重要算法是通過類型為unsigned int 的數(shù)temp和數(shù)組str實現(xiàn)整體加減乘除、各位顯示的只要弄懂這一算法，此程序就可輕易掌握3. PCB圖略。4. 元件清單及造價預(yù)算按鍵 20個 單價 0.2 元 總計 4元萬用板 2塊 單價 4 元 總計 8元一位共陰數(shù)碼管 6個 單價 2 元 總計 2元三極管 7個 單價 0.2 元 總計 1.4元1K電阻 20個 單價 0.01 元 總計 2毛排插及排線 5對 單價 1元 總計 5元 電容 3個 單價 0.2元 總計 6毛晶振 1個 單價 1元 總計 1元 8051芯片 1 個 單價

4、6元 總計 6元 費用總計 26.2元5.實物照片三、程 序 設(shè) 計頭程序 str6=str5=str4=str3=str2=str1=10; str16=str15=str14=str13=str12=str#include<reg51.h> /51單片機基本定義頭文件#include<intrins.h> /循環(huán)位移頭文件#define uchar unsigned char /宏定義#define uint unsigned int sbit P1_4=P14;/IO端口定義（矩陣掃描后4位端口）sbit P1_5=P15;sbit P1_6=P16;sbit P

5、1_7=P17;uchar i,num,s; /全局變量定義uchar wei,wei2,ss,ss1,ss2,str1=0,0,0,0,0,0,0;long temp,temp1,str=10,10,10,10,10,10,10;uchar code dutable= /段位編碼0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e;uchar code wetable= 0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf;void init(); /函數(shù)聲明void pandua

6、n();void display();void delay(uint z);void shaomiao();void main() /主函數(shù) init(); /調(diào)用變量初始化函數(shù)while(1) /大循環(huán) shaomiao(); /調(diào)用矩陣掃描加處理函數(shù) display(); /調(diào)用顯示函數(shù) void init() /變量初始化函數(shù) ss2=0; wei2=1;temp1=0; ss=0; ss1=0;temp=0;wei=0;num=0;void delay(uint z)/延時函數(shù)（單位ms） uchar i;uint j; for(j=z;j>0;j-) for(i=114;i&g

7、t;0;i-);void shaomiao() /掃描加處理函數(shù)for(i=0,s=0xfe;i<4;i+) /低四位端口依次賦值1 P1=s; /對P1口賦值 panduan(); /調(diào)用判斷處理函數(shù) s=_crol_(s,1); /s循環(huán)位左移s=s|0xf0; /進行位或運算 （使高4位復(fù)原）void panduan() uchar n; if(P1_4=0|P1_5=0|P1_6=0|P1_7=0) delay(10); P1=s|0xf0;if(P1_4=0|P1_5=0|P1_6=0|P1_7=0) if(P1_4=0) n=1;num=i*4+n-1;else if(P1_

8、5=0) n=2;num=i*4+n-1;else if(P1_6=0) n=3;num=i*4+n-1;else if(P1_7=0) n=4;num=i*4+n-1;if(num<10&&wei!=7) wei+;if(ss1=1) temp=0; str6=str5=str4=str3=str2=str1=10; str16=str15=str14=str13=str12=str11=0; ss1=0;strwei=num;if(str1!=10) temp=str1; if(str2!=10) temp=str1*10+str2; if(str3!=10) tem

9、p=str1*100+str2*10+str3; if(str4!=10) temp=str1*1000+str2*100+str3*10+str4; if(str5!=10)temp=str1*10000+str2*1000+str3*100+str4*10+str5; if(str6!=10) temp=str1*100000+str2*10000+str3*1000+str4*100+str5*10+str6; if(num>=10) wei=0; if(num=10) temp=0;11=0; wei=0; temp1=0; ss=0; wei2=1; if(ss1=0&

10、&num=11|(ss1=0&&ss2!=0&&num>11&&num<16) if(num=11) ss2=0;switch(ss) case 0: break; case 1: temp=temp+temp1;break; case 2: temp=temp1-temp;break; case 3: temp=temp*temp1;break; case 4: temp=temp1/temp;break; if(temp>999999) temp=0;ss1=1; if(num=12) temp1=temp; ss=

11、1;ss1=1;ss2=1; if(num=13) temp1=temp; ss=2;ss1=1;ss2=1; if(num=14) temp1=temp; ss=3;ss1=1;ss2=1; if(num=15) temp1=temp; ss=4;ss1=1;ss2=1; str16=temp/100000; str15=temp%100000/10000; str14=temp%10000/1000; str13=temp%1000/100; str12=temp%100/10; str11=temp%10/1; if(str11!=0) wei2=1;if(str12!=0) wei2=

12、2;if(str13!=0) wei2=3;if(str14!=0) wei2=4;if(str15!=0) wei2=5;if(str16!=0) wei2=6; while(P1_4=0|P1_5=0|P1_6=0|P1_7=0); void display() char i1; for(i1=1;i1<wei2+1;i1+) if(num=0&&ss=4|temp<0) P2=wetable0; P3=dutable14; else P2=wetablei1-1; P3=dutablestr1i1; delay(10); P3=0xff; 四、調(diào) 試 結(jié) 果1

13、、硬件調(diào)試a. 把電路板焊好后，先通過檢查電路板表面檢查是否有漏焊、錯焊、接觸不良等b. 編寫檢測程序逐個點亮數(shù)碼管，檢查數(shù)碼顯示部分是否有硬件問題 c編寫檢測程序檢測矩陣掃描是否有硬件問題2、程序調(diào)試重點就是這個部分，很多程序就是在調(diào)試過程中慢慢完善，先前所完成的程序部分只能算一個基本框架，當(dāng)然，這一切是建立在硬件沒用問題的基礎(chǔ)上程序在進行調(diào)試時，可以像硬件一樣使用分模塊調(diào)試，這樣可以最迅捷的找出問題所在，不受其他模塊的影響我們在硬件調(diào)試時，一開始時51芯片不工作，經(jīng)過反復(fù)檢查后發(fā)現(xiàn)原來51芯片的31腳（/EA/VPP）必須接入高電平才能使單片機在讀取程序時優(yōu)先訪問內(nèi)部程序存儲器，否則只訪問

14、外部程序存儲器，而我們的程序是在內(nèi)部的，故芯片不工作，我們隨即在31腳外接VCC和限流電阻，在解決了這個后，硬件OK了。軟件調(diào)試時問題就比較多了，很多都是小問題，大多是因為在編寫程序時一些地方不夠注意或筆誤引起的，在這里就不過多解釋，少部分是一些難以解決的大問題，一是在輸入數(shù)字的儲存上，開始打算只使用一個數(shù)組str解決，但在編程時發(fā)現(xiàn)在數(shù)字轉(zhuǎn)換為一個一個的編碼中發(fā)現(xiàn)直接引用會引起數(shù)據(jù)混亂，最后在添入另一數(shù)組str1后問題得到解決；二是輸入數(shù)據(jù)在內(nèi)部進行加減乘除時，加法乘法沒有錯誤，但減法除法因為一次輸出和二次輸入數(shù)據(jù)的位置關(guān)系導(dǎo)致第二次運作時出現(xiàn)錯誤，最后我們調(diào)整了儲存數(shù)據(jù)的變量，這個問題順利

15、的解決了，最后一個問題困擾我們最久，甚至導(dǎo)致調(diào)試過程一度中止，由于我們是6位數(shù)的運算，在數(shù)字顯示過程中，出現(xiàn)了跳位現(xiàn)象，比如你輸入123，當(dāng)輸如12時，數(shù)碼管正常顯示12，但將3輸入后，數(shù)碼管顯示變?yōu)榱?12，由于一直找不出原因，這個問題一直得不到解決，最后我嘗試改變display( )函數(shù)和大循環(huán)中函數(shù)的位置循序后才能正常顯示，但這從理論上說不通，最后得出可能是受到延時函數(shù)delay( )的延時影響，導(dǎo)致數(shù)碼管動態(tài)顯示位碼出錯。在將這個問題解決后，我們的程序就基本調(diào)試完成了，但這并不是最終結(jié)果，我將做好的計算器給其他同學(xué)進行操作，在他們找茬似的操作中，我們又發(fā)現(xiàn)了幾個隱藏的很深的BUG并加以

16、解決，雖然不知道還有什么BUG沒發(fā)現(xiàn)，但至少在BUG發(fā)現(xiàn)之前，我們的程序是沒問題了。五 、設(shè) 計 總 結(jié)從這次課題設(shè)計任務(wù)中，我們學(xué)習(xí)到了很多，經(jīng)過我們四個的共同努力，老師的精心指導(dǎo)，還有和在網(wǎng)上找到的一些資料，主要讓我們掌握了數(shù)碼管移位動態(tài)掃描顯示的編程方法，掌握了矩陣掃描的編程方法，掌握了數(shù)據(jù)在內(nèi)部運算的編程方法，這也是編程必須掌握的知識。當(dāng)然調(diào)試的時候你也是一個重點，也讓我們收獲良多，這其中就分硬件和軟件兩部分，硬件只要我們注意一些焊接問題，對板子輸入簡單的程序進行檢測。這個只要自己細心一點都可以按照原理圖做好，其中最重要，最麻煩，也是學(xué)到和掌握的東西最多的地方就是軟件調(diào)試了，這其中包括程序的編寫檢驗，這樣你必須對程序的每部分都很熟悉，掌握每句程序的再整個整體的作用。這樣