1、基于 51 单片机的计算器设计实验报告班级：_12 电子 2_姓名：_风间_学号：_2015 年 1 月 6 日一、实验目的1.初步尝试运用单片机进行系统设计；2.掌握矩阵键盘的中断扫描显示；3.掌握液晶或数码管的动态显示；4.掌握数据的存储和掉电保护。二、实验设备及器材Keil c、 proteus、及单片机开发板。三、实验内容基本要求：1 完成标准型计算器的基本功能2.4*4 矩阵键盘（09、+、-、*、/、=、%）进行数据的输入及加、减、乘、除基本运算，运用 1602 液晶或数码管进行显示3. 要求开机显示学号四、设计思路根据计算器的功能要求，选择 AT89C51 为主控机，通过扩展必要
2、的外围接口电路，实现对计算器的设计。外部主要由 4*4 矩阵键盘和一个液晶显示屏构成，内部由一块 AT89C51 单片机构成。计算器电路包括四个模块：选用 LCD 作为显示部分，矩阵键盘作为输入部分，运算模块，单片机控制部分。模块图如图所示：计算器电路包括三个部分：显示电路、4*4 键扫描电路、单片机微控制电路。具体设计如下：（1）由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了得到较好的显示效果，采用 1602 液晶显示数据和结果。（2）另外键盘包括数字键（09） 、符号键（+、-、） 、清除键和等号键，需要 16 个按键。（3）执行过程：开机显示学号，等待键入数值，当键入数字，通过 LC
3、D 显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在 LCD 上输出运算结果。线路原理框图如图所示。五、基于 proteus 的硬件原理图六、软件流程图七、程序代码#include /头文件#define unit unsigned int#define uchar unsigned charvoid xuehao(void);sbit SPK=P10;sbit lcden=P23;sbit rs=P24;sbit rw=P20;sbit busy=P07;char i,j,temp,num,num_1;lo
4、ng a,b,c; /a,第一个数 b,第二个数 c,得数float a_c,b_c;uchar flag,fuhao;/flag 表示是否有符号键按下，fuhao 表征按下的是哪个符号uchar code table=7,8,9,0,4,5,6,0,1,2,3,0,0,0,0,0,;uchar code table1=7,8,9,0x2f-0x30,4,5,6,0x2a-0x30,1,2,3,0x2d-0x30,0x01-0x30,0,0x3d-0x30,0x2b-0x30;void delay(uchar z) / 延迟函数uchar y;for(z;z0;z-)for(y=0;y0) c
5、=a-b; else c=b-a; while(c!=0)write_date(0x30+c%10); c=c/10; if(a-b0) write_date(0x2d); write_date(0x3d);a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;else if(fuhao=3)write_com(0x80+0x4f);write_com(0x04); c=a*b; while(c!=0)write_date(0x30+c%10); c=c/10;write_date(0x3d); a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;else if(fuhao=4)write_com(0x80
6、+0x4f);write_com(0x04); i=0; c=(long)(float)a/b)*1000); while(c!=0)write_date(0x30+c%10); c=c/10;i+; if(i=3) write_date(0x2e);if(a/b=0) write_date(0x30); write_date(0x3d); a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;break;case 15:write_date(0x30+table1num);flag=1;fuhao=1;break;void xuehao() /开机显示学号write_com(0x80); /从第一行
7、第一位开始write_date(1);write_date(2);write_date(0);write_date(0);write_date(4);write_date(0);write_date(1);write_date(2);write_date(1);write_date(7);void main() /主函数init(); xuehao(); while(1)keyscan();八、运行结果图开机显示学号：加法运算：减法运算:乘法运算：除法运算：九、扩展功能在基本的功能上加了蜂鸣器电路，使按键的时候能发出声音。电路连在单片机的 P1.0 口，当开机时和判断有键按下时，使 P1.0
8、口处于低电平，蜂鸣器发声，并延迟一定的时间。十、思考题1、描述完整所设计的计算器能完成的各项功能及实现方法。 （如几位数以内的运算；连加；复合运算等等）可以实现两个数之间的加减乘除，在进行加法减法乘法的时候，两个数其中一个最多为 9 位数，且显示的结果最多为 10 位。在进行除法时，能精确到小数点后三位，被除数不能多于 6 位，显示的结果最多为 6 位（不含小数点后三位）按键有声音。通过蜂鸣器电路，当开机时和判断有键按下时，使 P1.0 口处于低电平，蜂鸣器发声，并延迟一定的时间。显示的结果可为负数。开机后需先按清除键才能进行运算。2、计算器设计过程中碰到的问题及解决的方法？在设计蜂鸣器电路的
9、时候，连接好按键没发声，上网查了好久，最后修改了蜂鸣器的属性，Operating Voltage 改为 1.6V，Load Resistance 改为 6，然后提高了蜂鸣器连接的电源到+7V，终于有声音了。3、如何实现掉电保护？在 51 单片机中，有 HMOS 和 CHMOS 工艺芯片。HMOS 芯片本身运行功耗较大，为减小系统功耗，设置了掉电模式。RST/Vpd 端接有备用电源，正常运行时，单片机内部的 RAM 由主电源 Vcc 供电，当 Vcc 掉电时，由备用电源向 RAM 供电，从而保证 RAM 中的数据不丢失，这时系统的其他部件都停止工作。CHMOS 型单片机的工作电源和备用电源加在同一个引脚 Vcc 上，在掉电方式中，振荡器停止工作，单片机内部所有功能部件停止工作，备用电源为片内 RAM 和特殊功能寄存器供电，使它们的内容保存下来。4、日常生活中计算器光敏单元的功能及实现原理？光敏器件是在光的照射下导电特性发生改变的一种器件。光敏电阻在无光照时电阻很大，受光照以后会减小；光敏二极管在无光照的时候处于截至状态，受光照后导通。5、如何与上位机进行计算结果的通信？编程使单片机和上位机进行串口通信，可以通过串行通信。
