1、一、设计要求1设计 4*4 的键盘，其中 10 个数字键 09，其余 6 个为“+” “-” “*”“/” “=”和“C”2设计 2 位 LED 接口电路3实现 1 位数的简单运算二、硬件系统设计1、LED 接口电路简易计算器需要 2 位 8 段码 LED 显示电路。用 8031 单片机经 8255A 扩展 2 位 8 段码LED 显示器，用 8255A 的 A 口作为段码（字形代码）数据口， PB0 和 PB1 作为位控制端口。在位控制口加集电极开路的反相高压驱动器 74LS06 以提供驱动 LED 显示器所需的足够大的电流，然后接至各数码显示器的共阴极端。同理，在段码数据口集电极开路的正相
2、高压驱动器 74LS07 提供足够大的电流，然后接到数码显示器的各段。逻辑电路结构如下：8 2 5 5 AP A 0P A 1P A 2P A 3P A 4P A 5P A 6P A 7P B 0P B 17 4 L S 3 7 3GC SA 1A 0D 0 D 7W RR DR E S E TW RR DR S TA L EP 2 . 78 0 3 1Q 2 Q 7Q 1Q 0A 2 A 7A 1A 0D 0 D 7A 8 A 1 1O EC EP 0 . 0 P 0 . 7P 2 . 0 2 . 3P S E N+ 5 V2 7 3 2X T A L 2X T A L 1晶 振 6 M H
3、 Z8 X 7 4 L S 0 72 X 7 4 L S 0 62、键盘接口电路简易计算器需要 4*4 的行列式键盘。用 8031 单片机经 8255A 扩展 4*4 行列式键盘，8255A 的 B 口和 C 口用于扩展键盘接口， B 口高 4 位作为输出口，C 口低 4 位作为输入口。逻辑电路结构如下：8 2 5 5 AP B 4P B 5P B 6P B 7P C 0P C 1P C 2P C 37 4 L S 3 7 3GC SA 1A 0D 0 D 7W RR DR E S E TW RR DR S TA L EP 2 . 78 0 3 1+ 5 VQ 2 Q 7Q 1Q 0A 2 A
4、 7A 1A 0D 0 D 7A 8 A 1 1O EC EP 0 . 0 P 0 . 7P 2 . 0 2 . 3P S E N2 7 3 2X T A L 2X T A L 1晶 振 6 M H Z4 X 4 键 盘3、计算器逻辑电路图将 LED 接口电路和键盘接口电路结合到一起就是简易计算器的逻辑电路图，如下：8 2 5 5 AP A 0P A 1P A 2P A 3P A 4P A 5P A 6P A 7P B 0P B 1P B 4P B 5P B 6P B 7P C 0P C 1P C 2P C 37 4 L S 3 7 3GC SA 1A 0D 0 D 7W RR DR E S
5、E TW RR DR S TA L EP 2 . 78 0 3 1+ 5 VQ 2 Q 7Q 1Q 0A 2 A 7A 1A 0D 0 D 7A 8 A 1 1O EC EP 0 . 0 P 0 . 7P 2 . 0 2 . 3P S E N+ 5 V2 7 3 2X T A L 2X T A L 1晶 振 6 M H Z8 X 7 4 L S 0 72 X 7 4 L S 0 64 X 4 键 盘三、软件设计1、LED 显示程序设计LED 显示器由七段发光二极管组成，排列成 8 字形状，因此也成为七段 LED 显示器，器排列形状如下图所示：为了显示数字或符号，要为 LED 显示器提供代码，即
6、字形代码。七段发光二极管，再加上一个小数点位，共计 8 段，因此提供的字形代码的长度正好是一个字节。简易计算器用到的数字 09 的共阴极字形代码如下表：09 七段数码管共阴级字形代码显示字型 g f e d c b a 段码0 0 1 1 1 1 1 1 3fh1 0 0 0 0 1 1 0 06h2 1 0 1 1 0 1 1 5bh3 1 0 0 1 1 1 1 4fh4 1 1 0 0 1 1 0 66h5 1 1 0 1 1 0 1 6dh6 1 1 1 1 1 0 1 7dh7 0 0 0 0 1 1 1 07h8 1 1 1 1 1 1 1 7fh9 1 1 0 1 1 1 1 6
7、fh2 位 LED 显示的程序框图如下：2、读键输入程序设计为了实现键盘的数据输入功能和命令处理功能，每个键都有其处理子程序，为此每个键都对应一个码键码。为了得到被按键的键码，现使用行扫描法识别按键。其程序框图如下：3、主程序设计（1）数值送显示缓冲程序设计简易计算器所显示的数值最大位两位。要显示数值，先判断数值正负，如果是负值，则符号位显示“-” ，然后将数值除以 10，余数送显最最低位，判断商是否为 0，若为 0 则返回，若不为 0，则将商除以 10，将余数送显高位。程序框图如下：（2）运算主程序设计首先初始化参数，送 LED 低位显示“0” ，高位不显示。然后扫描键盘看是否有键输入，若有
8、，读取键码。判断键码是数字键、清零键还是功能键（“+” “-”“*”“/”“=” ） ，是数值键则送 LED 显示并保存数值，是清零键则做清零处理，是功能键则又判断是“=”还是运算键，若是“=”则计算最后结果并送 LED 显示，若是运算键则保存相对运算程序的首地址。运算主程序框图如下所示：4、简易计算器源程序OUTBIT equ 07FFDh ; 位控制口OUTSEG equ 07FFCh ; 段控制口IN equ 07FFEh ; 键盘读入口data1 equ 70hdata2 equ 71hdizhi1 equ 72hdizhi2 equ 73hLEDBuf equ 60h ; 显示缓冲l
9、jmp StartLEDMAP: ; 八段管显示码db 3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, 7dh, 07hdb 7fh, 6fh, 77h, 7ch, 39h, 5eh, 79h, 71hDelay: ; 延时子程序mov r7, #0DelayLoop:djnz r7, DelayLoopdjnz r6, DelayLoopretDisplayLED:mov r0, #LEDBufmov r1, #2 ; 共 2 个八段管mov r2, #00000010b ; 从左边开始显示Loop:mov dptr, #OUTBITmov a, #0movx dptr, a ;
10、 关所有八段管mov a, r0mov dptr, #OUTSEGmovx dptr, amov dptr, #OUTBITmov a, r2movx dptr, a ; 显示一位八段管mov r6, #1call Delaymov a, r2 ; 显示下一位rr amov r2, ainc r0djnz r1, LoopretTestKey:mov dptr, #OUTBITmov a, #0movx dptr, a ; 输出线置为 0mov dptr, #INmovx a, dptr ; 读入键状态cpl aanl a, #0fh ; 高四位不用retKeyTable: ; 键码定义db
11、0dh, 0ch, 0bh, 0ahdb 0eh, 03h, 06h, 09hdb 0fh, 02h, 05h, 08hdb 00h, 01h, 04h, 07hGetKey:mov dptr, #OUTBITmov P2, dphmov r0, #Low(IN)mov r1, #00100000bmov r2, #4KLoop:mov a, r1 ; 找出键所在列cpl amovx dptr, acpl arr amov r1, a ; 下一列movx a, r0cpl aanl a, #0fhjnz Goon1 ; 该列有键入djnz r2, KLoopmov r2, #0ffh ; 没有
12、键按下, 返回 0ffhsjmp ExitGoon1:mov r1, a ; 键值 = 列 X 4 + 行mov a, r2dec arl arl amov r2, a ; r2 = (r2-1)*4mov a, r1 ; r1 中为读入的行值mov r1, #4LoopC:rrc a ; 移位找出所在行jc Exitinc r2 ; r2 = r2+ 行值djnz r1, LoopCExit:mov a, r2 ; 取出键码mov dptr, #KeyTablemovc a, a+dptrmov r2, aWaitRelease:mov dptr, #OUTBIT ; 等键释放clr amo
13、vx dptr, amov r6, #10call Delaycall TestKeyjnz WaitReleasemov a, r2retStart:mov sp, #40hmov LEDBuf+0, #0mov LEDBuf+1, #03fhmov dptr, #7FFFhmov a, #89hmovx dptr, aMLoop:call DisplayLED ; 显示call TestKey ; 有键入?jz MLoop ; 无键入, 继续显示call GetKey ; 读入键码Jisuan:mov r3, acjne r3, #0fh, Qita ;判断是否为清零键?mov r3, #
14、00h ;清零mov r4, #00hmov r5, #00hmov data1, #00hmov data2, #00hmov dizhi1, #00hmov dizhi2, #00hmov LEDBuf+0, #0mov LEDBuf+1, #03fhljmp MLoopQita: clr ccjne r3, #0ah ,follow ;判断是数字键还是功能键?follow:jc Shuziljmp GnShuzi: mov a, r4 ;判断是否已有运算符输入，没有就将数值存在jnz Shuzi2 data1，有就将数值存在 data2mov a, r3mov data1, aljmp
15、Xs ;显示第一次输入的数值Shuzi2:mov a, r3mov data2, aljmp Xs ;显示第二次输入的数值Gn: mov r4, #01h ;将 01h 给 r4，说明已有运算符输入cjne r3, #0eh, Ja ;判断键值是否为“=”?mov r4, #00h ;将 r4 清零mov a, dizhi1 ;执行“=”mov dph, amov a, dizhi2mov dpl, amov a, #00hjmp a+dptr ;转到本次输入的算法程序Ja: cjne r3, #0ah, Jn ;若键值为“+”则将“+”的程序首地址存在mov dptr, #Jia dizhi
16、1 和 dizhi2 中mov a, dphmov dizhi1, amov a, dplmov dizhi2, aljmp MLoop Jn: cjne r3, #0bh, Ce ;若键值为“-”则将“-”的程序首地址存mov dptr, #Jian dizhi1 和 dizhi2 中mov a, dphmov dizhi1, amov a, dplmov dizhi2, aljmp MLoop Ce: cjne r3, #0ch, Cu ;若键值为“*”则将“*”的程序首地址存在mov dptr, #Cheng dizhi1 和 dizhi2 中mov a, dphmov dizhi1,
17、amov a, dplmov dizhi2, aljmp MLoop Cu: cjne r3, #0dh, Zhuan ;若键值为“/”则将“/”的程序首地址存在mov dptr, #chu dizhi1 和 dizhi2 中mov a, dphmov dizhi1, amov a, dplmov dizhi2, aZhuan: ljmp MLoop Jia: mov a, data1 ;加法程序add a, data2ljmp XsJian: mov a, data1 ;减法程序subb a, data2ljmp XsCheng: mov a, data1 ;乘法程序mov b, data2
18、mul abljmp XsChu: mov a, data1 ;除法程序mov b, data2div abXs: mov b, #10 ;显示个位数字div abmov r5, amov a, bmov dptr,#LEDMapmovc a, a+dptrmov LEDBuf+1,amov a, r5First:cjne a,#0,Nextljmp MLoop ;运算完后继续扫描键盘Next:mov b,#10 ;显示十位数字div abmov r5, amov a, bmov dptr, #LEDMapmovc a, a+dptrmov LEDBuf+0, amov a, r5ljmp F
19、irstend四、系统调试与存在的问题1在打开一个程序要进行编译运行时，要在项目中打开它，而不是单单以一个文件的形式打开。2打开 WAVE6000 后，需要对仿真器进行设置，然后才能用其对所编程序进行编译并执行。3试验箱上提供的 6 位的 LED 显示器和 4*6 的键盘，而简易计算器只用两位 LED 显示器和 4*4 键盘，所以必须用软件方法把前 4 位 LED 和键盘后 2 列屏蔽掉。4. 十位上的 LED 显示管有数字时才显示，没有数字时不显示，而不是显示“0” ，做清零操作后 LED 显示器个位显示“0” ，而全部关闭不显示。五、心得体会课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现、提出、
20、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域， 在生活中可以说得是无处不在。因此作为电子信息工程专业的学生来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。我的题目是简易计算器，对于我们这些实践中的新手来说，这是一次考验。怎么才能找到课堂所学与实际应用的最佳结合点？怎样让自己的业余更接近专业？怎样让自己的计划更具有序性，而不会忙无一用？这都是我们所要考虑和努力的。这次课程设计我学到很多很多的东西，学会了怎么样去制定计划，怎么样去实现这个计划，并掌握了在执行过程中怎么样去克服心理上的不良情绪。不
21、仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识，掌握了一种系统的研究方法，可以进行一些简单的编程。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，对单片机汇编语言掌握得不够好。这次课程设计通过我们小组的努力终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在老师的辛勤指导下，终于迎刃而解，在此我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！参考文献
