畢業(yè)設(shè)計_基于C51單片機的簡易計算器的設(shè)計演示PPT

1、模擬計算器基于單片機的簡易計算器的制作13456789CL022很高興侯老師能夠在百忙之中聽我們的結(jié)業(yè)答辯!課題課題名稱計算器模擬系統(tǒng)的設(shè)計與制作部門或單位 吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院組長關(guān)春龍組員齊向東、王占朋、張成成果形式論文 設(shè)計作品 實物制作適用專業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)完成課題任務(wù)的學(xué)生數(shù)4背景 單片機已逐漸成為電子產(chǎn)品研制和開發(fā)中首選的控制器，它的應(yīng)用越來越成為人們關(guān)注的焦點，計算器在日常生活中是比較常見的電子產(chǎn)品之一。用單片機來實現(xiàn)計算器的基本功能這一課題不僅能與生活實際相結(jié)合，又能很好的驗證應(yīng)電專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)知識和動手能力，其難度適合?？粕O(shè)計制作。設(shè)計要求 （1）計算器能顯示4位數(shù)字，開機運

2、行時，只有數(shù)碼管最低位顯示為“0”，其余位全部不顯示； （2）具有44鍵盤，分別表示09、/ 、和清零鍵CL，輸入的數(shù)字從設(shè)計的鍵盤輸入； （3）可對兩個無符號數(shù)進行加、減、乘、除運算，并顯示計算結(jié)果。 （4）結(jié)果溢出時發(fā)出“嘀”報警聲。 （5）制作出實物，寫出合格的結(jié)業(yè)論文。 （6）相互協(xié)作完成任務(wù)。本設(shè)計收獲或成效 （1）查閱資料、熟悉計算器模擬系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計思路。 （2）掌握單片機軟件編程方法，了解硬件設(shè)計制作和方法。 （3）提高電路制作（protel99se軟件）和調(diào)試能力。 （4）提高畢業(yè)論文的撰寫能力。 （5）提高與人合作的能力和意識。7任務(wù)進程選擇適合自己的畢業(yè)課題課題申報

3、表，任務(wù)書的下達查找資料，策劃任務(wù)PCB板畫板(使用Altium DXP畫板），軟件設(shè)計及編寫(KEIL、及C-Free)，Proteus軟件的仿真、調(diào)試。后期細(xì)微修改。提交PCB文件進行打樣，購買元器件，焊接元件，燒錄軟件，調(diào)試實物。成果匯報PPT制作。畢業(yè)論文的編寫及修改，答辯。使用到的工具軟件使用到的工具：電烙鐵、可調(diào)電源、萬用表、計算機。硬件部分的設(shè)計多個方案的對比方案一：在一開始設(shè)計的時候，我們采用了P0口（ P0口加上10K上拉電阻）作為段碼驅(qū)動顯示，P2口作為位驅(qū)動，P1口作為鍵盤驅(qū)動識別，這樣，P0口作為段驅(qū)動，可以使數(shù)碼管更亮（通過調(diào)節(jié)上拉電阻的阻值，單片機其他準(zhǔn)IO口內(nèi)部有

4、30K的上拉電阻，這里采用10K的上拉電阻，可以比其他IO口輸出更大的電流）缺點，鍵盤布局不適合使用操作，PCB布線較多的跳線。方案二：采用P1口段驅(qū)動顯示，P2口位驅(qū)動，在段驅(qū)動加上74LS244緩沖器，使顯示更穩(wěn)定，P0口加上10K上拉電阻作為鍵盤掃描識別。顯示依然不夠穩(wěn)定，PCB布線跳線較多，如果開發(fā)為兩塊板，導(dǎo)線需要較多，不夠穩(wěn)定。多個方案的對比方案三：在設(shè)計確定方案的過程中，我們設(shè)計了好幾種方案，也不斷地改進中，最終確定使用顯示板使用MAX7219驅(qū)動兩個共陰四位七段數(shù)碼管顯示數(shù)字。因為使用MAX7219驅(qū)動數(shù)碼管顯示，亮度穩(wěn)定，不閃爍，具有10MHz連續(xù)串行口 、獨立的LED段控制

5、 、數(shù)字的譯碼與非譯碼選擇 、150A的低功耗關(guān)閉模式、亮度的數(shù)字和模擬控制 、高電壓中斷顯示 、共陰極LED顯示驅(qū)動 等特點，同時，顯示接口簡單（只有VCC 5V電源輸入，可以和單片機同源供電，GND端，LOAD數(shù)據(jù)裝載輸入端，CLK時鐘輸入端，和DIN串行數(shù)據(jù)輸入端。硬件布局仿真電路圖BINCLKLOADP13P14P15AD7AD2AD3AD4AD5AD6A15A8A9A10A11A12A13A14P16P17AD1AD0AD0GNDVCCGNDAD1AD2AD3AD4AD5VCCAD6AD2AD7AD6VCCAD0AD1AD3AD4AD5AD7P3.0P3.4BINLOADCLKDOU

6、TISETACDEFGDPDIG0DIG1DIG2DIG3DIG4DIG5DIG6DIG7P3.4BISETVCCABCDEFGDPDIG0DIG1DIG2DIG3DIG4DIG5DIG6DIG7（1）計算器能顯示8位數(shù)字，開機運行時，只有數(shù)碼管最低位顯示為“0”，其余位全部不顯示；（2）具有44鍵盤，分別表示09、/ 、和清零鍵CL，輸入的數(shù)字從設(shè)計的鍵盤輸入；（3）可對兩個無符號數(shù)進行加、減、乘、除運算，并顯示計算結(jié)果。（4）結(jié)果溢出時發(fā)出“嘀”報警聲8051 CALCULATOR(簡易計算器）XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/

7、AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C5112365489=7+ +CON0ABCD1243KEYPA

8、D4*4KEYPAD234567891RP1RESPACK-8X1CRYSTALC134pFC234pFC322uFR11kBUZ1BUZZERA14B16C20D23E21F15G17DP22DIG02DIG111DIG26DIG37DIG43DIG510DIG65DIG78DIN1LOAD12CLK13ISET18DOUT24U2MAX7219Q1NPNC40.01uFR31kLED7SEG-MPX8-CA-BLUEAT89C517SEG-MPX8-LEDKEYPADRESPACKMAX7219仿真中BINCLKLOADP13P14P15AD7AD2AD3AD4AD5AD6A15A8A9A

9、10A11A12A13A14P16P17AD1AD0AD0GNDVCCGNDAD1AD2AD3AD4AD5VCCAD6AD2AD7AD6VCCAD0AD1AD3AD4AD5AD7P3.0P3.4BINLOADCLKDOUTISETACDEFGDPDIG0DIG1DIG2DIG3DIG4DIG5DIG6DIG7P3.4BISETVCCABCDEFGDPDIG0DIG1DIG2DIG3DIG4DIG5DIG6DIG7（1）計算器能顯示8位數(shù)字，開機運行時，只有數(shù)碼管最低位顯示為“0”，其余位全部不顯示；（2）具有44鍵盤，分別表示09、/ 、和清零鍵CL，輸入的數(shù)字從設(shè)計的鍵盤輸入；（3）可對兩個

10、無符號數(shù)進行加、減、乘、除運算，并顯示計算結(jié)果。（4）結(jié)果溢出時發(fā)出“嘀”報警聲8051 CALCULATOR(簡易計算器）XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1

11、528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C5112365489=7+ +CON0ABCD1243KEYPAD4*4KEYPAD234567891RP1RESPACK-8X1CRYSTALC134pFC234pFC322uFR11kBUZ1BUZZERA14B16C20D23E21F15G17DP22DIG02DIG111DIG26DIG37DIG43DIG510DIG65DIG78DIN1LOAD12CLK13ISET18DOUT24U2MAX7219Q1NPNC40.01uFR3

12、1kLED7SEG-MPX8-CA-BLUEAT89C517SEG-MPX8-LEDKEYPADRESPACKMAX7219電源部分的設(shè)計電源部分的設(shè)計沒有涉及到變壓，整流部分，只是對器件BNC（DC頭）的直流5V電壓進行開關(guān)設(shè)計，電源指示，穩(wěn)壓，限壓，濾波作用，其中使用到了5.1V/1W穩(wěn)壓管，使供給單片機的和其他部分模塊的電源限制在5V，或低于5V。LED5.1V穩(wěn)壓管 DC頭串口 RS232程序下載左邊的原理圖為程序燒寫模塊，使用串口進行程序的下載。適用于STC 51系列單片機，Atmel的89S51平預(yù)留有接插件，方便程序下載，下載板需另外制作。單片機周邊設(shè)計在進行I/O口工作分配的時

13、候，考慮到布線及產(chǎn)品的美觀性，以及操作的簡易性，P1口為顯示驅(qū)動，P0口接上拉電阻（103，10K），用于鍵盤掃描，蜂鳴器由P34口驅(qū)動，使用上電自動復(fù)位，時鐘部分使用12MHz晶振。驅(qū)動顯示接口顯示板供電口復(fù)位時鐘電路103排阻，P0鍵盤掃描單片機周邊設(shè)計P3.0，P3.1專用單片機程序下載，其他I/O口未使用。P2口閑置，備以后擴展使用。J20其中三個引腳接到P1.0，P1.1，P1.2，分別為LOAD（數(shù)據(jù)裝載輸入端）,CLK（單片機提供給顯示驅(qū)動芯片MAX7219的時鐘信號）,DIN(串行數(shù)據(jù)輸入）,加上兩個電源端口，驅(qū)動顯示板。驅(qū)動顯示接口顯示板供電口復(fù)位時鐘電路103排阻，P0鍵盤

14、掃描鍵盤掃描鍵盤掃描由P0口驅(qū)動。采用4*4鍵盤設(shè)計，滿足設(shè)計要求的所有功能。顯示板顯示板電路原理圖，使用MAX7219驅(qū)動數(shù)碼管，它將單片機傳送過來的顯示信號進行解碼，驅(qū)動數(shù)碼管顯示。具有亮度穩(wěn)定，不閃爍，可達10MHz的掃描頻率。顯示信號傳輸用線少，適合把主板和顯示板分開設(shè)計。接口定義為（只有VCC 5V電源輸入，可以和單片機同源供電，GND端，LOAD數(shù)據(jù)裝載輸入端，CLK時鐘輸入端，和DIN串行數(shù)據(jù)輸入端)。MAX7219顯示驅(qū)動IC驅(qū)動顯示接口顯示板供電口顯示亮度控制兩塊7段四位數(shù)碼管主板原理圖軟件部分設(shè)計顯示端口定義 /使用時應(yīng)保證本計算器的輸入數(shù)值與輸出數(shù)值均不大于65536 數(shù)

15、碼管驅(qū)動芯片用的MAX7219，運算和鍵盤掃描用STC89C51 #include /調(diào)用庫函數(shù) unsigned char key,temp; #define DIN P1_0 /串行數(shù)據(jù)輸入引腳 #define CLK P1_1 /同步時鐘 #define LOAD P1_2 /數(shù)據(jù)輸入使能鍵盤掃描子程序數(shù)據(jù)發(fā)送子程序/-數(shù)據(jù)發(fā)送子程序-void send(unsigned char addr,unsigned char dat) unsigned char ADS,i,j; LOAD=0; i=0; while(i16) if(i=1;j-) DIN=ADS&0 x80; ADS

16、=1; CLK=1; CLK=0; i+=8; LOAD=1;/驅(qū)動MAX7219，將顯示代碼傳送給MAX7219.數(shù)據(jù)顯示子程序n0=n/10000000; n1=(n/1000000)%10; n2=(n/100000)%10; n3=(n/10000)%10; n4=(n/1000)%10; n5=(n/100)%10; n6=(n/10)%10; n7=n%10;/傳輸數(shù)據(jù)的編碼/-數(shù)據(jù)顯示子程序-void display(unsigned long int n) unsigned char n0; unsigned char n1; unsigned char n2; unsigne

17、d char n3; unsigned char n4; unsigned char n5; unsigned char n6; unsigned char n7; 主函數(shù)（運算主程序）/-主函數(shù)- void main(void) unsigned long int first; unsigned long int second; unsigned long int result;/最終運算結(jié)果 unsigned char op;/用來存儲+、-、*、/操作符鍵的值 unsigned char flag,flag1; P3_4=0;LOOP: first=0;second=0;result=0

18、;op=0;flag=1;flag1=0; display(0); while(1) KeyScan(); if(key0&flag=1) if(key=10) key=0; first=first*10+key;key=0; display(first); delay10ms(30); KeyScan(); if(key12&key=16) op=key;key=0; flag=2;主函數(shù)（運算主程序） KeyScan(); if(key0&flag=2) if(key=10) key=0; second=second*10+key;key=0; display(second); flag1=1; delay10ms(30); KeyScan(); if(key=12