计算器计算器课程设计

单片机技术课程设计说明书单片机技术课程设计说明书 计算器 学生姓名 指导教师职称 专业 班级 学号 完成时间 学院 湖南工学院单片机技术课程设计课题任务书湖南工学院单片机技术课程设计课题任务书 学院专业 指导教师 课题名称 学生姓名 计算器 内 容 及 任 务 一、设计任务 设计一个具有特定功能的计算器。 二、设计内容 1、计算器的硬件系统 （1、单片机最小系统模块 （2）、供电模块 （3）、显示模块 （4）、键盘模块 2、计算器的软件系统 （1）、系统监控程序模块 （2）、显示程序模块 （3）、键盘程序模块 （4）、各种计算程序模块 三、设计要求 该计算器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。 能实现（1）基本的加、减、乘、除、平方、开方；（2）三角函数运算；（3）十进 制、十六进制转换运算；（4）其它功能。 [1]李广弟.单片机基础[M].第 3 版.北京北京航空航天大学出版社，2003.6. [2]李全利.单片机原理及应用（C51 编程）[M].北京高等教育出版社，2012.12. [3]马忠梅.单片机的 C 语言应用程序设计[M].第 4 版.北京北京航空航天大学出版 社，2003.6. [4]李光飞.单片机 C 程序设计指导[M].北京北京航空航天大学出版社，2003.01. [5]李光飞.单片机课程设计实例指导[M].北京北京航空航天大学出版社，2004.9. 教研室主任（签字） 年月日 主 要 参 考 资 料 教 研 室 意 见 摘要 随着社会的发展，科学的进步，人们的生活水平在逐步的提搞，尤其是微电子 技术的发展，犹如雨后春笋般变化。单片机的应用已经越来越贴近生活，用单片 机来实现一些电子设计也变得容易起来。 计算器在人们的日常中是比较常见的电 子产品之一。可是它还在发展之中，以后必将出现功能更加强大的计算器。基于 这样的理念，本次设计是用单片机来设计的计算器。 该设计以 STC89C54RD单片机为控制运算器，以4*4 矩阵键盘和 6 个独立 按键控制，以 LCD1602 液晶显示，以 USB 接口充电来供电。 对于此计算器我用了 23 个按键，10 个数字键，4 个常用运算键，1 个等号 键，1 个清零键，1 个平方键，1 个开方键，3 个三角函数运算键，1 个十进制转 十六进制按键和 1 个十六进制转十进制按键。 该计算器上电后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。能实现基 本的加、减、乘、除、平方、开方；还能实现三角函数运算和十进制、十六进制 转换运算。已符合设计要求，具有一定的推广价值。 关键词单片机；LCD1602 液晶显示；矩阵键盘；独立式键盘 I 目录 1绪论.1 1.1计算器研究意义 .1 1.2实现功能 .1 1.3工作原理 .2 2计算器硬件系统设计.3 2.1 STC89C54RD单片机简介 3 2.2电源模块 .4 2.3复位模块 .4 2.4时钟模块 .4 2.5下载模块 .5 2.6显示模块 .5 2.7输入模块 .6 2.8电路原理图 .7 2.9电路实物图 .7 2.10 元器件清单 .7 3计算器软件系统设计.7 3.1单片机资源使用 .8 3.2监控函数模块 .8 3.3显示模块 .8 3.4键扫模块 .9 3.5延时模块 .9 3.6定时模块 10 3.7系统程序清单 10 4实物调试11 4.1操作使用说明 11 4.2测试过程 11 4.3计算器误差分析 14 4.4设计体会 14 结束语.16 II 参考文献.17 致谢.18 附录.19 附录 A电路原理图19 附录 B电路实物图20 附录 C元器件清单21 附录 D程序清单22 III 1绪论 1.1 计算器研究意义 中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策，又被叫做算筹。这种算筹多用竹 子制成，也有用木头，兽骨充当材料的。约二百七十枚一束，放在布袋里可随身 携带。 直到今天仍在使用的珠算盘， 是中国古代计算工具领域中的另一项发明， 明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同。 17 世纪初，西方国家的计算工 具有了较大的发展，英国数学家纳皮尔发明的“纳皮尔算筹”，英国牧师奥却德发 明了圆柱型对数计算尺，这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算，甚至 可以计算三角函数，指数函数和对数函数， 这些计算工具不仅带动了计算器的发 展， 也为现代计算器发展奠定了良好的基础， 成为现代社会应用广泛的计算工具。 随着电子技术的不断发展， 计算器的功能也越来越强大，已经不仅仅限于单 纯的数学运算和函数运算，各种功能强大的计算器在财务、银行、工程、测绘等 方面也得到了广泛的应用。 国内的计算器从产生到发展成熟， 也经历了一段过程。 从简单的计算到复杂的计算，从单功能到多功能。近年来国内的计算器呈现出新 的特点，不仅设计精巧、紧凑，功能实用、简练。包括数据记录、声音提示、 公式运算、财务计算、外币兑换、解方程式、衡（计）量换算、 将数值转换为 中文大写金额和英文 等，而且成本也减少了。而随着计算机的普及，又出现了 软件计算器，软件计算器的功能更加强大，而且计算的位数增加，更加精确，而 且懂得计算机的人可以借助软件来设计各种不同的计算器，实现功能裁剪，因此 非常灵活。 软件计算器的缺点是携带不便。真正来说国内计算器的设计是以实用 为前提的。 而国外的计算器的发展已经发展到各行各业， 外设大多凝集了其它产品的功 能， 而且许多功能让人觉得实在离谱。把实用性和科学应用联合起来才能适应更 多的应用场合， 因此决定设计一个实用性和科学性相结合的计算器作为我的研究 课题。 在检测系统设计中熟悉并了解将作为单片机为控制核心， 并辅以矩阵键盘和 独立式键盘以实现课题所要求的功能。 本课题主要要求掌握计算器相应的软硬件 实现方法。 扎实掌握并运用课题相关的学科理论知识，根据实际电路尽量设计制 作出完美的计算器，以实现理论与实践的统一。 1.2实现功能 （1）计算器在上电或按键复位之后能自动显示系统提示符“P”， 进入准备工 作状态。 1 （2）计算器能实现基本的加、减、乘、除、平方、开方。 （3）实现三角函数运算。 （4）能十进制、十六进制转换运算。 1.3 工作原理 设计一个计算器，设计中采用的是 STC89C54RD 单片机用软件实现数据 信号的输出。 该单片机是一个微型计算机， 包括中央处理器 CPU， RAM， ROM， I/O 接口电路、定时计数器、串行通讯等，是计算器设计的核心。总体原理为 利用 STC89C54RD 单片机构造多功能处理，可进行计时以及监控外部中断系 统，通过 C 语言对单片机的编程即可进行运算传送信号，并可以通过键盘进行 各种功能的转换，当输出的信号通过显示器显示输出的信息。硬件系统以 STC89C54RD单片机为控制核心，辅以 LCD1602 液晶显示、键盘输入模块等电 路实现计算器的基本功能；软件系统包括包含延时模块、键扫模块、显示模块、 定时模块、监控函数模块。总体设计框图如图 1 所示。 图 1总体硬件电路框图 2 2计算器硬件系统设计 2.1STC89C54RD单片机简介