基于AT89C51单片机的十进制计算器系统设计

基于AT89C51单片机的十进制计算器系统设计,第1张

  本设计是基于AT89C51单片机进行的十进制计算器系统设计,可以完成计算器的键盘输入,进行加、减、乘、除4位无符号数字的简单四则运算,并在LED 上相应的显示结果。硬件方面从功能考虑,首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机,输入采用4×4矩阵键盘。显示采用4位7段共阳极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计,再到程序的编写进行系统设计。

  引言

  1总体设计方案

  1.1系统组成与工作原理

  本系统以51单片机为主控核心,与矩阵键盘、晶振、LED显示管模块一起组合而成。其工作过程为:首先存储单元初始化,显示初始值和键盘扫描,判断按键位置,得出按键值,单片机则对数据进行储存与相应的处理转换,之后送入数码管动态显示。将运算结果送入数码管动态显示。本设计只能进行结果不超过四位数的运算,其功能如下:

  (1)数字键“0”到“9”用数码管显示。

  (2)加法运算:加数与被加数均不能超过9999,加法最终结果不能超过9999.

  (3)减法运算:减法运算正常逻辑为大的数值减去小的数值,本计算器亦如此,只能进行正常逻辑的运算,如为小的数值减去大的数值,则将得到的负数与535相加,得到相应的结果,即如果想进行小数减大数的运算,则把得到的结果减去535即得到负数的正确结果。

  (4)乘法运算:与上述方法一样,计算结果不能超出9999,如溢出则显示结果只有后三位。

  (5)除法运算:除数与被除数均不能超过9999,计算结果只显示整数部分。

  (6)等于键:只有按下等于键才能将运算结果显示出来,否则一直显示上一个数。

  (7)清零功能:程序不稳定或出现错误时,运用清零键回到初始状态,也可用复位键清零。

  2系统硬件设计

  2.1系统硬件总体设计

  本系统由键盘矩阵、LED显示管、这几个部分组成,键盘输入键值,LED显示管显示当前按键及结果。硬件总体设计图1如下:

  

基于AT89C51单片机的十进制计算器系统设计,第2张

  图1硬件总体设计图

  2.2矩阵扫描显示当前按键模块

  利用AT89S51单片机的P0端口的P0.0 - P0.7连接到一个七段数码管的a - h的笔段上,数码管的公共端接电源。矩阵扫描显示当前按键模块见图2.

  

基于AT89C51单片机的十进制计算器系统设计,第3张

  图2矩阵扫描显示当前按键模块

  2.3键盘布局模块

  矩阵键盘的工作原理:计算器的键盘布局如图3所示:一般有16个键组成,在单片机中正好可以用一个P口实现16个按键功能,这种形式在单片机系统中也最常用。

  

基于AT89C51单片机的十进制计算器系统设计,第4张

  图3计算器的键盘布

  

基于AT89C51单片机的十进制计算器系统设计,第5张

  图4系统的软件流程图

  3.2显示程序模块

  显示程序将要显示数值的千位、百位、十位与个位分别计算出来,通过P0段选口输出数值,通过位选口P3^3、P3^4、P3^5、P3^6实现动态显示。

  LED数码管,实现七段数码管的显示四位十进制数。通过段选来显示按键及计算结果的数值。由于本硬件设计选用的是共阳接法,所以对应的段码表如下3.3键盘扫描模块

  本次键盘扫描程序采用的是行列翻转法扫描键盘,即先置行为0,读列值,存在变量1中,然后把列置为0,读行值,存在变量2中,把变量1和变量2相加即为按键对应的键值,下表为相应按键对应的键值

  4结束语

  本计算器是以51系列单片机为核心构成计算器系统,该设计为能进行简易算术运算的计算器,在现有的硬件条件下只能进行结果不超过四位数的运算,能实现加减乘除的运算功能与数字清零功能,以及系统的复位功能。

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原文地址: http://outofmemory.cn/dianzi/2715541.html

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