基于單片機的計算器設計報告 只能計算加減乘除

本設計是硬件電路和軟件編程相結合的設計方案，選擇合適的編程語言是一個重要的環(huán)節(jié)。在單片機的應用系統(tǒng)程序設計時，常用的是匯編語言和C語言。機硬件，程序可讀性和可移植性比較差。而C語言雖然執(zhí)行效率沒有匯編語言高，但語言簡潔，使用方便，靈活，運算豐富，表達化類型多樣化，數(shù)據(jù)結構類型豐富，具有結構化的控制語句，程序設計自由度大，有很好的可重用性，可移植性等特點。

由于現(xiàn)在單片機的發(fā)展已經達到了很高的水平，內部的各種資源相當?shù)呢S富，CPU的處理速度非常的快。用C語言來控制單片機無疑是一個理想的選擇。所以在本設計中采用C語言編寫軟件程序。主程序的設計詳見附錄三。

鍵掃程序的過程為：開始時，先判斷是否有鍵閉合，無鍵閉合時，返回繼續(xù)判斷，有鍵閉合時，先去抖動，然后確定是否有鍵按下，若無鍵按下，則返回繼續(xù)判斷是否有鍵閉合，若有鍵按下，則判斷鍵號，然后釋放，若釋放按鍵完畢，則返回，若沒有釋放按鍵，則返回繼續(xù)釋放。其流程圖如圖5.1所示。

圖5.1 鍵掃程序流程圖

算術運算程序的過程為：先判斷輸入的運算符是+、-、*、/ 中的哪一個，若是+或-，則要判斷運算結果是否溢出，溢出則顯示錯誤信息，沒溢出就顯示運算結果，若是/，則要先判斷除數(shù)是否為零，為零就顯示錯誤信息，不為零則顯示運算結果，若是-，則直接顯示運算結果。其流程圖如圖5.2所示。

顯示程序的過程為：顯示開始時，先進行LCD的初始化，判斷是否顯示漢字或ACSII碼或圖形，若不顯示，則返回，若顯示的是漢字或ACSII碼，則進行相應功能的設置，然后送地址和數(shù)據(jù)，再判斷是否顯示完,顯示完則返回，沒有顯示完則繼續(xù)送地址，若顯示的是圖形，則先進行相應功能的設置，再送行地址和列地址，然后送數(shù)據(jù)，最后判斷是否顯示完，顯示完則返回，沒有顯示完則繼續(xù)送行地址和列地址。其流程圖如圖5.3所示。

常見故障：

1、邏輯錯誤：它是由設計錯誤或加工過程中的工藝性錯誤所造成的。這類錯誤包括錯線、開路、短路等。

2、元器件失效：有兩方面的原因：一是器件本身已損壞或性能不符合要求；二是組裝錯誤造成元件失效，如電解電容、集成電路安裝方向錯誤等。

3、可靠性差：因其可靠性差的原因很多，如金屬化孔、接插件接觸不良會造成系統(tǒng)時好時壞，經不起振動；走線和布局不合理也會引起系統(tǒng)可靠性差。

4、電源故障：若樣機由電源故障，則加電后很容易造成器件損壞。電源故障包括電壓值不符合設計要求，電源引線和插座不對，功率不足，負載能力差等。

調試方法：包括多級調試和聯(lián)機調試。在調試過程中要針對可能出現(xiàn)的故障認真分析，直至檢查出原因并排除。

本次硬件調試過程中，對所出現(xiàn)的問題進行了認真的分析和改正，最后能夠很好的達到設計要求的效果。

軟件調試一般分為以下四個階段：1、 編寫程序并查錯；2、在C語言的編譯系統(tǒng)中編譯源程序3、對程序進行編譯連接，并及時發(fā)現(xiàn)程序中存在的錯誤；4、改正錯誤。

在本次調試中出現(xiàn)的問題有：

1、在程序中有的函數(shù)名未定義；

2、在抄錄程序時，少錄入一些字符，如：“；”、“{”、“-”等符號，而出現(xiàn)錯誤；

3、有一些函數(shù)名錄入時少寫一個字母或順序顛倒；

4、沒有注意函數(shù)名的調用及定義；

5、芯片引腳定義出錯而導致沒有實驗現(xiàn)象。

在軟件調試過程中，對出現(xiàn)的錯誤進行了認真的分析和修改，多次調試成功后，能夠很好的達到既定的設計效果。

單片機源程序如下:

1. ----------------------------------*/
   
2. |  1  |  2  |  3  |  +  |
   
3. - - - - - - - - - - - - -
   
4. |  4  |  5  |  6  |  -  |
   
5. - - - - - - - - - - - - -
   
6. |  7  |  8  |  9  |  *  |
   
7. - - - - - - - - - - - - -
   
8. | C   |  0  |  =  |  /  |
   
9. ----------------------------------*/
   
10. 只能實現(xiàn)基本加減運算，無法實現(xiàn)小數(shù)運算。
    
11. // 加最大9999+9999=19998
    
12. // 減最大9999-0   =9999
    
13. // 乘最大9999*9999=99980001
    
14. // 除 1/9=0.1111 保留小數(shù)點后4位
    
15. #include<reg51.h>
    
16. #define uint unsigned int
    
17. #define uchar unsigned char
    
18. //--------LCD1602-------------------
    
19. //P10-17==== D0-7
    
20. sbit rs=P3^0;                         //指令or數(shù)據(jù)
    
21. sbit wela=P3^1;                       //讀or寫
    
22. sbit lcden=P3^2;                                 //使能信號
    
23. //--------LCD1602-------------------
    
24. //--------KEY-----------------------
    
25. //P2口
    
26. //--------KEY-----------------------
    
27. uchar code table[]= "                ";
    
28. 
    
29. long  int data_a,data_b;                           //第一個數(shù)和第二個數(shù)
    
30. long  int data_c;                                                      //計算結果
    
31. 
    
32. uchar dispaly[10];                    //顯示緩沖
    
33. 
    
34. // 描述: 延時t us函數(shù)
    
35. void LCD_Delay_us(unsigned int t)
    
36. {
    
37.               while(t--);                         //t=0,退出
    
38. }
    
39. // 描述: 延時t ms函數(shù)
    
40. void LCD_Delay_ms(unsigned int t)
    
41. {
    
42.               unsigned int i,j;
    
43.               for(i=0;i<t;i++)                                               //執(zhí)行t次循環(huán)
    
44.               for(j=0;j<113;j++)                                             //執(zhí)行113次循環(huán)
    
45.               ;
    
46. }
    
47. // 描述: 1602液晶寫指令
    
48. void write_com(uchar com)                              //1602液晶寫指令
    
49. {
    
50.               rs=0;                               //寫指令
    
51.               lcden=0;                            //使能1602
    
52.               P1=com;                             //寫入指令com
    
53.               LCD_Delay_ms(1);                     //延時1ms
    
54.               lcden=1;                             //使能1602
    
55.               LCD_Delay_ms(2);                    //延時2ms
    
56.               lcden=0;                                          //使能1602
    
57. }
    
58. // 描述:1602液晶寫數(shù)據(jù)
    
59. void write_date(uchar date)                 //1602液晶寫數(shù)據(jù)
    
60. {
    
61.               rs=1;                                //寫數(shù)據(jù)
    
62.               lcden=0;                             //使能1602
    
63.               P1=date;                              //寫入數(shù)據(jù)date
    
64.               LCD_Delay_ms(1);                      //延時1ms
    
65.               lcden=1;                         //使能1602
    
66.               LCD_Delay_ms(2);                //延時2ms
    
67.               lcden=0;                                      //使能1602
    
68. }
    
69. // 描述:指定x,y寫入字符函數(shù)
    
70. void W_lcd(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char Data)
    
71. {   
    
72.               if (y == 0){write_com(0x80 + x);}      //第一行
    
73.               else{write_com(0xc0 + x);}           //第二行
    
74.               write_date( Data);                   //寫入數(shù)據(jù)
    
75. }
    
76. //指定x,y寫入字符串函數(shù)
    
77. void LCD_Write_String(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s)
    
78. {   
    
79. if (y == 0){write_com(0x80 + x);}                                //第一行
    
80. else{write_com(0xC0 + x);}                                       //第二行
    
81. while (*s)                                    
    
82.               {write_date( *s); s++;}                                     //寫入數(shù)據(jù)
    
83. }
    
84. // 描述:初始化液晶，及畫面初始化
    
85. void init_lcd(void)                        //初始化液晶，及畫面初始化
    
86. {
    
87.               wela=0;                            //寫液晶
    
88.               lcden=0;                           //使能1602
    
89.               write_com(0x38);                   //8 位總線,雙行顯示,5X7 的點陣字符
    
90.               LCD_Delay_us(100);                //延時100us
    
91.               write_com(0x0c);                    //開顯示，無光標，光標不閃爍
    
92.               write_com(0x06);                    //光標右移動
    
93.               write_com(0x01);                     //清屏
    
94.               write_com(0x80);                      //DDRAM 地址歸0
    
95. }
    
96. // 描述: 反轉法鍵盤掃描
    
97. short keycheckdown()                                                               /* 反轉法鍵盤掃描 */
    
98. {
    
99. 
    
100.               short temp1,temp2,temp,a=0xff;
     
101.               P2=0xf0;                                                                                /* 輸入行值（或列值） */
     
102.               LCD_Delay_ms(20);                                                           /* 延時 */
     
103.               temp1=P2;                                                                                        /* 讀列值（或行值） */
     
104.               P2=0xff;
     
105.               LCD_Delay_ms(20);                                                            /* 延時 */
     
106.               P2=0x0f;                                                                                          /* 輸入列值（或行值） */
     
107.               LCD_Delay_ms(20);                                                           /* 延時 */            
     
108.               temp2=P2;                                                                                       /* 讀行值（或列值） */
     
109.               P2=0xff;
     
110.               temp=(temp1&0xf0)|(temp2&0xf);                /* 將兩次讀入數(shù)據(jù)組合 */
     
111.               switch(temp)                                                                          /* 通過讀入數(shù)據(jù)組合判斷按鍵位置 */
     
112.               {
     
113. 
     
114. 
     
115.                             case 0x77 :a=0x0d;break;            //  按鍵/  
     
116.                             case 0x7b :a=0x0e; break;           // 按鍵=            
     
117.                             case 0x7d :a=0;                 break;        / / 按鍵0
     
118.                             case 0x7e :a=0x0f; break;            // 按鍵CE
     
119. 
     
120.                             case 0xb7 :a=0x0c;break;            //               按鍵*
     
121.                             case 0xbb :a=0x9;break;            //  按鍵9
     
122.                             case 0xbd :a=0x8;break;               //  按鍵8
     
123.                             case 0xbe :a=0x7;break;             //               按鍵7
     
124. 
     
125.                             case 0xd7 :a=0x0b;break;            //  按鍵-
     
126.                             case 0xdb :a=0x6;break;              //               按鍵6
     
127.                             case 0xdd :a=0x5;break;              //               按鍵5
     
128.                             case 0xde :a=0x4;break;              //               按鍵4
     
129. 
     
130.                             case 0xe7 :a=0x0a; break;             // 按鍵+
     
131.                             case 0xeb :a=3;break;                            //  按鍵3
     
132.                             case 0xed :a=2;break;                            //  按鍵2
     
133.                             case 0xee :a=1;break;                           //  按鍵1
     
134. 
     
135.                             default :a=0xff;
     
136.               }
     
137.               return a;                                                                                              /* 返回按鍵值 */
     
138. }
     
139. void display_a() //顯示數(shù)據(jù)a
     
140. {
     
141.               dispaly[3]=data_a%10000/1000;              //千
     
142.               dispaly[2]=data_a%1000/100;                   //百
     
143.               dispaly[1]=data_a%100/10;                    //十
     
144.               dispaly[0]=data_a%10;                       //個
     
145. 
     
146.               write_com(0x80+0);                            //顯示數(shù)據(jù)a
     
147.               if(data_a>999){              write_date('0'+dispaly[3]);}      //顯示千位
     
148.               if(data_a>99){              write_date('0'+dispaly[2]);}                            //顯示百位
     
149.               if(data_a>9){              write_date('0'+dispaly[1]);}     //顯示十位
     
150.                                           write_date('0'+dispaly[0]);      //顯示個位
     
151. }
     
152. 
     
153. void display_b()                             //顯示數(shù)據(jù)b
     
154. {
     
155.               write_com(0x80+7);                     //第一行
     
156.               dispaly[3]=data_b%10000/1000;               //千
     
157.               dispaly[2]=data_b%1000/100;                //百
     
158.               dispaly[1]=data_b%100/10;                 //十
     
159.               dispaly[0]=data_b%10;                          //個
     
160. 
     
161. if(data_b>999){              write_date('0'+dispaly[3]); }     //顯示千位  
     
162. if(data_b>99) {              write_date('0'+dispaly[2]); }    //顯示百位
     
163. if(data_b>9)  {              write_date('0'+dispaly[1]); }     //顯示十位
     
164.                                                 write_date('0'+dispaly[0]);      //顯示個位
     
165. }
     
166. 
     
167. //計算結果
     
168. void display_c(x)
     
169. {
     
170. 
     
171.               if(data_c<100000000&&data_c>-1)           //溢出時顯示錯誤
     
172.               {            
     
173. 
     
174.                             dispaly[8]=data_c%1000000000/100000000;                  //萬萬
     
175.                             dispaly[7]=data_c%100000000/10000000;                  //千萬
     
176.                             dispaly[6]=data_c%10000000/1000000;                                //百萬
     
177.                             dispaly[5]=data_c%1000000/100000;                                //十萬
     
178.                             dispaly[4]=data_c%100000/10000;                                              //萬
     
179.                             dispaly[3]=data_c%10000/1000;                                              //千
     
180.                             dispaly[2]=data_c%1000/100;                                                //百
     
181.                             dispaly[1]=data_c%100/10;                                                  //十
     
182.                             dispaly[0]=data_c%10;                                                      //個
     
183.                             write_com(0x80+6+0x40);                  //第一行
     
184.                             if(x==4)
     
185.                             {   
     
186.                             if(data_c>99999999)              {              write_date('0'+dispaly[8]);}    //顯示萬萬
     
187.                             if(data_c>9999999)              {              write_date('0'+dispaly[7]);}   //千萬
     
188.                             if(data_c>999999)              {              write_date('0'+dispaly[6]);}    //百萬
     
189.                             if(data_c>99999)              {              write_date('0'+dispaly[5]);}    //十萬
     
190.                                                                                                                 write_date('0'+dispaly[4]);    //萬
     
191.                                                                                                                 write_date('.');
     
192.                                                                                                                 write_date('0'+dispaly[3]);    //千
     
193.                                                                                                                 write_date('0'+dispaly[2]);    //百
     
194.                                                                                                                 write_date('0'+dispaly[1]);    //十
     
195.                                                                                                                 write_date('0'+dispaly[0]);    //個
     
196.                             }
     
197.               else{
     
198.                             if(data_c>99999999)              {              write_date('0'+dispaly[8]);}    //顯示萬萬
     
199.                             if(data_c>9999999)              {              write_date('0'+dispaly[7]);}    //千萬
     
200.                             if(data_c>999999)              {              write_date('0'+dispaly[6]);}    //百萬
     
201.                             if(data_c>99999)              {              write_date('0'+dispaly[5]);}    //十萬
     
202.                             if(data_c>9999)                            {              write_date('0'+dispaly[4]);}    //萬
     
203.                             if(data_c>999)                            {              write_date('0'+dispaly[3]);}    //千
     
204.                             if(data_c>99)                            {              write_date('0'+dispaly[2]);}    //百
     
205.                             if(data_c>9)                            {              write_date('0'+dispaly[1]);}    //十
     
206.                                                                                                                 write_date('0'+dispaly[0]);    //個
     
207.                             }
     
208.               }
     
209.               else                                               //溢出時顯示錯誤
     
210.               {
     
211.                             write_com(0x80+11+0x40); //第一行
     
212.                             write_date('E');         //顯示 E
     
213.                             write_date('r');         //顯示R
     
214.                             write_date('r');                            //顯示R
     
215.                             write_date('o');                            //顯示O
     
216.                             write_date('r');                            //顯示E
     
217.               }
     
218. }
     
219. 
     
220. void eql(uchar x)//加減乘除運算
     
221. {
     
222.               switch(x)                            /*功能鍵選擇*/
     
223.                                           {  
     
224.                                                         case 1:data_c=data_a+data_b;break;                               //加  /* + S=1 */ /* 數(shù)值轉換函數(shù) */                                                                                                                             
     
225.                                                         case 2:if(data_a>=data_b){data_c=data_a-data_b;} /* - S=2 *///減
     
226.                        else{data_c=data_b-data_a;W_lcd(5,1,'-');} //負數(shù)符號
     
227.                                                                          break;               
     
228.                                                         case 3:data_c=(data_a*data_b);break;                              /* * S=3 *///乘
     
229.                                                         case 4:if(data_b==0){LCD_Write_String(0,1,"Error !");}else{data_c=(data_a*10000)/data_b;}break;                              /* / S=4       *///除//溢出時顯示錯誤
     
230.                                                         case 0:break;
     
231.                                           }               
     
232. }
     
233. void main()
     
234. {
     
235.               uchar   key=0xff;               //鍵值初始化
     
236.               uchar   n=0;                                                                      //第1個數(shù)可以按1-4次
     
237.               uchar   m=5;                                                                       //第2個數(shù)可以按1-4次
     
238.               uchar   x=0;
     
239.               data_a=0;                       //前一個數(shù)
     
240.               data_b=0;                       //后一個數(shù)
     
241.               data_c=0;                       //結果
     
242.               init_lcd();                                                                        //1602液晶初始化
     
243.               display_a();
     
244.     while(1)
     
245.                 {
     
246.                               key=keycheckdown();                                          /*動態(tài)掃描鍵盤，返回按鍵對應值，賦給j        key=0到f */
     
247.                             if(0xff!=key)                                                        /*若返回值有效，進入內部處理程序*/
     
248.                             {
     
249.                               if(key<10)
     
250.                               {
     
251.                       if(n<4){data_a=data_a*10+key;m=5;display_a();}n++;  //首先輸入第一個數(shù)
     
252.                                 if(m<4){data_b=data_b*10+key;n=5;display_b();}m++;  //必須按了+-*/才能輸入第二個數(shù)                           
     
253.                               }
     
254.           else
     
255.           {              switch(key)                            /*功能鍵選擇*/
     
256.                                                                       {
     
257.                                                                                     case 0xa:n=5;m=0;x=1;W_lcd(5,0,'+');break; //加  /* + S=1 */ /* 數(shù)值轉換函數(shù) */                                                                                                                             
     
258.                                                                                     case 0xb:n=5;m=0;x=2;W_lcd(5,0,'-');break;                              /* - S=2 *///減
     
259.                                                                                     case 0xc:n=5;m=0;x=3;W_lcd(5,0,'*');break;                              /* * S=3 *///乘
     
260.                                                                                     case 0xd:n=5;m=0;x=4;W_lcd(5,0,'/');break;                              /* / S=4 *///除
     
261.                                                                                     case 0xe:n=5;m=5;eql(x);W_lcd(12,0,'=');display_c(x);break;                 /* = */
     
262.                                                                                     case 0xf:n=0;x=0;m=5; data_a=0;data_b=0;data_c=0;LCD_Write_String(0,0,table);LCD_Write_String(0,1,table);W_lcd(0,0,'0');break; /*     C*/
     
263.                                                                       }                                             
     
264.                               }
     
265.                                           do{P2=0xf0;}while(P2!=0xf0);                            /*等待按鍵松開*/
     
266.                               }//(0xff!=key)               
     
267. ……………………
     
268. 
     
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