单片机简易计算器设计.doc

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 ; 没有键按下, 返回 0ffhsjmp ExitGoon1:mov r1, a ; 键值 = 列 X 4 + 行mov a, r2dec arl arl a