毕业答辩基于单片机的多功能计算器讲述

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Company Logo,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Company Logo,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,指导教师：袁建华,论文题目 基于单片机的多功能计算器,班级：浦电子0904,学生：于颖,学号：26,论文的结构和主要内容,第一局部 计算器的总体功能描述,第二局部 计算器的硬件系统设计,第三局部 计算器的软件系统设计,第四局部 计算器系统的组装与调试,计算器的总体功能描述,1、进行整数的“加、“减、“乘、“除四那么运算；,2、进行根本的四那么运算，键盘只需16个键即可，包括数字键09，符号键“+、“-、“*、“/、“=和一个清零键；,3、运算时所键入的数字，符号+、-、*、/均需要在显示器上显示，当键下“=号键时，显示计算所得的结果；,4、可以进行屡次连续运算，即上次计算所得的结果可以作为下次运算的第一个值；,5、可以进行错误提示，如当除数为零，或者结算结果大于计算器所能运算的范围时(溢出)，在显示器上提示错误并内部归零；,6、附加功能：在计算器顺利完成的根底上对系统进行简单的扩展，如加时钟芯片，让系统既可以作为计算器，同时也可作为电子表，电子表应具备调时功能。,计算器电路原理图,计算器的硬件系统设计,计算器的硬件系统框架,最小系统的设计,单片机最小系统是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路。分为以下几个局部：,1.单片机的选择,2.晶振电路的设计,3.复位电路的设计,键盘接口电路的设计,键盘是一种按键的集合，它是单片机应用系统中最常用的人机对话输入设备，用户通过键盘向单片机输入数据或指令。键盘中每个按键都是一个常开开关电路。本设计是基于单片机的简易计算器的设计，不需要进行复杂的运算，因此，采用44矩阵式键盘16个键来实现根本的“加、“减、“乘、“除运算即可。键盘的硬件结构比较简单，有行输出口和列输出口构成行列式键盘，按键设置在行、列的交点上。,44矩阵式键盘具体按键安排如下：,第0列 第1列 第2列 第3列,第0行01 23,第1行4567,第2行89+-,第3行*/=复位,显示电路的设计,本设计进行的是计算器设计，如果用液晶作为显示器，两行就足够了，一行显示算式，一行显示结果，所以本设计采用TC1602字符型液晶模块进行显示。,TC1602显示模块采用点阵图形来显示字符，显示分为2行、每行16个字符或1行16个字符两种模式，常用模式为2行16个字符。它有16个引脚,。,DS1302,实时时钟电路的设计,在本设计中，DS1302时钟电路属于一个系统扩展模块，是一个附加功能，它跟计算器是别离开来的，在时间和硬件条件的允许下，我决定添加这个模块，让我的计算器除了能进行计算外，还能当电子表使用，使系统功能更加完善。计算器和电子表两种模式通过一个独立按键来进行切换，在同一块液晶屏上显示。,一般的电子表都具有设置时间的功能，我的也不例外。在此模块中，我选择使用4个独立式按键，分别是：“设置、“确认、“+、“-，用来对时间进行设置。设置方法是：按设置键1下，可按“+、“-对“小时进行设置，设置完毕按确认键退出；同理，按设置键2下对“分进行设置，按设置键3下对“秒进行设置。,主模块程序的设计,主模块是系统软件的主框架。结构化程序设计一般有“自上而下和“自下而上两种方式，“自上而下法的核心就是主框架的构建。本设计的主模块的程序流程图如下图：,键盘扫描模块程序的设计,矩阵按键扫描程序是一种节省I/O口的方法,按键数目越多节省I/O口就越可观。键盘扫描模块程序的流程图如下图：,运算模块程序的设计,在此模块中，要实现“加、“减、“乘、“除四种整数的运算，我们需要定义三个数：a、b、c，类型为长整型-2147483648+2147483647；其中a为第一个数，b为第二个数，c为两数运算的结果。本设计还要求可以根据需要进行连续屡次的运算，即把c的值赋给a，输入运算符，再输入b，按下“=号，再得到c，再赋给a，以此反复。运算模块程序流程图如下图：,显示模块程序的设计,在本设计中，液晶只用显示字符，不需要显示汉字或图形，且需要显示的字符在TC1602液晶模块内置的字符发生存储器里都有，在编写程序时，只要查表就可得到相应字符的代码，比较方便。显示程序的流程图如下图：,DS1302,实时时钟模块程序的设计,从前面已经了解到了时钟芯片的功能很强大，设计这局部程序前，我必须对DS1302有关日历、时间的存放器进行深入的了解。在本设计中，我只用到了时间，所以我在这里就只对时间存放器进行解释，时85H、84H、分83H、82H、秒81H、82H存放器及控制存放器8FH、8EHDS1302时钟程序流程图如下图：,计算器系统的组装与调试,软件系统的调试与仿真,在本次设计中，C程序是在Keil软件中编写并编译的，在程序编写中主要出现了以下问题：,1由于程序过长过复杂，容易出现少了或多了一个“的现象。,2有的变量所定义的类型错误，虽然程序无错误，但一仿真结果错误。,3事先未被定义的被调函数放在了主调函数的后面，导致错误。,4所定义的芯片引脚与仿真图中引脚不匹配。,5仿真的结果有时正确有时是乱码,Protues,仿真如图,硬件系统的组装与调试,焊接完毕后就要进行调试了，此过程中出现了以下问题：,1通过STC-ISP软件把在Keil中生成的.hex文件加载到单片机中，开机，进行运算，发现液晶屏点亮但不显示任何数据，经过对电路的检查，发现本应接地液晶第3脚VL接到了电源端，改正后液晶可以显示。,2液晶虽然可以显示了，但在进行计算时并不能正确显示，经过屡次检查，发现硬件并无错误，断定为软件的错误，最后发现软件中液晶初始化不完整，可是在仿真时是正确的，这充分说明了仿真与实际硬件的区别。,计算器进行各种运算的截图,计算器实物如图,大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够顺利完成，要特别感谢我的导师袁建华老师，感谢各位系的老师的关心和帮助。,最后向所有关心和帮助过我的人表示真心的感谢。,致谢,论文题目 基于单片机的多功能计算器,辩论人:于颖,专业:电子信息工程,指导老师:袁建华,南京工业大学2021届本科生,学位论文辩论,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进。,