【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 N Y N Y N Y 圖 42 鍵盤掃描模塊程序流程圖 (3)判斷按鍵是否釋放。首先要計(jì)算出閉合鍵的鍵值，然后對(duì)按鍵判斷是否釋放。如果按鍵釋放就等待；如果鍵已經(jīng)釋放，那么就再延時(shí)消抖。 (4)命令處理。輸入閉合鍵的鍵值后，程序自動(dòng)實(shí)現(xiàn)該鍵已經(jīng)設(shè)定的功能。 開始 是否有鍵按下 消抖 確實(shí)有鍵按下 判斷并計(jì)算鍵號(hào)，執(zhí)行相應(yīng)命令 按鍵是否釋放 返回 第四章 計(jì)算器的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 在這個(gè)模塊中，我要實(shí)現(xiàn)“加”、“減”、“乘”、“除”四種整數(shù)的運(yùn)算，需要定義三個(gè)數(shù)： x、 y、 z ，類型為長(zhǎng)整型（ 2147485648～ +2147485647）；其中 x為第一個(gè)數(shù)， y為第二個(gè)數(shù)， z 為兩數(shù)運(yùn)算的結(jié)果。這次設(shè)計(jì)還要 求可以根據(jù)需要進(jìn)行連 續(xù)多次的運(yùn)算，即把c的值賦給 x，輸入運(yùn)算符，再輸入 y，按下“ =”號(hào)，再得到 z，再賦給 x，以此反復(fù)執(zhí)行。 在運(yùn)算中 x的值有可能是負(fù)數(shù)，而 y必定是正數(shù)，所以我在進(jìn)行“加”、“減”、“乘”三種運(yùn)算時(shí)都可能會(huì)有溢出，都需要進(jìn)行報(bào)錯(cuò)；在除法運(yùn)算時(shí)，若除數(shù)為 0，也需要報(bào)錯(cuò)。 設(shè) d=+2147485647， e=2147485648，判斷溢出的方法是： （ 1）加法：當(dāng) 0xd 時(shí)，若 ydy，則溢出； （ 2）減法：當(dāng) ex0 時(shí)，若 yxe，則溢出； （ 3）乘法：當(dāng) 0xd 時(shí)，若 yd/x，則溢出； 當(dāng) ex0 時(shí)，若 ye/x，則溢出； 這次需要當(dāng)心的地方就是在設(shè)計(jì)過程中除法運(yùn)算時(shí)為了保留四位小數(shù)需對(duì) z 轉(zhuǎn)化為float 型并進(jìn)行 10000 的操作，可以想象當(dāng) z + 時(shí)， z擴(kuò)大一萬(wàn)倍就不再屬于長(zhǎng)整型的范圍了，這就產(chǎn)生了溢出錯(cuò)誤。為了阻止這種情況的發(fā)生，這次設(shè)計(jì)規(guī)定了當(dāng)z + 或 z 時(shí)，結(jié)果顯示不保留小數(shù)；當(dāng) z+ 或z 時(shí)，結(jié)果顯示保留四位小數(shù)。運(yùn)算模塊程序流程圖如圖 43 所示。 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 17 N Y Y N 圖 43 運(yùn)算模塊程序流程圖 在這次 設(shè)計(jì)中，顯示器上只需要顯示數(shù)字和符號(hào)，不需要顯示圖形或者漢字，而且需要顯示的數(shù)字和符號(hào)都有在 TC1602 液晶模塊內(nèi)置的字符發(fā)生存儲(chǔ)器里，在編程時(shí)，通過開始 判斷是哪個(gè)運(yùn)算符 加 減 乘 除 除數(shù)是否為0 運(yùn)算結(jié)果是否溢出 數(shù)值送顯示緩沖區(qū) 錯(cuò)誤信息送顯示緩沖區(qū) 第四章 計(jì)算器的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 查表就可得到相應(yīng)字符的代碼。 顯示程序的流程圖如圖 44 所示。 N Y Y N Y 圖 44 顯示程序流程圖 在這個(gè)模塊中，我們需要了解液晶的基本操作時(shí)序 —— 寫指令和寫數(shù)據(jù)。寫指令：輸入： RS=L， RW=L， D0～ D7=指令碼， E=高脈沖；輸出：無(wú)。寫數(shù)據(jù)：輸入： RS=H， RW=L，D0~D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖；輸出：無(wú)。 開顯示 液晶初始化 判斷是否顯示字符 送地址 送數(shù)據(jù) 相應(yīng)功能的設(shè)置 判斷是否顯示完 返回 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 19 DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊程序的設(shè)計(jì) 從前面已經(jīng)了解到了時(shí)鐘芯片的功能很強(qiáng)大，設(shè)計(jì)這部分程序前，我必須對(duì) DS1302有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器進(jìn)行深入的了解。在本設(shè)計(jì)中 ，我只用到了時(shí)間，所以我在這里就只對(duì)時(shí)間寄存器進(jìn)行解釋，時(shí)（ 85H、 84H）、分（ 83H、 82H）、秒（ 81H、 82H）寄存器及控制寄存器（ 8FH、 8EH）介紹如表 41 所示。 表 41 時(shí)、分、秒、控制寄存器介紹 讀寄存器 寫寄存器 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 范圍 81H 80H CH 10 秒 秒 00~59 83H 82H 10 分 分 00~59 85H 84H 0 0 20時(shí) 10時(shí) 時(shí) 0~23 8FH 8EH WP 0 0 0 0 0 0 0 ——— 從表中，可以很明了的知道以上寄存器的功能和使用方法，需要說明的是控制寄存器的位 7（ WP）是寫保護(hù)位，其他七位都為 0，在對(duì)任何時(shí)鐘和 RAM 進(jìn)行寫操作前， WP必須為 0。當(dāng) WP 為 1 時(shí)，禁止對(duì)任一寄存器進(jìn)行寫操作，也就是說在電路上電的初始態(tài)WP 為 1，必須先將它置為 0，才可進(jìn)行寫操作。還有 秒寄存器的位 7 位定義為時(shí)鐘暫停標(biāo)志（ CH）位置為 1 時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止， DS1302 時(shí)鐘芯片處于低功耗狀態(tài)；為 0 時(shí)，時(shí)鐘開始運(yùn)行。 例如，執(zhí)行以下語(yǔ)句，就在時(shí)鐘芯片中寫入了時(shí)間 —— 11:20:05。 write_ds1302(0x8e,0x00)。 //去保護(hù) write_ds1302(0x84,0x12)。 //寫小時(shí)， 11 時(shí) write_ds1302(0x82,0x30)。 //寫分鐘， 20 分 write_ds1302(0x80,0x01)。 //寫秒鐘， 05 秒 write_ds1302(0x8e,0x80)。 //寫完后，上保護(hù) DS1302 時(shí)鐘程序流程圖如圖 45 所示。 第四章 計(jì)算器的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 N N Y Y 圖 45 DS1302時(shí)鐘程序流程圖 開始 相關(guān)變量初始化 DS1302 去保護(hù) 復(fù)位端產(chǎn)生一個(gè)高電平 寫 1302地址 延時(shí) 向該地址寫數(shù)據(jù) 地址增加 數(shù)據(jù)是否寫完 復(fù)位端產(chǎn)生一個(gè)高電平 寫 1302 地址 延時(shí) 將該地址數(shù)據(jù)讀出 地址增加 數(shù)據(jù)是否讀完 顯示數(shù)據(jù) 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 21 第五章 計(jì)算器系統(tǒng)的組裝與調(diào)試 在本次設(shè)計(jì)中， C程序是在 Keil 軟件中編寫并編譯的， 在程序編寫中主要出現(xiàn)了以下問題： （ 1）在進(jìn)行編程的時(shí)候，因?yàn)槌绦蜻^長(zhǎng)過復(fù)雜，容易出現(xiàn)少了或多了一個(gè)“ }”的現(xiàn)象。 （ 2）有的變量所定義的類型錯(cuò)誤，雖然程序沒有錯(cuò)誤，但仿真后結(jié)果錯(cuò)誤。 （ 3）事先未被定義的被調(diào)函數(shù)放在了主調(diào)函數(shù)的后面，導(dǎo)致錯(cuò)誤。 （ 4）事先定義的芯片引腳與仿真圖中引腳不是同一個(gè)。 （ 5）仿真的結(jié)果有時(shí)正確有時(shí)是亂碼，例如： 6+15=21 正確，但若是運(yùn)算2148787845+26，結(jié)果就是亂碼。這是因?yàn)橄到y(tǒng)本身定義的是長(zhǎng)整型，而此結(jié)果已經(jīng)溢出，不屬于長(zhǎng)整型了，我們一眼就能看出是溢出，應(yīng)該提示 錯(cuò)誤信息，但是計(jì)算機(jī)不能，所以在編寫程序時(shí)不能直接判斷運(yùn)算結(jié)果是否大于長(zhǎng)整型，而應(yīng)該間接判斷，判斷方法在運(yùn)算模塊的設(shè)計(jì)中已講解過。 在 Keil 和 Protues 的聯(lián)合調(diào)試下，經(jīng)過了多次認(rèn)真的分析與修改，程序終于能實(shí)現(xiàn)我預(yù)期的要求。 Protues 仿真如圖 51 所示。 第五章 計(jì)算器系統(tǒng)的組裝與調(diào)試 22 圖 51 Protues 仿真圖 在成功的進(jìn)行軟件仿真后，下一步要做的就是焊接硬件實(shí)物了，焊在焊接前一定要認(rèn)真閱讀焊接注意事項(xiàng)，并在萬(wàn)能電路板上對(duì)各元件的放置進(jìn)行合理布局，此時(shí)不僅要考慮正面整體的美觀，還要考慮背 面布線的方便性，盡可能減少布線的復(fù)雜度。 焊接好后要做的就是進(jìn)行調(diào)試，這個(gè)過程中遇到的問題如下： （ 1）通過 STCISP 軟件把在 Keil 中生成的 .hex 文件加載到單片機(jī)中，開機(jī)，進(jìn)行運(yùn)算，發(fā)現(xiàn)液晶屏點(diǎn)亮但不顯示任何數(shù)據(jù)，經(jīng)過對(duì)電路的檢查，發(fā)現(xiàn)本應(yīng)接地液晶第 3 腳（ VL）接到了電源端，改正后液晶可以顯示。 （ 2）液晶雖然可以顯示了，但在進(jìn)行計(jì)算時(shí)并不能正確顯示，經(jīng)過多次檢查，發(fā)現(xiàn)硬件并無(wú)錯(cuò)誤，斷定為軟件的錯(cuò)誤，最后發(fā)現(xiàn)軟件中液晶初始化不完整，可是在仿真時(shí)是正確的，這充分說明了仿真與實(shí)際硬件的區(qū)別。 經(jīng)過多 次的調(diào)試，我的計(jì)算器終于能達(dá)到同仿真時(shí)一樣的效果了。 計(jì)算器實(shí)物如圖 52 所示。 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 23 圖 52 計(jì)算器實(shí)物圖 計(jì)算器進(jìn)行各種運(yùn)算的截圖如圖 53所示。 （ a）加 (b) 減 (c)乘 (d) 除 第五章 計(jì)算器系統(tǒng)的組裝與調(diào)試 24 (e) 除數(shù)為 0 （ f）溢出錯(cuò)誤 （ g）時(shí)間顯示 圖 53 運(yùn)算器各種運(yùn)算截圖 從上圖可以看出，我做的計(jì)算器在運(yùn)算部分和時(shí)鐘部分都能成功地運(yùn)行了，它可以做到基本的四則運(yùn)算，還可以正確的顯示時(shí)間，同時(shí)，在計(jì)算結(jié)果超出它本身的運(yùn)算范圍的時(shí)候它會(huì)用英文提示錯(cuò)誤。 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 25 第六章 總結(jié)和展望 我的題目是多功能計(jì)算器的設(shè)計(jì)，對(duì)于我們這些實(shí)踐中的新手來說，這是一次考驗(yàn)。如何才能把課堂上學(xué)到的東西和實(shí)際應(yīng)用中的相結(jié)合？如何能讓自己的水平有更多的提高？如何讓自己的計(jì)劃變得更有序性，而不會(huì)忙無(wú)一用？這都是需要我考慮和努力的地方。通過這次課程設(shè)計(jì)使我學(xué)到很多很多東西，學(xué)會(huì)了如何讓去制定計(jì)劃，如何去實(shí)現(xiàn)這個(gè)計(jì)劃，而且掌握了在執(zhí)行過程中如何去克服心理上的不良情緒。不僅加深鞏固了以前學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了許多書本上沒有提到過的知識(shí)，學(xué)會(huì)了一種系統(tǒng)的研究方法，可以進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的編程。同時(shí)通過這次設(shè)計(jì)，我體會(huì)到了大學(xué)四年學(xué)習(xí)中存在的不足，例如沒有深刻的理解以前老師教過的知識(shí)，沒有系統(tǒng)的掌握所學(xué)內(nèi)容，對(duì) C 語(yǔ)言的運(yùn)用能力也很差。 本來我是想增加鍵盤按鍵來實(shí)現(xiàn)除四則基本運(yùn)算以外的運(yùn)算功能的，但在實(shí)踐中我發(fā)現(xiàn)并不是我想的那么簡(jiǎn)單，在編寫程序的時(shí)候 我遇到了困難，使得我的想法只能被打