【正文】 num。amp。^39。=39。/39。*39。39。+39。 keynum1++。 //顯示小數(shù)點 } else lcdwrite_num1(num)。.39。.39。 lcd_setxy(0,0)。)) //記錄按下的數(shù)字 { if(newcalc==1) //新一次運算開始 { lcdwrite_(0x01)。num=9)||num==39。((num=0amp。)amp。 //若清零，則退出輸入 if((keyscan()!=39。 /****主程序 ***/ void main(void) { maininit()。//任意次方按鍵 uchar keyscan()。 //蜂鳴器控制口 sbit keysqrt=P3^4。 sbit keybeep=P3^3。 //開方 1標志位 bit sqrtflag2=0。 //清零標志 ,1為清零 bit beepflag=0。 //繼續(xù)運算標志位 bit newcalc=0。 //按鍵存儲數(shù)組 float ans1=0,ans2=0,ans=0,point=0。//鍵盤掃描數(shù)值 uchar keynum1=0,keynum2=0,sign=0,i=0,j=0。利用鍵盤和 LCD1602 設計一個簡單的數(shù)學計算器，可以完成簡單的如加，減，乘，除的四則運算，并將運算結(jié)果在 LCD1602 上顯示出來。 本設計是由單片機實現(xiàn)的模擬計算器，它不 僅能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的加減乘除運算，而且還能使數(shù)據(jù)及其計算結(jié)果在數(shù)碼管上顯示出來，能夠?qū)崿F(xiàn) 0256 的數(shù)字四則運算。 四川師范大學成都學院專科畢業(yè)設計 23 展望 單片機程序運行可靠，并且可以修改，通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是一些獨特的功能。雖然某些問題解決得不夠完美，但是都是經(jīng)過自己的思考和努力解決的，在此過程自己也學到了很多東西，例如學會了矩陣鍵盤的掃描技術(shù)、 LCD 接口技術(shù)、LCD 的顯示技術(shù)、中斷技術(shù)等等，這些技術(shù)對熟練單片機的使用以及單片機項目開發(fā)是非常有幫助的。在設計的過程中，也遇到了不少的困難，例如在 LCD 上顯示任意位整數(shù)，顯示任意位小數(shù)，在輸入小數(shù)的時候小數(shù)點的處理問題，連續(xù)運算的結(jié)果保存與清空問題等等。但是，由實際操作可發(fā)現(xiàn)本設計存在以下不足： （ 1）某些按鍵不夠靈敏，導致需要按很多次才能輸入； （ 2）當運算式子超過屏幕范圍時，不能通過移動屏幕來完全顯示式子； （ 3）當連續(xù)出現(xiàn)錯誤操作時，如連續(xù)輸入減號，程序不能自動復位，會產(chǎn)生連續(xù)錯誤； （ 4）沒有刪除輸入功能，當輸入出錯時，只能通過清零后重新輸入； （ 5）沒有數(shù)據(jù)溢出提示功能。 本次對計算器的功能進行多次測量，其測試結(jié)果如下表： 表 55功能多次測量 次數(shù) 第一運算數(shù) 運算符號 第二運算數(shù) 運算結(jié)果 實際結(jié)果 1 524 + 2 55914 3 562 * 2 1124 1124 4 67 / 5 8 （無輸入） 6 9 ^ 2 81 81 7 （無輸入） + 19 100 100 8 （無輸入） （無輸入） 10 10 9 42 / 0 math error 錯誤 四川師范大學成都學院?？飘厴I(yè)設計 22 10 64 （無輸入） math error 錯誤 結(jié)果分析：對比運算結(jié)果和實際結(jié)果可知，進行一般的整形運算計算器能準確無誤計算出來，但是當進行浮點運算時候，會產(chǎn)生精度丟失或者是有尾數(shù)產(chǎn)生，這是因為單片機對的浮點運算功 能差，而且在 keil 開發(fā)環(huán)境中， float 型和 double 型浮點數(shù)的精度都是一樣的，其小數(shù)點的有效數(shù)字位數(shù)都是 6~7 位，這就決定了本設計的計算器的浮點數(shù)精度有限，只能通過小數(shù)點補償來減少浮點數(shù)運算誤差。 系統(tǒng)演示 整體圖的照片： 圖 51未工作時系統(tǒng) 各項功能測試： 表 51功能測試 加法測試 減法測試 四川師范大學成都學院?？飘厴I(yè)設計 21 表 52功能測試 乘法測試 除法測試 表 53功能測試 開方測試 多次方運算測試 表 54功能測試 錯誤提示測試 1 錯誤提示測試 2 由以上測試結(jié)果可知，計算器的各項功能正常，基本能達到設計要求。 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試一般分為以下四個階段： 編寫程序并查錯； 在 C 語言的編譯系統(tǒng)中編譯源程序 四川師范大學成都學院專科畢業(yè)設計 20 對程序進行編譯連接，并及時發(fā)現(xiàn)程序中存在的錯誤； 改正錯誤。 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。 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。 軟件系統(tǒng)總框圖如下： 是 是 否 是 是 是 否 是 開始 初始化 有按鍵按下？ 鍵盤掃描 返回值為09？ 計算第一次輸入的數(shù)值大小 鍵盤掃描 LCD 顯示 計算第二次輸入的數(shù)值大小 運算計算結(jié)果 返回值為09？ 繼續(xù)有按鍵被按下？ 有按鍵按下？ 按鍵值為09？ 四川師范大學成都學院?？飘厴I(yè)設計 14 否 圖 35 總程序流程圖 其程序位于后面附錄 第 4 章 系統(tǒng)仿真及原理圖 Proteus 仿真 系統(tǒng)仿真圖見下圖： 圖 41系統(tǒng)仿真圖 四川師范大學成都學院?？飘厴I(yè)設計 15 圖 42加法運算 圖 43減法運算 四川師范大學成都學院?？飘厴I(yè)設計 16 圖 44乘法運算 圖 45除法運算 四川師范大學成都學院專科畢業(yè)設計 17 圖 46開根號運算 圖 47冪運算 四川師范大學成都學院?？飘厴I(yè)設計 18 圖 48錯誤提示 1 圖 49錯誤提示 2 四川師范大學成都學院專科畢業(yè)設計 19 Protel 原理圖 系統(tǒng)原理圖見下圖： 圖 410系統(tǒng)原理圖 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 問題與分析 硬件常見故障 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。 beep=1。 if(beepflag==1) //若開聲音則每一次按鍵均鳴叫 { beep=0。 } 聲音開關(guān)程序設計 根據(jù)要求，聲音開關(guān)使用外部中斷 1 來處理，當按下聲音開關(guān)時，觸發(fā)單片機進入外部中斷 1，在中斷程序里，通過對聲音開關(guān)標志位取反，在按鍵掃描過程中，加入對聲音標志位的判斷，若為 1，則發(fā)出聲音，即可實現(xiàn)聲音提示功能。 conflag=0,newcalc=0。 //數(shù)字初始化 keynum1=0,keynum2=0,sign=0。 num=39。)。 lcdwrite_data(39。 } lcdwrite_(0x01)。 delayms(100)。 其程序流程圖如下： 否 否 否 開始 初始化 設置坐標 發(fā)送 ASII 顯示數(shù)據(jù) 開始 按鍵賦初值 第一行有鍵按下？ 第二行有鍵按下？ 第三行有鍵 按下？ 第四行有鍵按下？ 四川師范大學成都學院?？飘厴I(yè)設計 10 否 圖 32 矩陣鍵盤程序流程圖 其程序位于后面附錄 清零程序設計 根據(jù)系統(tǒng)要求以及硬件結(jié)構(gòu)， AC 按鍵直接接入單片機外部中段 0，則程序應使用中斷來清除各數(shù)據(jù)存儲變量達到清零的目的，并把清零標志位至 1，在主程序中不斷查詢標志位，若為 1，則清零后。要顯示數(shù)據(jù)的時候，先設置好顯示坐標，再往里面寫入要顯示的ASCII 碼， LCD 則通過刷新和替換來顯示新的數(shù)據(jù)。 單片機的最小系統(tǒng)設計： 圖 27最小系統(tǒng) 第 3 章 軟件設計 顯示程序設計 LCD1602 在上電以后，應該先等待 50 毫秒左右，讓其內(nèi)部芯片初始化后再對其進行操作。 AT89S52 的最大優(yōu)點是可以在線編程，在調(diào)試程序的時候，可直接帶電燒錄程序，燒錄完成即可自動復位運行，非常適合調(diào)試程序。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。其復位電路圖如下： 圖 26復位電路 四川師范大學成都學院?？飘厴I(yè)設計 8 AT89S52 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 DIP 封裝 Flash 存儲器。 電源模塊 設計 由于 AT89S52和 LCD1602都是采用 5V供電，而且其他模塊功能也采用 5V電平，本系統(tǒng)采用 LM7805作為穩(wěn)壓芯片，經(jīng)過初級和次級的電容 濾波，最終得到穩(wěn)定的 5V電壓供給系統(tǒng)使用。 而開方或多次方運算，則可與矩陣鍵盤一起檢測，也當做一個運算符處理。 液晶顯示模塊的設計： 圖 22液晶顯示 四川師范大學成都學院?？飘厴I(yè)設計 6 清零、音樂開關(guān)、開方和多次方運算功能模塊 設計 本設計要求在任何時候按下 AC清零鍵，都必須