【正文】 num。amp。^39。=39。/39。*39。39。+39。 keynum1++。 //顯示小數(shù)點(diǎn) } 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(yùn)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(biāo)志位 bit sqrtflag2=0。 //清零標(biāo)志 ,1為清零 bit beepflag=0。 //繼續(xù)運(yùn)算標(biāo)志位 bit newcalc=0。 //按鍵存儲(chǔ)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(shè)計(jì)一個(gè)簡單的數(shù)學(xué)計(jì)算器，可以完成簡單的如加，減，乘，除的四則運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果在 LCD1602 上顯示出來。 本設(shè)計(jì)是由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的模擬計(jì)算器，它不 僅能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的加減乘除運(yùn)算，而且還能使數(shù)據(jù)及其計(jì)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(yùn)算。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 23 展望 單片機(jī)程序運(yùn)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(dú)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(xué)到了很多東西，例如學(xué)會(huì)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(jī)的使用以及單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)是非常有幫助的。在設(shè)計(jì)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(shí)候小數(shù)點(diǎn)的處理問題，連續(xù)運(yùn)算的結(jié)果保存與清空問題等等。但是，由實(shí)際操作可發(fā)現(xiàn)本設(shè)計(jì)存在以下不足： （ 1）某些按鍵不夠靈敏，導(dǎo)致需要按很多次才能輸入； （ 2）當(dāng)運(yùn)算式子超過屏幕范圍時(shí)，不能通過移動(dòng)屏幕來完全顯示式子； （ 3）當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)錯(cuò)誤操作時(shí)，如連續(xù)輸入減號(hào)，程序不能自動(dòng)復(fù)位，會(huì)產(chǎn)生連續(xù)錯(cuò)誤； （ 4）沒有刪除輸入功能，當(dāng)輸入出錯(cuò)時(shí)，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(jì)算器的功能進(jìn)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(yùn)算數(shù) 運(yùn)算符號(hào) 第二運(yùn)算數(shù) 運(yùn)算結(jié)果 實(shí)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(cuò)誤 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 22 10 64 （無輸入） math error 錯(cuò)誤 結(jié)果分析：對比運(yùn)算結(jié)果和實(shí)際結(jié)果可知，進(jìn)行一般的整形運(yùn)算計(jì)算器能準(zhǔn)確無誤計(jì)算出來，但是當(dāng)進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生精度丟失或者是有尾數(shù)產(chǎn)生，這是因?yàn)閱纹瑱C(jī)對的浮點(diǎn)運(yùn)算功 能差，而且在 keil 開發(fā)環(huán)境中， float 型和 double 型浮點(diǎn)數(shù)的精度都是一樣的，其小數(shù)點(diǎn)的有效數(shù)字位數(shù)都是 6~7 位，這就決定了本設(shè)計(jì)的計(jì)算器的浮點(diǎn)數(shù)精度有限，只能通過小數(shù)點(diǎn)補(bǔ)償來減少浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算誤差。 系統(tǒng)演示 整體圖的照片： 圖 51未工作時(shí)系統(tǒng) 各項(xiàng)功能測試： 表 51功能測試 加法測試 減法測試 四川師范大學(xué)成都學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(yùn)算測試 表 54功能測試 錯(cuò)誤提示測試 1 錯(cuò)誤提示測試 2 由以上測試結(jié)果可知，計(jì)算器的各項(xiàng)功能正常，基本能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試一般分為以下四個(gè)階段： 編寫程序并查錯(cuò)； 在 C 語言的編譯系統(tǒng)中編譯源程序 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 20 對程序進(jìn)行編譯連接，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)程序中存在的錯(cuò)誤； 改正錯(cuò)誤。 電源故障：若樣機(jī)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(cuò)誤造成元件失效，如電解電容、集成電路安裝 方向錯(cuò)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(jì)算第一次輸入的數(shù)值大小 鍵盤掃描 LCD 顯示 計(jì)算第二次輸入的數(shù)值大小 運(yùn)算計(jì)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(xué)成都學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(xué)成都學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 42加法運(yùn)算 圖 43減法運(yùn)算 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 16 圖 44乘法運(yùn)算 圖 45除法運(yùn)算 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 46開根號(hào)運(yùn)算 圖 47冪運(yùn)算 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 18 圖 48錯(cuò)誤提示 1 圖 49錯(cuò)誤提示 2 四川師范大學(xué)成都學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(cuò)誤：它是由設(shè)計(jì)錯(cuò)誤或加工過程中的工藝性錯(cuò)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(shè)計(jì) 根據(jù)要求，聲音開關(guān)使用外部中斷 1 來處理，當(dāng)按下聲音開關(guān)時(shí)，觸發(fā)單片機(jī)進(jìn)入外部中斷 1，在中斷程序里，通過對聲音開關(guān)標(biāo)志位取反，在按鍵掃描過程中，加入對聲音標(biāo)志位的判斷，若為 1，則發(fā)出聲音，即可實(shí)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(shè)置坐標(biāo) 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(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì) 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(jī)外部中段 0，則程序應(yīng)使用中斷來清除各數(shù)據(jù)存儲(chǔ)變量達(dá)到清零的目的，并把清零標(biāo)志位至 1，在主程序中不斷查詢標(biāo)志位，若為 1，則清零后。要顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候，先設(shè)置好顯示坐標(biāo)，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(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 圖 27最小系統(tǒng) 第 3 章 軟件設(shè)計(jì) 顯示程序設(shè)計(jì) LCD1602 在上電以后，應(yīng)該先等待 50 毫秒左右，讓其內(nèi)部芯片初始化后再對其進(jìn)行操作。 AT89S52 的最大優(yōu)點(diǎn)是可以在線編程，在調(diào)試程序的時(shí)候，可直接帶電燒錄程序，燒錄完成即可自動(dòng)復(fù)位運(yùn)行，非常適合調(diào)試程序。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。其復(fù)位電路圖如下： 圖 26復(fù)位電路 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 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(chǔ)器。 電源模塊 設(shè)計(jì) 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(jí)和次級(jí)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(yùn)算，則可與矩陣鍵盤一起檢測，也當(dāng)做一個(gè)運(yùn)算符處理。 液晶顯示模塊的設(shè)計(jì)： 圖 22液晶顯示 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 6 清零、音樂開關(guān)、開方和多次方運(yùn)算功能模塊 設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)要求在任何時(shí)候按下 AC清零鍵，都必須