单片机原理及应用。
实习报告。目录。
1、内容提要（摘要） 3
2、正文 3
1）课题的意义、本人所做的工作、系统的主要功能及工作流程 3
2）硬件电路原理描述 4
3）软件设计流程及描述 5
4）系统测试 7
5）结论 7
3、心得体会 8
4、附录 9
1）系统总硬件电路原理图 9
2）系统源程序** 9
一、内容提要（摘要）
本次单片机课程设计我选择做一个小型简易计算器，该设计需要满足的内容是：设计一个4×4的键盘，完成简单的四则运算，可以实现连续运算，有条件还可以考虑复杂的数序运算。本次设计会用到proteus进行电路图的**，用到keil软件进行程序的编写和编译。
指导老师召开实习动员会，会议上同学们需要上交具体实现方案，验证方案的合理性。实习环节由学生自行完成，最后统一时间验收和答辩。
2、正文。1）课题的意义、本人所做的工作、系统的主要功能及工作流程。
①课题意义：计算器是人们生活中最常见且最简易的电子产品之一，不同的计算器有不同的动能。一般的计算器可以实现四则运算以及其他数**算，为了研究和了解计算器的工作原理，本次设计我选择做一个简易计算器。
在做这个设计的背景下可以将单片机的理论知识运用于实践中。
本人所做的工作：本人主要做了两方面的工作，一是计算器的电路图**搭建，二是实现计算器功能的程序编写。电路图**是用proteus来完成的，在这个过程中调动了51芯片、按键、数码管来完成电路图的搭建。
实现计算器的**是我在同学的指导下逐渐完成的，这个过程中也在网络山查找了很多资料来完善程序。
系统的主要功能：该简易计算机系统可以实现简单的四则运算，同时可以在不清屏的条件下继续运算。
④工作流程：首先是分析该课题要求的功能如何实现，然后开始着手写各部分的**。完成了程序的编写之后进行编译和调试，程序大致没问题后生成hex文件，接着开始电路图的搭建。
电路图的搭建好后就载入hex文件试运行，运行后发现问题继续调试程序和调整电路，直到完成要求为止。
2）硬件电路原理描述。
该电路主要由at89c51芯片、由16个按键组成的4*4键盘、数码管和外部晶振组成。其中最主要的部分是at89c51芯片，它起到控制和运算的作用。外部晶振充当该系统的时钟电路，它的主要作用是向芯片提供基准频率，它就像个标尺一样，如果系统的工作频率不稳定的话会造成其他设备工作频率的不稳定。
数码管是一个显示四位的数码管，在使用之前要对它的数模进行定义。数码管右下角的管脚控制显示的位数，当第一个管脚高电平的时候，表示可以显示4位数；当第二个管脚高电平的时候，表示可以显示3位数，以此类推，总共可以显示的范围是4位。
由16个按键组成的4*4键盘的工作原理是采用了线反转法，线反转法的具体原理是：将行线作为输出线，列线作为输入线。将输出线全部置0，此时列线中呈现低电平的就是按键所在的x列，如果全部不为0的话就说明没有按键按下。
然后再将列线作为输出线，行线作为输入线，置输出线全部为0，此时行线中呈现低电平的就是按键所在的y行。由此可以确定按键的位置(x,y)。
由该**电路我们可以看到数码管的接通显示引脚接在芯片的p2口上，这是将p2口作为了输出口来使用，而p1口连接了矩阵键盘，作为输入口来使用。而p3口的高四位用来控制数码管显示的位数。
3）软件设计流程及描述。
在开始编写程序之前，先将所需要的keil软件**安装好，然后才开始写程序。写程序的时候，我先确定主函数的主体内容，将要实现的功能先囊括在里面，然后在逐一在主函数之外编写子函数，在遇到不能实现的功能是请求同学的帮助或者上网查找资料。
在开始编写主程序之前，我先考虑到了键值获取的程序。在这个系统中我运用了线反转法来获取键位，然后定义一个数组来确定键位所代表的数字或符号是什么。
简易计算机的显示是主要的问题，其次是它的计算功能。所以在编写主函数的时候要确定运算符号是否按下了，第一位用于运算的数是否也按下了，第二位数是否按下了，等于号是否按下了，这个判断就需要通过一个获取键位的子函数来获取信息了。因为数码管只有四位，所以还要考虑运算是否会超出显示范围，当超出了显示范围后通过程序设定屏幕显示ffff的字样。
当第一位数、运算符号、第二位数和等于号都被按下之后，就开始调用子函数来进行运算。在加减乘除运算中，最复杂的是除法，因为除法的结果可能是带小数位的，也可能是不带小数位的。所以在编写这部分的主函数和子函数的时候要注意到这一点。
整数除法运算和显示我编写在一个名为dis( )的子函数中，而商带有小数的除法运算和显示我编写在了一个名为div( )的子函数中。在这两个子函数中又分别讨论了商是不同位数的情况，例如在小数除法运算和显示中分别就千位带小数、百位带小数、十位带小数、个位带小数进行讨论。
4）系统测试。
经过测试，发现该简易计算机的系统可以完成简单的四则运算，由于屏幕显示无法进行连续运算，但是可以在前一次计算的结果在再进行四则运算。当完成一次计算之后按下清除键c，会发现屏幕清屏了，但是再次运算的时候按下第一个运算的数字不显示，按下运算符号也不显示，按下第二个数显示了，最后按等于号结果是可以正确地显示出来的。这里说明了一个问题，在做键位清零的时候还不够完善，以至于进行第二次运算的时候无法显示参与运算的数字和符号。
当第一位数超过了4位数时，屏幕会自动归0，第二位数也是这样的。当计算结果超过了4位数时，屏幕会显示ffff。
由于该数码管的显示，很多运算符号都不能够正常的表示出来，在这里说明一下。当按下“+”号的时候，会显示“h”；当按下“-”号的时候，会显示“-”当按下“*”号的时候，会显示“.”当按下“/”号的时候，会显示“三”。
另外负数的负号也是用“.”来表示。
5）结论。经过长时间的程序编写和电路图搭建，然后在不断地进行系统调试后，终于算是完成了一个小型简易的计算机。该计算机虽然可以进行四则运算，但是在一些细节问题上还需改进，例如二次运算的显示问题以及如何进行连续运算的问题。
总的来说这一次课程设计是比较成功的，虽然从功能实现上还未能达到预期目标，但是它已经能实现基本功能，而且程序是自己经过各种方法敲出来的，感觉挺有成就感的。
三、心得体会。
为期一周的单片机课程设计终于结束了，在一周的实习过程中心情的变化可以说像是过山车一样起伏。这次设计我选择的课题是“小型计算器”，一开始我自己觉得这个题目是比较简单的，毕竟只需要实现四则运算就可以了。但是在真正做起来的时候发现，其实没有那么简单。
这个设计最难的地方在于程序编写，幸好最终我还是在同学的帮助和网络的帮助下写了出来。
在开始做这个题目的时候可以说是一头雾水，硬件电路这一部分只想到了所需要的元件，没想到如何连接起来，所以就更别谈写程序这一部分了。因为平时学的比较多的是单片机的理论知识，所以自己在实践这一方面还是比较少。即使多难的问题也是能够解决的，于是我开始在网上查阅相关的资料，然后再问问同学 ，经过长时间的努力之后最终还是将电路图和程序给做出来了。
程序出来之后就是载入电路图进行运行，一开始数码管什么也没显示，同学告诉我是数码管的管脚接错了。果然，我重新接了之后数码管就正常工作了。然后在系统调试的过程中我发现只能够进行一次运算，无法进行连续运算。
之后有惊讶地发现可以将第一次运算的结果用于第二次运算中，这也算是连续运算吧。然后还有一个问题至今也还没有解决，就是计算器的数值清零问题。在完成一次计算之后按下清零键后，屏幕确实清零了，但是再进行计算却不能显示，而最后运算结果却出得来，这个问题我后面继续完善。
在完成单片机课程设计后，我发现我无论是在理论层面还是实践层面还有很多不足的地方。通过这一次实践，我感觉自己的动手能力得到了提高，同时也巩固了单片机的理论知识。
四、附录。1）系统总硬件电路原理图。
2）系统源程序**。
#include <>
#include<>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar y, x, temp, fu=0;
uint a=50, flag=0, key, dyh, bru, cru, i, fuhao=0;//fuhao为数的正负符号，flag是运算符号。
/bru表示b是否输入有效，cru表示c是否输入有效。
long c=0, d=0, b=0;
uint code bitt=显示在第几位。
uint code dsy_code=数模。
void delay(uint x)//延时程序。
uchar t;
while(x--)
for(t=120;t>0;t--)
uint keyscan()/线反转法——检测键位。
uint cod;
p1=0xf0;//低4位为列，列为0进行扫描。
y=p1;p1=0x0f ;/高4位为行，行为0进行扫描。
x=p1;temp=y|x;
while(p1!=0x0f);
if(temp==0x77)cod=0;
if(temp==0x7e)cod=1;
if(temp==0x7d)cod=2;
if(temp==0x7b)cod=3;
if(temp==0xbe)cod=4;
if(temp==0xbd)cod=5;
if(temp==0xbb)cod=6;
if(temp==0xde)cod=7;
if(temp==0xdd)cod=8;
if(temp==0xdb)cod=9;
if(temp==0xb7)cod=10;//加。
if(temp==0xd7)cod=11;//减。
if(temp==0xe7)cod=12;//乘。
if(temp==0xeb)cod=13;//除。
if(temp==0xee)cod=14;//c
if(temp==0xed)cod=15;//
return(cod);
void caculate(uint o) /显示运算符号。
if(o==10加。
p2=~(0x76);
p3=0x80;//数码管显示第一位。
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