电子技术综合设计二设计报告(点阵计算器)

二○一六～二○一七学年第一学期信息科学与工程学院电子技术综合设计（二）课程设计报告班级：姓名：学号：指导教师：二○一六年十二月一日21、课程设计内容及要求：蜂鸣计算器设计利用普中科技HC6800-ESV2.0单片机开发板设计一款带蜂鸣器的电子计算器。主要使用开发板上的数码管、LED点阵、矩阵键盘、蜂鸣器等模块功能。开发板配有光盘，里面有各个模块的使用说明和程序范例可供参考。设计要求：1)每2位同学分工协作。2)上电开机或者复位键按下之后，2个4位数码管分别自动显示2个同学学号的后4位。3)定义矩阵键盘的S1-S9代表数字按键1-9，键盘S10代表数字按键0，键盘S11-S16分别代表按键+、-、×、÷、=、C，其中C按键为计算器清零按键，按下C键计算器开始新的计算。4)计算器计算过程中，用LED点阵显示+、-、×、÷运算符号，用8位数码管显示键入的数字和运算的结果。键入时依次显示并自动移位，例3如18+9=27，先键入1，显示1，再键入8，1自动左移一位显示18，键入+，LED点阵显示+，键入9，数码管之前显示的18消失并重新显示为9，键入=，数码管显示运算结果27。5)为这16个矩阵键盘的按键分配不同的蜂鸣器频率，使得按下不同的按键蜂鸣器响声不同，便于识别按键。6)按键应具有一定的消除抖动功能。7)所有单片机程序代码都用C语言编写，并烧写到单片机中上电自动运行。报告要求:(1)在报告中应对蜂鸣计算器系统的设计思想、设计方法用文字详细说明。(2)在报告中应有完整的程序清单(必需加注释)。(3)在报告中应有完整的程序流程框图。(4)在报告中应有专门的段落说明2位同学各自的工作内容。2个同学合写一个报告即可，但封面要有2位同学的名字和学号、班级。(5)谈谈自己通过这次设计实践的收获和体会。2、课程考核方式考查要求：提交课程设计报告，设计报告内容包括设计任务，设计要求，软件设计，程序结果描述。1)每2位同学合作完成题目的基本功能。包括设计报告和程序清单(带注释)，运行结果及有关运行说明。2)程序检查及功能演示。分优、良、中、及格、不及格如为不及格，下学期需进行重修。3)课程设计报告，正规书写打印，否则不计成绩。4)设计报告禁止雷同，验收时每位同学现场演示设计结果，指导老师随时针对电路设计、程序调试、代码功能等各个方面进行提问。5)验收时回收开发板及全部附属设备，以备下一级同学使用，请不要损坏开发板设备。43、报告正文（1）设计思想：计算器计算过程中，用LED点阵显示+、-、×、÷运算符号，用8位数码管显示键入的数字和运算的结果。键入时依次显示并自动移位，例如18+9=27，先键入1，显示1，再键入8，1自动左移一位显示18，键入+，LED点阵显示+，键入9，数码管之前显示的18消失并重新显示为9，键入=27。数码管显示键入的数字和结果0；LED点阵显示加减乘除符号；4×4矩阵键盘分别代表按键：按键S0~S9代表数字按键1-9，按键S10代表数字按键0，按键S11-S16代表+、—、×、÷、＝、C，其中C按键为计算器清零按键；这16个矩阵键盘的按键分配不同的蜂鸣器频率，使得其按下时有不同的声音以便分别。（2）设计方法：编写一段程序，在上电之后或按复位键之后2个4位数码管分别自动显示2个同学学号的后4位。通过矩阵键盘，LED点阵，数码管完成计算器功能。数字及结果在数码管上显示，＋、－、×、÷、＝在LED点阵上显示，C键为清零键，每个按键对应不同的音频。（3）程序流程图：89C52单片机数码管LED点阵矩阵键盘蜂鸣器589C52单片机：C89C52有40个引脚，4个8位并行I/O口，1个全双工异步串行口，同时内含5个中断源，2个优先级，2个16位定时/计数器。STC89C52的存储器系统由4K的程序存储器（ROM)，和128B的数据存储器(RAM)组成。STC89C52引脚图：6数码管：这类数码管可以分为共阳极与共阴极两种，共阳极就是把所有LED的阳极连接到共同接点com，而每个LED的阴极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点）；共阴极则是把所有LED的阴极连接到共同接点com，而每个LED的阳极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点），如下图所示。图中的8个LED分别与上面那个图中的A~DP各段相对应，通过控制各个LED的亮灭来显示数字。LED点阵：7矩阵键盘：首先辨别键盘中有无键按下，有单片机I/O口向键盘送全扫描字，然后读入行线状态来判断。方法是：向行线输出全扫描字00H，把全部列线置为低电平，然后将列线的电平状态读入累加器A中。如果有按键按下，总8会有一根行线电平被拉至低电平从而使行线不全为1。判断键盘中哪一个键被按下使通过将列线逐列置低电平后，检查行输入状态来实现的。方法是：依次给列线送低电平，然后查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列；如果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是在与零电平行线相交的交点上的那个键。4、程序清单：/********************************************************************************实验名:计算器*使用的IO:数码管使用P0,P2.2,P2.3,P2.4键盘使用P1点阵使用p3.6,p3.5,p3.4蜂鸣器使用p1.5*实验效果:*注意：*******************************************************************************/#includereg51.h#includestring.h#includeintrins.h#includemath.h#defineGPIO_DIGP0#defineGPIO_KEYP1sbitBeep=P1^5;sbitLSA=P2^2;9sbitLSB=P2^3;sbitLSC=P2^4;sbitSRCLK=P3^6;sbitRCLK=P3^5;sbitSER=P3^4;//--列选通控制--//unsignedcharcodeTAB[8]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//--点阵字码--//unsignedcharcodeCHARCODE[4][8]={{0x20,0x20,0xf8,0x20,0x20,0x00,0x00,0x00},//加{0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x00,0x00,0x00},//减{0x88,0x50,0x20,0x50,0x88,0x00,0x00,0x00},//乘{0x20,0x20,0xa8,0x20,0x20,0x00,0x00,0x00},//除};10unsignedcharcodetone[]={115,102,91,86,77,68,61,57,50,45};//0~9按键音unsignedcharcodeDIG_CODE[11]={0x00,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x3f};//无显示、1、2、3、4、5、6、7、8、9、0的显示码unsignedcharKeyValue;//用来存放读取到的键值unsignedlongshu;//存放显示的数unsignedcharKeyState;//记录按键的状态，0没有，1有unsignedcharDisplayData[8];//用来存放要显示的8位数的值voidDelay10ms();//延时10msvoidKeyDown();//检测按键函数voidDigDisplay();//动态显示函数voidxianshi(unsignedlongshu);//存入数voiddian(unsignedintj);//点阵显示voiddelay(unsignedinttime);//延时voidHc595SendByte(unsignedchardat);//发送一个字节的数据voidsound(unsignedchar);//发声函数voiddelay8us(unsignedchar);//发声函数配套延时函数/*******************************************************************************11*函数名:main*函数功能:主函数*输入:无*输出:无*******************************************************************************/voidmain(void){unsignedchari,c,e;unsignedlongnum,a,b,d,n2,xuehao;xuehao=70057007;//显示学号xianshi(xuehao);KeyState=0;init:num=n2=0;i=0,e=0;while(1){KeyDown();if(KeyState==1&&KeyValue10&&i==0)//将第一个数存入num并显示{KeyState=0;switch(KeyValue){case(0):num=num*10+1;sound(0);break;12case(1):num=num*10+2;sound(1);break;case(2):num=num*10+3;sound(2);break;case(3):num=num*10+4;sound(3);break;case(4):num=num*10+5;sound(4);break;case(5):num=num*10+6;sound(5);break;case(6):num=num*10+7;sound(6);break;case(7):num=num*10+8;sound(7);break;case(8):num=num*10+9;sound(8);break;case(9):num=num*10+0;sound(9);break;}xianshi(num);}if(KeyState==1&&KeyValue10&&i==1){KeyState=0;switch(KeyValue)//将第一个数存入n2并显示13{case(0):n2=n2*10+1;sound(0);break;case(1):n2=n2*10+2;sound(1);break;case(2):n2=n2*10+3;sound(2);break;case(3):n2=n2*10+4;sound(3);break;case(4):n2=n2*10+5;sound(4);break;case(5):n2=n2*10+6;sound(5);break;case(6):n2=n2*10+7;sound(6);break;case(7):n2=n2*10+8;sound(7);break;case(8):n2=n2*10+9;sound(8);break;case(9):n2=n2*10+0;sound(9);break;}xianshi(n2);}elseif(KeyState==1&&KeyValue14){14a=num;i=1;c=KeyValue;switch(c){case(10):dian(0);break;//显示加case(11):dian(1);break;//显示减case(12):dian(2);break;//显示乘case(13):dian(3);break;//显示除}}elseif(KeyState==1&&KeyValue==14){b=n2;switch(c){case(10):d=a+b;break;//计算加法case(11):{if(ba){d=b-a;e=1;}elsed=a-b;15break;//计算减法}case(12):d=a*b;break;//计算减法case(13):d=a/b;break;//