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基于51單片機的計算器仿真源碼與實驗報告

[復制鏈接]
ID:413133 發表于 2018-10-21 16:07 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
資料包：
0.png

單片機計算器仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）
0.png

附 實驗成績登記表
  
實驗名稱
  
實驗一
實驗二
實驗三
實驗四
實驗成績










實驗一：一位加法計算器實驗
實驗日期：2018年月日  
實驗地點：第三實驗樓機房    指導教師：
一、實驗目的：
1. 熟悉鍵盤工作原理；
2. 掌握單片機針對行列式鍵盤的編程方法；
3. 掌握七段數碼管的顯示原理及控制原理。
二、實驗任務：
【實驗內容】
以4*4行列式鍵盤為例，設計程序讀取一位整數、“+”或者“-”運算符、另一位整數、“=”，然后在8位的七段數碼管上顯示出來。
【實驗基本要求】
1. 根據要求設計出電路，做好元件的選型，并作好用于仿真的電路圖；
2. 獨立設計出程序，調試后，并保證仿真實現結果；
3. 作出設計的PCB設計，在條件允許情況下，將作品制成實物；
4. 就設計寫出相應的實驗設計報告，從選型、電路連接、程序設計思路、程序調試、系統仿真測試。字數不得少于3000個。
三、實驗過程及實驗步驟：（手寫完成：要求寫出實驗步驟，要求書寫規范，字跡切勿潦草。）

  
實驗考核等級（手寫）
  

說明：請依據學生完成情況考核，等級為A、B、C、D、0。
實驗總結（學生）
  
  
請手工填寫


實驗評價（教師）
  
  
對應后面打“√”
熟練完成，實驗結果正確，手冊書寫整齊規范


基本完成，實驗結果部分正確，書寫較規范


部分完成（部分沒做），或書寫不規范


沒有做（與題目無關、空白）或不寫實驗總結記0分



實驗二：基于單片機的人體反應速度測試儀設計
實驗日期：2018年月日  
實驗地點：第三實驗樓機房    指導教師：一、實驗目的：
1. 理解單片機項目開發的過程；
2. 進一步掌握相關單片機外圍器件的驅動設計；
3. 掌握外圍電路的設計。
二、實驗任務：
【實驗內容摘要】
設計一個人體反應速度測試的儀器。測試者按下按鍵后，測試燈亮起，測試隨之開始。在測試過程中，測試者要注意觀察測試燈的變化，當看到測試燈熄滅時，測試者要迅速放開測試按鍵，單片機會在數碼管上顯示測試者的反應時間。若測試者在測試燈熄滅之前放開測試按鍵，則系統自動判為犯規，并顯示出錯信息。
【實驗基本要求】
1. 根據要求設計出電路，做好元件的選型，并作好用于仿真的電路圖；
2. 獨立設計出程序，調試后，并保證仿真實現結果；
3. 作出設計的PCB設計，在條件允許情況下，將作品制成實物；
4. 就設計寫出相應的實驗設計報告，從選型、電路連接、程序設計思路、程序調試、系統仿真測試。字數不得少于3000個。
三、實驗過程及實驗步驟：（手寫完成：要求寫出實驗步驟，要求書寫規范，字跡切勿潦草。）

  
實驗考核等級（手寫）
  

說明：請依據學生完成情況考核，等級為A、B、C、D、0。
實驗總結（學生）
  
  
請手工填寫


實驗評價（教師）
  
  
對應后面打“√”
熟練完成，實驗結果正確，手冊書寫整齊規范


基本完成，實驗結果部分正確，書寫較規范


部分完成（部分沒做），或書寫不規范


沒有做（與題目無關、空白）或不寫實驗總結記0分


實驗三：自動換擋數字電壓表
實驗日期：2018年月日  
實驗地點：第三實驗樓機房     指導教師：一、實驗目的：
1. 理解單片機項目開發的過程；
2. 進一步掌握相關單片機外圍器件的驅動設計；
3. 掌握外圍電路的設計。
二、實驗任務：
    【實驗內容摘要】
設計一個數字電壓表，最大的測試范圍為0-20V，并且可以根據電壓的變化實現自動選擇0-0.2V、0-2V和0-20V三個檔位的自動更換，提高測量精度。
【實驗基本要求】
1. 根據要求設計出電路，做好元件的選型，并作好用于仿真的電路圖；
2. 獨立設計出程序，調試后，并保證仿真實現結果；
3. 作出設計的PCB設計，在條件允許情況下，將作品制成實物；
4. 就設計寫出相應的實驗設計報告，從選型、電路連接、程序設計思路、程序調試、系統仿真測試。字數不得少于3000個。
三、實驗過程及實驗步驟：（手寫完成：要求寫出實驗步驟，要求書寫規范，字跡切勿潦草。）
  
實驗考核等級（手寫）
  

說明：請依據學生完成情況考核，等級為A、B、C、D、0。
實驗總結（學生）
  
  
請手工填寫


實驗評價（教師）
  
  
對應后面打“√”
熟練完成，實驗結果正確，手冊書寫整齊規范


基本完成，實驗結果部分正確，書寫較規范


部分完成（部分沒做），或書寫不規范


沒有做（與題目無關、空白）或不寫實驗總結記0分


實驗四：俄羅斯方塊游戲機的設計
實驗日期：2018年月日  
實驗地點：第三實驗樓機房     指導教師：一、實驗目的：
1.理解單片機項目開發的過程；
2.進一步掌握相關單片機外圍器件的驅動設計；
3.掌握外圍電路的設計。
二、實驗任務：
【實驗內容摘要】
仿照現實的俄羅斯方塊游戲機，設計一個基于89C51的機器。
【實驗基本要求】
1. 根據要求設計出電路，做好元件的選型，并作好用于仿真的電路圖；
2. 獨立設計出程序，調試后，并保證仿真實現結果；
3. 作出設計的PCB設計，在條件允許情況下，將作品制成實物；
4. 就設計寫出相應的實驗設計報告，從選型、電路連接、程序設計思路、程序調試、系統仿真測試。字數不得少于3000個。
三、實驗過程及實驗步驟：（手寫完成：要求寫出實驗步驟，要求書寫規范，字跡切勿潦草。）

  
實驗考核等級（手寫）
  

說明：請依據學生完成情況考核，等級為A、B、C、D、0。
實驗總結（學生）
  
  
請手工填寫


實驗評價（教師）
  
  
對應后面打“√”
熟練完成，實驗結果正確，手冊書寫整齊規范


基本完成，實驗結果部分正確，書寫較規范


部分完成（部分沒做），或書寫不規范


沒有做（與題目無關、空白）或不寫實驗總結記0分




單片機源程序如下:
  1. #include <reg51.h>
  2. #include <stdio.h>
  3. #include <stdlib.h>
  4. #include <string.h>
  5. #include <math.h>
  6. #define uint unsigned int
  7. #define uchar unsigned char
  8. sbit pinRS=P2^0;
  9. sbit pinRW=P2^1;
  10. sbit pinE=P2^2;
  11. #define pindata P0
  12. #define clearscreen() writeinstruc(0x01)
  13. #define cursorreturn() writeinstruc(0x02)
  14. #define inputmode(temp) writeinstruc(temp)
  15. //temp取值如下：
  16. //0x04:減量方式，不移位
  17. //0x05:減量方式，移位
  18. //0x06:增量方式，不移位
  19. //0x07:增量方式，移位
  20. #define dispcontrol(temp) writeinstruc(temp)
  21. //temp取值如下：
  22. //0x08:顯示關，光標關，閃爍關
  23. //0x0c:顯示關，光標關，閃爍關
  24. //0x0d：顯示開，光標關，閃爍開
  25. //0x0e:顯示開，光標開，閃爍關
  26. //0x0f:顯示開，光標開，閃爍開
  27. #define dispshift(temp) writeinstruc(temp)
  28. //temp取值如下：
  29. //0x10:光標左移
  30. //0x14:光標右移
  31. //0x18:顯示整體左移
  32. //0x1c:顯示整體右移
  33. #define functionset(temp) writeinstruc(temp)
  34. //temp取值如下：
  35. //0x20:4位，1行，5*7
  36. //0x24:4位，1行，5*10
  37. //0x28:4位，2行，5*7
  38. //0x2c:4位，2行，5*10
  39. //0x30:8位，1行，5*7
  40. //0x34:8位，1行，5*10
  41. //0x38:8位，2行，5*7
  42. //0x3c:8位，2行，5*10
  43. #define setCGRAM_Add(address) writeinstruc(0x40|address)
  44. #define setDDRAM_Add(address) writeinstruc(0x80|address)//短延時
  45. //void shortdelay(uchar i);
  46. //長延時
  47. //void longdelay(uint i);
  48. //P2口初始化
  49. //void initP2(bit i);
  50. //寄存器選擇信號
  51. //void setRS(bit i);
  52. //讀寫操作控制
  53. //void setRW(bit i);
  54. //使能信號
  55. //void setE(bit i);
  56. //讀BF以及AC的值
  57. //uint read_BF_AC();
  58. //判忙
  59. //bit statuscheck();
  60. //寫指令函數
  61. //void writeinstruc(uint instruc);
  62. //寫數據到RAM
  63. //void writedata(uint data1);
  64. //從RAM中讀數據函數
  65. //uint readdata(void);
  66. //顯示程序 X為行號，Y為列號，date為要顯示的數據
  67. //void dispcharacter(int x,uint y,uint data1);
  68. //LCD復位函數
  69. //void LCDreset();
  70. #define uchar unsigned char
  71. uchar k=0,result1;
  72. void shortdelay(uchar i)//短延時
  73. {
  74. for(;i>0;i--);
  75. }
  76. //長延時
  77. void longdelay(uint i)
  78. {
  79. uint j;
  80. for(;i>0;i--)
  81. {for(j=100;j>0;j--);}
  82. }
  83. //延時程序
  84. void delay(int i)
  85. {int j;
  86. for(;i>0;i--)
  87.    for(j=0;j<100;j++);
  88. }
  89. //初試狀態
  90. void io_init()
  91. {P1=0xff;
  92. }
  93. //?---------------------------鍵盤掃描部分-----------------------------//
  94. unsigned char key_scan()
  95. { unsigned char key;
  96.   unsigned char temp;
  97.   uint flag;
  98.   io_init();
  99.    P1=0xf0;
  100.    flag=0;
  101. loop: temp=P1^0xf0;
  102.    while(temp)
  103.     {
  104.      P1=0xfe;
  105.      delay(1);
  106.      if((P1&0xfe)!=0xfe)
  107.      switch(P1)
  108.      {
  109.      case 0xee: key=0x11;flag=1;break;//讀7鍵和值
  110.      case 0xde: key=0x12;flag=1;break;
  111.      case 0xbe: key=0x13;flag=1;break;
  112.      case 0x7e: key=0x14;flag=1;break;//讀除鍵的值
  113.      }
  114.   if(flag)
  115.   goto exit;
  116.   else
  117.      P1=0xfd;
  118.      delay(1);
  119.      if((P1&0xfd)!=0xfd)
  120.      switch(P1)
  121.      {
  122.      case 0xed: key=0x21;flag=1;break;
  123.      case 0xdd: key=0x22;flag=1;break;
  124.      case 0xbd: key=0x23;flag=1;break;
  125.      case 0x7d: key=0x24;flag=1;break; //讀4到乘的鍵值
  126.      }
  127.      if(flag)
  128.   goto exit;
  129.   else
  130.      P1=0xfb;
  131.      delay(1);
  132.      if((P1&0xfb)!=0xfb)
  133.      switch(P1)
  134.      {
  135.      case 0xeb: key=0x31;flag=1;break;
  136.      case 0xdb: key=0x32;flag=1;break;
  137.      case 0xbb: key=0x33;flag=1;break;
  138.      case 0x7b: key=0x34;flag=1;break;//讀1到減的鍵值
  139.      }
  140.      if(flag)
  141.   goto exit;
  142.   else
  143.   P1=0xf7;
  144.      delay(1);
  145.      if((P1&0xf7)!=0xf7)
  146.      switch(P1)
  147.      {
  148.      case 0xe7: key=0x41;flag=1;break;//后退
  149.      case 0xd7: key=0x42;flag=1;break;//0
  150.      case 0xb7: key=0x43;flag=1;break;//等于
  151.      case 0x77: key=0x44;flag=1;break;//加
  152.      }
  153.      
  154. exit: return key;
  155.    }
  156.   if(temp==0)
  157.   goto loop;
  158.   }
  159. //---------------------------------鍵盤掃描完--------------------------------------------//
  160. //---------------------------------顯示初始化?----------------------------------------//
  161. //P0口初始化
  162. void initpindata(bit i)
  163. {
  164. if(i==1) pindata=0xff;
  165. else pindata=0X00;
  166. }
  167. //寄存器選擇信號
  168. void setRS(bit i)
  169. {
  170. if(i==1) pinRS=1;
  171. else pinRS=0;
  172. }
  173. //讀寫操作控制
  174. void setRW(bit i)
  175. {
  176. if(i==1) pinRW=1;
  177. else pinRW=0;
  178. }
  179. //使能信號
  180. void setE(bit i)
  181. {
  182. if(i==1) pinE=1;
  183. else pinE=0;
  184. }
  185. //讀BF以及AC的值
  186. uint read_BF_AC()
  187. {
  188. uint temp;
  189. initpindata(1);
  190. setRS(0);
  191. setRW(1);
  192. setE(1);
  193. shortdelay(1);
  194. temp=pindata;
  195. shortdelay(10);
  196. setE(0);
  197. return(temp);
  198. }
  199. //判忙
  200. bit statuscheck()
  201. {
  202. return((bit)(read_BF_AC()&0x80));
  203. }
  204. //寫指令函數
  205. void writeinstruc(uint instruc)
  206. {
  207. while(statuscheck());
  208. initpindata(0);
  209. setRS(0);
  210. setRW(0);
  211. setE(0);
  212. pindata=instruc;
  213. //short delay(1);
  214. setE(1);
  215. shortdelay(10);
  216. setE(0);
  217. }
  218. //寫數據到RAM
  219. void writedata(uint data1)
  220. {
  221. initpindata(0);
  222. setRS(1);
  223. setRW(0);
  224. setE(0);
  225. pindata=data1;
  226. setE(1);
  227. shortdelay(10);
  228. setE(0);
  229. }
  230. //從RAM中讀數據函數
  231. uint readdata(void)
  232. {
  233. uint temp;
  234. initpindata(1);
  235. setRS(1);
  236. setRW(1);
  237. setE(1);
  238. shortdelay(1);
  239. temp=pindata;
  240. shortdelay(10);
  241. setE(0);
  242. return(temp);
  243. }
  244. //顯示程序 X為行號，Y為列號，date為要顯示的數據
  245. void dispcharacter(int x,uint y,uint data1)
  246. {
  247. uint temp;
  248. while(statuscheck());
  249. temp=y&0x0f;
  250. x&=0x01;
  251. if(x) temp|=0x40;
  252. setDDRAM_Add(temp);
  253. writedata(data1);
  254. // writedata(data1);
  255. }
  256. //LCD復位函數
  257. void LCDreset()
  258. {
  259. clearscreen();
  260. cursorreturn();
  261. }
  262. //LCD初始化
  263. void initLCD()
  264. {
  265. LCDreset();
  266. inputmode(0x06);//增量方式，不移位
  267. dispcontrol(0x0c);//顯示開，光標關，閃爍關
  268. functionset(0x38);//8位，2行，5*7
  269. }
  270. //-----------------------------------準備工作完成-----------------------------------//
  271. //-----------------------------------計算器-----------------------------------------//
  272.   compute(char key1,i)
  273. {
  274. signed char m,n,c,act;
  275. long int num1,num2,result;
  276. signed char str[4][4]={{'7','8','9','/'},
  277.                 {'4','5','6','*'},
  278.                 {'1','2','3','-'},
  279.                 {'c','0','=','+'}};
  280. signed char str1[11],string1[2];
  281. m=(key1&0xf0);
  282. m=m/16;
  283. m=m-1;
  284. n=key1&0x0f;
  285. n=n-1;
  286. c=str[m][n];
  287. sprintf(string1,"%c",c);
  288. strcat(str1,string1);
  289. if((c=='+')||(c=='-')||(c=='*')||(c=='/'))
  290. {
  291. act=c;
  292. num1=atoi(str1);
  293. memset(str1,0,11);
  294. memset(string1,0,2);
  295. }
  296. if(c=='=')
  297. {
  298. num2=atoi(str1);

  300. switch(act)
  301. {
  302. case'+':
  303. { if(k==0)
  304.     {result=num1+num2;k++;break;}
  305.    else
  306.    {result+=num2;k++;break;}
  307.    }
  308. case'-':
  309.   {if(k==0)
  310.    {result=num1-num2;k++;break;}
  311.    else
  312.    {result-=num2;k++;break;}
  313.    }
  314. case'*':
  315. {if(k==0)
  316.    {result=num1*num2;k++;break;}
  317.    else
  318.    {result*=num2;k++;break;}
  319.    }
  320. case'/':
  321. {if(k==0)
  322.    {result=num1/num2;k++;break;}
  323.    else
  324.   { result/=num2;k++;break;}
  325.    }
  326. }
  327. }
  328. if(c=='c')
  329. {
  330. act=0;
  331. num1=str1[0];
  332. num1=str1[8];
  333. memset(str1,0,11);
  334. memset(string1,0,2);
  335. num1=str1[0];
  336. num1=str1[8];
  337. k=0;
  338. }
  339. longdelay(350);
  340. switch(key1)  //顯示部分
  341. {case 0x11:   dispcharacter(0,i,'7');i++;break;
  342. case 0x12:    dispcharacter(0,i,'8');i++; break;
  343. case 0x13:    dispcharacter(0,i,'9');i++; break;
  344. case 0x14:    dispcharacter(0,i,'/');i++;break;
  345. case 0x21:    dispcharacter(0,i,'4');i++;break;
  346. case 0x22:    dispcharacter(0,i,'5');i++;break;
  347. case 0x23:    dispcharacter(0,i,'6');i++;break;
  348. case 0x24:    dispcharacter(0,i,'*');i++;break;
  349. case 0x31:    dispcharacter(0,i,'1');i++;break;
  350. case 0x32:    dispcharacter(0,i,'2');i++;break;
  351. case 0x33:    dispcharacter(0,i,'3');i++;break;
  352. case 0x34:    dispcharacter(0,i,'-');i++;break;
  353. case 0x41:    clearscreen();             break;
  354. case 0x42:    dispcharacter(0,i,'0');i++;break;
  355. case 0x43:    dispcharacter(0,i,'=');i++;
  356.                m=result/10000;
  357.                result1=result%10000;
  358.                if(m!=0||result==0)
  359.                {
  360.                n=0;
  361.       m=m+'0';
  362.                dispcharacter(0,i,m);i++;
  363.                }
  364.                m=result1/1000;
  365.                result1=result1%1000;
  366.                if(m!=0||n==0)
  367.         {
  368.                m=m+'0';
  369.       n=0;
  370.                dispcharacter(0,i,m);i++;
  371.       }
  372.                m=result1/100;
  373.                result1=result1%100;
  374.                if(m!=0||n==0)
  375.       {
  376.                m=m+'0';
  377.       n=0;
  378.             dispcharacter(0,i,m);i++;
  379.       }
  380.                m=result1/10;
  381.                result1=result1%10;
  382.                if(m!=0||n==0)
  383.       {
  384.                m=m+'0';
  385.       n=0;
  386.                dispcharacter(0,i,m);i++;
  387.       }
  388.                m=result1;
  389.                if(m!=0||n==0)
  390.                m=m+'0';
  391.                dispcharacter(0,i,m);i++;break;
  392. case 0x44:    dispcharacter(0,i,'+');i++;break;
  393. }
  394. return(i);
  395. }
  396. //---------------------------------------------------------------------------------//
  397. //-------------------------------------主函數---------------------------------------//
  398. void main()
  399. {
  400. char key1,i;
  401. start:initpindata(0);
  402. P2=0X00;
  403. initLCD();
  404. i=0;
  405. scan:key1=key_scan();
  406. i=compute(key1,i);
  407. if(key1==0x41)
  408. goto start;
  409. else
  410. goto scan;
  411. }
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ID:413133 發表于 2018-10-21 16:18 | 顯示全部樓層
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ID:141326 發表于 2018-12-22 20:37 | 顯示全部樓層
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