优质毕业设计.doc

编 号： 审定成绩： 重庆邮电大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于MSC-51单片机计算器学 院 名 称 ：通信学院学 生 姓 名 ：田倚晨专 业 ：电子信息工程班 级 ：3101002学 号 ：10010247指 导 教 师 ：答辩组 责任人 ：填表时间： 年 6 月重庆邮电大学教务处制摘 要多年来，伴伴随计算机在大规模集成电路发展和社会领域渗透，单片机应用正在不停地走向深入。因为它含有功效强，体积小,功耗低，性价比高，使用方便等特点，所以尤其适合于和控制相关系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品和家用电器等各个领域。作为微型机一个关键分支，单片机在结构上最大特点是把CPU、RAM和ROM存放器、定时器和多个I/O接口电路集成在一块超大规模集成电路芯片上。从它组成和功效来看，一块单片机芯片其实就是一台计算机。此次设计是采取MSC-51单片机来设计四位数计算器, 采取C语言进行程序编写实现计算器功效。外接4X4键盘，经过键盘扫描来完成输入数控制，利用驱动电路使数值和结果在七段共阴极数码管上正常显示，并设有清零键可随时完成计算和显示清零。计算器将完成0至9999整数一次加/减/乘/除运算。【关键词】MSC-51单片机 四位数计算器 C语言 ABSTRACTIn recent years, with the computer in the social sector and the development of large-scale integrated circuits, the application of SCM is continuously to thoroughly, because it has the strong function, small volume, low power consumption, low price and reliable, easy to use, so particularly suitable for related control and system, more and more widely used in automatic control, intelligent instrument and meter, data acquisition, military products, and household electrical appliances, etc.As one of the main branch of microcomputer, the single-chip microcomputer in the structure of the biggest characteristic is to put the CPU, memory, and timer RAM and ROM and I/O interface circuit integration on a large scale integrated circuit chip. From its composition and function, a single chip is actually a computer. This design is adopted to design the MSC - 51 single-chip four digits calculator, using C language program realization calculator function. External 4X4 keyboard, through the keyboard scan to complete input number of control, use drive circuit make numerical results in the seventh with the normal cathode tube of digital display, and reset button at the finish calculation and display cleared. Calculators will complete the 0-9999 integer by plus / minus / multiply / divide.【Key words】MSC-51 Microcontroller Four-digit Calculator C Programming Language 目 录前 言1第一章 单片机介绍2第一节 单片机发展历史和趋势2一、发展历史2二、发展趋势3第二节 MCS-51单片机系统介绍4一、单片机基础特点4二、单片机组成5第三节 本章小结6第二章 MCS-51单片机计算器总体方案7第一节 设计任务7第二节 方案设计7一、主程序方案7二、按键显示方案8三、设计难点8第三节 本章小结8第三章 MCS-51单片机计算器硬件设计9第一节 关键元件介绍和选择9一、电阻9二、常见电容器9三、AT89S51单片机10四、7段数码管12五、按键13第二节 硬件设计13一、矩阵式键盘设定13二、显示数码管设定14三、复位、时钟电路设计14第三节 本章小结15第四章 MCS-51单片机计算器软件设计16第一节 软件设定16一、程序计划16二、程序设定17三、数码管显示程序设计17四、键盘程序设计19第二节 程序总编21一、关键变量21二、程序模块21第三节 本章小结22第五章 试验方法及调试手段23第一节 试验技术23一、试验方法23二、试验手段及环境23三、Keil C51单片机软件应用23第二节 实际焊接及其注意事项24第三节 本章小结25结 论26致 谢28参考文件29附 录30一、英文原文：30二、英文翻译：39三、工程设计图纸：45四、源程序：47 前 言伴随科学不停发展和进步，微电子技术发展越来越快。单片机自20实际70年代问世以来，以其极高性能价格比，受到大家重视和关注，前景宽广。给人类社会带来了根本性改变。尤其Intel企业生产MSC-51系列单片机，因为其处理能力强，结构简单，易于使用等优点，在世界范围内得到了广泛普及和应用。现在在工业，办公，家电等很多领域，随地可见单片机踪影，单片机技术开发已经成为国家工业化水平标志之一。“工欲善其事,必先利其器”，对于单片机，我们不仅要认识它作用和价值，还需要熟悉它原理和性能。单片机本身只是一个电子元件，只有当它和其它器件，设备有机组合在一起，并配置合适工作程序后，才能含有特定功效。就现在来看，单片机应用系统研究也在不停推出，各式各样由单片机开发出新产品层出不穷。计算器是日常生活中很常见电子设备，能够有效而快速地处理大家在商业交易、学习工作等生产和生活中碰到数字运算问题。计算器普及和利用还有极大发展空间。基于这么理念，此次设计是用MCS-51单片机为芯片， P1口作为输入端，外接4X4键盘，经过键盘扫描来完成输入数控制，同时连接一个驱动电路，用来确保LED工作正常。由此完成一个能实现简单功效计算器。第一章 单片机介绍第一节 单片机发展历史和趋势一、发展历史继1971年微处理器研制成功很快以后，就出现了单片机，但最早单片机是1位，当初因为工艺限制，单片机采取双片形式而且功效比较简单。假如我们以8位单片机推出作为起点，那么单片机发展历史大致可分为以下多个阶段。 11、第一阶段（1976-1978）单片机初级阶段。以Intel企业MCS48为代表。MCS48推出是在工业控制领域控索，参与这一控索企业还有Motorola 、Zilog等，全部取得了满意效果。这就是SCM诞生年代，“单机片”一词即由此而来。2、第二阶段（1978-1982）单片机完善阶段。Intel企业在MCS48 基础上推出了完善、经典单片机系列MCS 51。它在以下多个方面奠定了经典通用总线型单片机体系结构。完善外部总线。MCS-51设置了经典8位单片机总线结构，包含8位数据总线、16位地址总线、控制总线及含有很多机通信功效串行通信接口；CPU外围功效单元集中管理模式；表现工控特征位地址空间及位操作方法；指令系统趋于丰富和完善，而且增加了很多突出控制功效指令。3、第三阶段（1982-1990）8位单片机巩固发展及16位单片机推出阶段，也是单片机向微控制器发展阶段。Intel企业推出MCS96系列单片机，将部分用于测控系统模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，表现了单片机微控制器特征。伴随MCS51系列广应用，很多电气厂商竞相使用8051为内核，将很多测控系统中使用电路技术、接口技术、多通道A/D转换部件、可靠性技术等应用到单片机中，增强了外围电路路功效，强化了智能控制特征。4、第四阶段（1990现在）微控制器全方面发展阶段。伴随单片机在各个领域全方面深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力8位/16位/32位通用型单片机，和小型廉价专用型单片机。2二、发展趋势现在，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是深入向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等多个方面发展。下面是单片机关键发展趋势。CMOS化：多年来因为CHMOS技术进小，大大地促进了单片机CMOS化。CMOS芯片除了低功耗特征之外，还含有功耗可控性，使单片机能够工作在功耗精细管理状态。这也是以后以80C51替换8051为标准MCU芯片原因。因为单片机芯片多数是采取CMOS（金属栅氧化物）半导体工艺生产。CMOS电路特点是低功耗、高密度、低速度、低价格。采取双极型半导体工艺TTL电路速度快，但功耗和芯片面积较大。伴随技术和工艺水平提升，又出现了HMOS（高密度、高速度MOS）和CHMOS工艺。CHMOS和HMOS工艺结合。现在生产CHMOS电路已达成LSTTL速度，传输延迟时间小于2ns，它综合优势已在于TTL电路。所以，在单片机领域CMOS正在逐步替换TTL电路。 低功耗化：单片机功耗已从Ma级，甚至1uA以下；使用电压在36V之间，完全适应电池工作。低功耗化效应不仅是功耗低，而且带来了产品高可靠性、高抗干扰能力和产品便携化。 低电压化：几乎全部单片机全部有WAIT、STOP等省电运行方法。许可使用电压范围越来越宽，通常在36V范围内工作。低电压供电单片机电源下限已可达12V。现在0.8V供电单片机已经问世。 低噪声和高可靠性：为提升单片机抗电磁干扰能力，使产品能适应恶劣工作环境，满足电磁兼容性方面更高标准要求，各单片厂家在单片机内部电路中全部采取了新技术方法。 大容量化：以往单片机内ROM为1KB4KB，RAM为64128B。但在需要复杂控制场所，该存放容量是不够，必需进行外接扩充。为了适应这种领域要求，须利用新工艺，使片内存放器大容量化。现在，单片机内ROM最大可达64KB，RAM最大为2KB。 高性能化：关键是指深入改善CPU性能，加紧指令运算速度和提升系统控制可靠性。这类单片机运算速度比标准单片机高出10倍以上。因为这类单片机有极高指令速度，就能够用软件模拟其I/O功效，由此引入了虚拟外设新概念。 小容量、低价格化：和上述相反，以4位、8位机为中心小容量、低价格化也是发展动向之一。这类单片机用途是把以往用数字逻辑集成电路组成控制电路单片化，可广泛用于家电产品。 外围电路内装化：这也是单片机发展关键方向。伴随集成度不停提升，有可能把众多多种处围功效器件集成在片内。除了通常必需含有CPU、ROM、RAM、定时器/计数器等以外，片内集成部件还有模/数转换器、声音发生器、监视定时器、液晶显示驱动器、彩色电视机和录像机用锁相电路等。 串行扩展技术：在很长一段时间里，通用型单片机经过三总线结构扩展外围器件成为单片机应用主流结构。伴随低价位OTP（One Time Programble）及多种类型片内程序存放器发展，加之处围接口不停进入片内，推进了单片机“单片”应用结构发展。尤其是 IC、SPI等串行总线引入，能够使单片机引脚设计得更少，单片机系统结构愈加简化及规范化。 第二节 MCS-51单片机系统介绍一、单片机基础特点因为单片机这种结构形式及它所采取半导体工艺，使其含有很多显著特点，所以在各个领域全部得到了迅猛发展。单片机关键有以下特点： 有优异性能价格比； 集成度高、体积小、有很高可靠性。单片机把各功效部件集成在一块芯片上，内部采取总线结构，降低了各芯片之间连线，大大提升了单片机可靠性和抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽方法，适合在恶劣环境下工作； 控制功效强。为了满足工业控制要求，通常单片机指令系统中全部有极丰富转移指令、I/O口逻辑操作和位处理功效。单片机逻辑控制功效及运行速度均高于同一档次微机。； 低功耗、低电压，便于生产便携式产品。； 外部总线增加了IC（Inter-Integrated Circuit）及SPI（Serial Peripheral Interface）等串行总线方法，深入缩小了体积，简化了结构； 单片机系统扩展和系统配置较经典、规范，轻易组成多种规模应用系统。3二、单片机组成图1.1为单片机经典功效结构框图。由图可见，它经过内部总线把计算机各关键部件连接为一体，其内部总线包含地址总线、数据总线和控制总线。其中，地址总线作用是在进行数据交换时提供地址，CPU经过它们将地址输出到存放器或I/O接口；/数据总线作用是在CPU和存放器或I/O接口之间，或存放器和外设之间交换数据；控制总线包含CPU发出控制信号线和外部送入CPU应答信号线等。4振荡器立即序 OSCCPU程序存放器4KB ROM数据存放器256B2个16位定时器/计数器64K总线扩展控制器可编程I/O可编程全双工串行口图1.1 MSC-51单片机功效结构框图第三节 本章小结本章具体讲述了单片机发展过程，介绍了MSC-51单片机基础结构。首先对本设计意义作了阐释，令首先也为后面理论知识展开进行铺垫。单片机使用表现在我们生活中方方面面，几乎极难找到哪个领域没有单片机踪迹，认识它历史和了解其未来发展，更能拓展我们视野和知识。能够说，单片机现在仍然处于成长阶段，不过它已经在不停促进整个世界前进步伐，我们对于电子技术研究，尤其是微电子技术方向学习，一定是需要和单片机亲密联络。第二章 MCS-51单片机计算器总体方案第一节 设计任务根据任务书纲领和自己了解，所设计单片机计算器需满足以下要求： 扩展一个4*4键盘，其中包含10个数字键，5个功效键和1个清零键；完成基础十进制四则运算（即加、减、乘、除）；使用使用keil C软件编写和调试程序；计算器可显示4位数字。其中，系统划分为显示模块、键盘模块、处理程序三个模块。显示模块实现将CUNZHI中值进行动态数码显示，包含：P0口送显示码，P2口为公共端扫描；键盘模块进行键盘扫描；处理程序模块实现计算器加减乘除运算。5第二节 方案设计一、主程序方案方案一将显示处理程序置于定时中止程序中实现其功效，主程序为键盘扫描程序。6方案二利用主程序为显示处理程序键盘扫描程序。取消定时中止使用。在方案比较中，方案一效率低，单片机反应无法进行运行，方案二虽未能处理按键长按无显示缺点，但其运算速度快。最终选定为方案二。二、按键显示方案因为计算器最少需要显示4位数字，开机运行时，只有数码管最低位显示为“0”，其它位全部不显示；当键盘第一次按下时，数码显示“D1”，第二次按下时，显示出“D1D2”，第三次按下时，显示“D1D2D3”。四个全显示完成，再按下按键下时，输入第五个数不接收。能够对计算结果小于9999两个无符号数进行、-、*、/运算，并显示计算结果，假如输入估计算数超出9999，则运算时报错，在”D5”上显示“E”，以提醒使用者输入错误，可按清零键清零，重新输入数据，运算过程中，假如运算表示式是加、减、乘、除混合运算，需分步先按等号键，再继续进行运算。三、设计难点本设计难点是键盘识别和数值显示，因为这里边包含到键盘输入数值在内部要转换成10进制运算，运算结果要转换成各个位显示数字输出。第三节 本章小结 本章对单片机计算器设计进行了预先分析，为具体操作和实现定下总纲，简单说明了设计上计划和步骤。为以后硬件部分和软件部分设计指明了方向。首次接触一个需要由理论结合实际设计，并将其具体实现，不是一件轻易事情。明确此次设计目标要求，实施方法，关键难点，能够不至于难于入手。参考部分技术文件，对应自己计划，各个步骤分步研究，最终止合在一起就可达成要求。第三章 MCS-51单片机计算器硬件设计第一节 关键元件介绍和选择 一、电阻通常分为三大类：固定电阻，可变电阻，特种电阻。该设计上电阻选择关键为固定电阻。通常电阻上面全部有不一样色环，国际上常见色环标注法。表3.1 测量电阻数值电阻理论值实际值R110K10.5KR24.7k4.65k二、电容器电容基础单位为法拉，由两个金属极，中间夹有绝缘材料（介质）组成。因为绝缘材料不一样，所组成电容器种类也有所不一样：按介质材料可分为：气体介质电容，液体介质电容，无机固体介质电容，有机固体介质电容电解电容。本设计关键选择就是电解电容。电容在电路中含有隔断直流电，经过交流电作用，所以常见于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。7表3.2 测量电容数值电容理论值实际值C1104pF104.32pFC530 pF32.451pFC13100uF103.75uF第二节 各硬件功效和连接一、 AT89S51单片机1、AT89S51介绍AT89S51是由多年来美国ATMEL企业生产一个低功耗、高性能CMOS8位微控制器，总共含有8K系统可编程Flash存放器。和工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。在单芯片上，AT89S51拥有灵巧8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效处理方案。AT89S51含有以下标准功效：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个5向量两级中止结构，全双工串行口，为片内晶振立即钟电路，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，许可RAM、定时器/计数器、串口、中止继续工作。掉电保护方法下，RAM内容被保留，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中止或硬件复位为止。和AT89C51相比，二者全部是全部是8051内核。不过AT89S51比AT89C51增加了一个16位计数器T2，对应内存也128字节提升到了256字节，ROM容量从2K提升到了4K，能够装下更大程序，另外AT89S51比AT89C51增加了ISP功效，即在线可编程功效。82、AT89S51单片机各关键引脚功效VCC：电源GND：地P0 口：P0口是一组8位漏极开路型双向I0口，也即地址数据总线复用口。作为输出口用时，每位能驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“l”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存放器或程序存放器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在F1ash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1 口：P1口是一个含有内部上拉电阻8 位双向I/O口，p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时能够作为输入口使用。Flash编程和程序校验期间，Pl接收低8位地址。P2 口：基础和P1口相同。不过在Flash编程或校验时，P2接收高位地址和其它控制信号。图3.1 AT89S51单片机引脚图P3 口：P3 口是一个含有内部上拉电阻8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时能够作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低引脚因为内部电阻原因，将输出电流（IIL）。P3口除了作为通常I0口线外，更关键用途是它第二功效。RST：复位输入。晶振工作时，RST脚连续2个机器周期，高电平将使单片机复位。ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存放器时，锁存低8 位地址输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在通常情况下，ALE 以晶振六分之一固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。PSEN:外部程序存放器选通信号。当AT89S51从外部程序存放器实施外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存放器时，PSEN将不被激活。EA/VPP：访问外部程序存放器控制信号。为使能从0000H 到FFFFH外部程序存放器读取指令，EA必需接GND。为了实施内部程序指令，EA应该接VCC。在flash编程期间，EA也接收12伏VPP电压。XTAL1：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路输入端。XTAL2：振荡器反相放大器输出端。9二、七段数码管1、数码管使用条件段及小数点上加限流电阻使用电压：段，依据发光颜色决定；小数点：依据发光颜色决定。使用电流：静态：总电流 80mA（每段 10mA）；动态：平均电流 4-5mA，峰值电流 100mA图3.2 7段数码管结构图2、连接方法 LED显示器由七段发光二极管组成，排列成8字形状，所以也称为七段LED显示器。为了显示数字或符号，要为LED显示器提供代码，即字形代码。七段发光二极管，再加上一个小数点位，累计8段。本设计采取两个4位七段数码管连接AT89S51。 其中采取共阴极接法，使用时，公共阴极接地，在阳极端输入高电平，发光二极管就导通发光。五、按键键盘可分为两类：编码键盘和非编码键盘。图3.3 4*4矩阵式键盘结构 编码键盘是较多按键（20个以上）和专用驱动芯片组合，当按下某个按键时，它能够处理按键抖动、连击等问题，直接输出按键编码，无需系统软件干预。通用计算机使用标准键盘就是编码键盘。但大多数智能仪器和电子产品按键数目全部不太多（20个以内），为了降低成本和简化电路，我们采取非编码键盘。非编码键盘接口电路由设计者依据需要自行决定，按键信息经过接口软件来获取。 本设计需要是16个按键，故选择用非编码键盘，为了降低所占用端口，由P1口采取4*4矩阵式键盘外接。一、矩阵式键盘设定根据预定设定方案，此次设计计算器将经过按键输入数字和运算符，利用单片机不停扫描键盘。其中数字键09 共十个，接下来依次是加号键(+)、减号键(-)、乘号键（*）、除号键（/）、等于号（=）、清除键。操作设备是四行四列共16键简单键盘。第一行从左至右分别为F（清除键）、E（等号键）、D（除号键）、C（乘号键），第二行从左至右分别为B（减号键）、A（加号键）、9、8，第三行分别为7、6、5、4，第四行从左至右分别为3、2、1、0，“清除键”表示程序初始化，为下次输入准备。三、复位、时钟电路设计XTAL1是片内振荡器反相放大器输入端，XTAL2则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到XTAL1，而XTAL2悬空。当使用内部振荡电路时，XTAL1.XTAL2引脚外接石英晶体和微调电容，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为12MHz，时钟频率就为6MHz。MCS-51单片机内部振荡电路是一个高增益反相放大器，引线 XTAL1和XTAL2分别为反向振荡放大器输入及内部时钟工作电路输入和来自反向振荡器输出，该反向放大器能够配置为片内振荡器。图3-4 晶振连接内部、外部方法图任何单片机在工作之前全部要进行复位，方便CPU和其它功效部件全部处于一个确定初始化状态，并从这个状态开始工作，也就是程序开始实施之前，单片机做好准备工作。怎样进行复位呢？只用在单片机RST引脚上保持两个机器周期（24个时钟周期）高电平即可对单片机实现复位操作，且复位操作不会对内部RAM有所影响。图3.5 常见复位电路图第三节 本章小结本章具体介绍了MCS-51单片机计算器设计硬件元件选择和各类关键硬件功效结构。对单片机计算器组成和工作原理进行了分析。更为后面难点软件设计部分做好了充足准备。 综合来看，一个单片机计算器组成并不复杂，不过怎样将全部部件连接在一起并正常工作，这是在设计过程要一直不停思索问题。第四章 MCS-51单片机计算器软件设计第一节 软件设定 一、程序计划该计算器程序关键包含以下功效模块：主模块，为系统初始化。显示和读键模块，分为显示子程序，判键程序段、运算操作子程序部分；图4.1 软件设计步骤图主程序关键是用来进行初始化，调用其它子程序，清空各个标志位，清空缓存区，读取键码，判定功效，在LED上作出回应。10二、程序设定数字送显示程序设计简易计算器所显示数值最大位为四位。要显示数值，先判定数值大小和位数，假如是输入超出四位或大于9999，将不显示数字。需重新输入数字，再次计算。该程序输入同时输入四个定点数，设定运算符号有：A为加，B为减，C为乘，D为除，E等于，输出计算结果。数据输入采取规范化输入，即输入=3个数才算完成一个运算数输入，两个运算数之间输入运算符A、B、C或D，输入完成按E显示计算结果。运算程序设计首先初始化参数，送LED低位显示“0”，高位不显示。然后扫描键盘看是否有键输入，若有，读取键码。判定键码是数字键、清零键还是功效键，是数值键则送LED显示并保留数值，是清零键则做清零处理，是功效键则又判定是“=”还是运算键，若是“=”则计算最终结果并送LED显示，若是运算键则保留相对运算程序首地址。F为清零重启，任何时候按下F将重新开始。11三、数码管显示程序设计 本设计，显示程序是这么设计，因为考虑到显示程序通用性，在接通电源后不进行输入时显示为0，输入时显示输入数字或运算结果，而且要使8个数码管同时显示不一样数字，选择动态显示应是最好。数码管显示判定显示是否完成 返回否是 对数码管进行初始化，从按键程序和运算程序中接收数据，经过显示程序处理开始图4.2 显示扫描程序步骤图数码管用到数字09共阴极字形代码以下表：表4.1 数码管共阴极字形代码表显示字型gfedcba段码001111113fh1000011006h210110115bh310011114fh4110011066h511011016dh611111017dh7000011107h811111117fh911011116fhLED用于显示十进制数字，要将09数字用7段显示，必需将数字转换为LED对应七段码信息，比如，要显示“0”，就是让a、b、c、d、e和f段发光，显示“1”，让b和c段发光，如表所表示。然后依据LED是共阴极还是共阳极接法确定LED各输入端应接逻辑1还是逻辑0，本设计选择是共阴接法，要显示“0” 时，a、b、c、d、e和f段就要输入逻辑1，即其段码为3F，将待显示内容“翻译”为LED段码过程，能够由软件查表方法实现译码。12四、键盘程序设计确定矩阵式键盘上何键被按下，用“行扫描法”。 行扫描法又称为逐行（或列）扫描查询法，是一个最常见按键识别方法。判定键盘中有没有键按下：将全部行线置低电平，然后检测列线状态。只要有一列电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合键在低电平线和4根行线相交4个按键之中。若全部列线均为高电平，则键盘中无键按下。 判定闭合键所在位置： 在确定有键按下后，即可进入确定具体闭合键过程。其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它线为高电平。在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线电平状态。若某列为低，则该列线和置为低电平行线交叉按键就是闭合按键。把每个键全部分成水平和垂直两端接入，比如说扫描码是从垂直入，那就代表那一行所接收到扫描码是同一个位，而读入扫描码则是水平，扫描动作是先输入扫描码，再去读取输入值，经过比对以后就可知道是哪个键被按下。开始扫描第一行是否有键按下Y判定键值N扫描第二行数字键放入显示缓冲区运算符修改标志位调用显示程序显示数字进行运算运算结果放入显示缓冲区是否有键按下N扫描第三行是否有键按下N扫描第四行是否有键按下N图4.3 按键扫描程序步骤图第二节 程序总编一、关键变量本设计程序代码关键设置变量以下表表4.2 程序设计关键变量表SIGN存运算符(+、-、*、/)FLAG用第多个数组,(出现非运算符前为0,出现运算符后为1)WRONG输入多于4个时错误标志位(0对、1错)COUNT输入09数字个数SIZE减数大于被凑数时为1SIGNCOUNT输入运算符个数XIAOSHU存一位小数值DIVKEY运算除法时置为1CUNZHI全局变量二、程序模块关键程序模块分为：显示程序：实现将全局变量CUNZHI中值进行动态数码显示。入口参数无，所用端口功效为P1口送显示码，P2口进行公共端扫描，返回值无；处理程序：用来实现计算器加减乘除运算。全局变量为key、CUNZHI、SHU0、SHU1、FLAG、SIGN；键盘扫描程序：进行键盘扫描，判定是否有键按下，全局变量为k，局部变量为i,j；调用函数为CHULI(key)；主程序：实现计算器加减乘除运算并显示，全局变量为CUNZHI、FLAG、SIGN，调用函数：disp()、JIANPAN()，返回值无。 13（具体源程序参见附录四）第三节 本章小结 本章具体说明了MSC-51单片机计算器软件设计过程，说明了该计算器软件方面编写步骤及各个设备程序思绪。同时简单描述了源程序变量设置和主程序和相关子程序功效。本章是整个设计中关键步骤，是计算器得于实现中心内容。第五章 试验环境和调试 第一节 软件试验方法一、 编写程序1、软件工具单片机开发时候除必需硬件外，一样离不开软件编写。而我们写源程序要变为 CPU能够实施机器码有两种方法，一个是手工汇编，另一个是机器汇编，不过现在已使用手工汇编方法已经极少使用了。机器汇编是经过汇编软件将源程序变为机器码，对于 MCS-51单片机程序汇编很实用。在软件设计部分我们已经对程序实现进行了初步编写，不过能否正常运行我们还还未知道，需要利用相关软件进行调试对错误地方进行修改，而且将编写程序转换为机器码。C51工具包整体结构中，其中uVision和Ishell分别是C51 for Windows和for Dos集成开发环境(IDE)，能够完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发步骤。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。142、程序编译我们使用uVision 文本编辑器编写源文件，能够是汇编文件（程序扩展名为*.ASM）,也能够使用C语言文件（程序扩展名为*.C），并将该文件添加到项目中去。一个项目文件可以包含多个文件，除了源程序文件外，还能够是库文件、头文件或文本说明文件。这里我们使用是C语言进行编写。图 5.1 KEIL UVISION4程序编写环境 图5.1所表示，当我们打开Keil 软件以后使用菜单“File-New”或点击工具栏新建文件按钮，即可在项目窗口右侧打开一个新文本编缉窗口3、程序二、试验手段及环境三、Keil C51单片机软件应用经过uVision 2 相关选择项，配置编译环境、编译过程中信息将出现在输出窗口中Build页中，假如源程序中有语法错误，会有错误汇报出现，双击该行，能够定位到犯错位置，对源程序编写以后，会生成绝对目标代码和可选HEX文件，假如出现编译连接错误则能够返回修改源文件中错误后重构整个项目。对没有语法错误程序进行仿真调试。PL-2303 Driver Installer，这是一个能够将电脑USB接口转为可接收串口数据驱动程序。因为试验板上有PL-2303芯片，调试成功后就能够直接将HEX文件写入到单片机应用系统ROM中。第二节 实际焊接及其注意事项拿到电路板后，首先要检验加工质量，并确保没有任何方面错误，如短路和断路，尤其要避免电源短路；元器件在安装前要逐一检验，用万用表测其数值，看是否和所用相同；完成焊接后，应先空载上电（芯片座上不插芯片），并检验各引脚电位是否正确。若一切正常，方可在断电情况下将芯片插入，再次检验各引脚电位及其逻辑关系。将万用表探针放到单片机接电源引脚上检测一下，看是否符合要求。新烙铁使用前,应用细砂纸将烙铁头打光亮,通电烧热,蘸上松香后用烙铁头刃面接触焊锡丝,使烙铁头上均匀地镀上一层锡。这么做,可方便于焊接和预防烙铁头表面氧化。旧烙铁头如严重氧化而发黑,可用钢挫挫去表层氧化物,使其露出金属光泽后,重新镀锡,才能使用。电