PIC单片机计算器

简介：
本项目是一款基于PIC单片机开发的手持式计算器，集成了基本算术运算、科学计算及存储功能，适用于教学与个人使用。 本段落将介绍如何基于89C51单片机设计一个简单的计算器，能够实现基本的加、减、乘、除运算以及十进制到十六进制的转换。这个设计是福州大学至诚学院《单片机原理及应用》课程设计的一个任务，旨在锻炼学生的实践能力和理论知识的综合运用。 1. **单片机基础** 89C51单片机基于Intel 8051微控制器架构，内含ROM、RAM、定时器计数器和IO端口等资源，适用于各种嵌入式系统的设计。在此设计中，89C51作为核心处理器负责接收输入、执行计算并输出结果。 2. **硬件组成部分** - **键盘**：采用4*4矩阵键盘通过P3口连接单片机以获取用户输入的运算指令和数值。 - **数码管**：通过P2口连接锁存器，用于显示运算结果，可以显示6位数。 - **锁存器**：存储数码管显示的数据并通过P1口控制数据传输。 - **十六进制转换开关**：通过P0.0口控制实现十进制到十六进制的转换。 3. **软件设计** - **主程序**：初始化系统，设置变量，并持续扫描键盘以根据按键进行相应操作。 - **十六进制显示**：将十进制数转化为十六进制格式并在数码管上展示。 - **四则运算**：实现基本加减乘除运算并支持连续计算。 - **键盘扫描程序**：检测和识别从键盘输入的数字及运算符按键信息。 - **显示程序**：负责将结果或错误提示通过数码管呈现。 4. **程序流程** 初始化阶段设置单片机工作状态，包括端口配置、内部寄存器设定等。接着循环检查键盘输入，当检测到数字键时存储其值；运算符则触发相应的计算过程。根据接收到的运算符执行对应数学操作，并确保结果不超过6位数限制。最后将计算结果显示在数码管上或进行十六进制转换后再显示。同时需处理如除法中除零等错误情况，给出相应提示。 5. **设计挑战与解决方法** - 键盘冲突：由于按键扫描可能导致多个键被误识别，需要合理安排扫描算法以避免这种情况。 - 数值溢出：在进行六位数运算时要防止结果超出显示范围，需对可能的数值溢出情况进行检查处理。 - 进制转换：实现从十进制到十六进制的准确变换，要求了解二、八、十和十六进制间的相互转换规则。 参考书籍： - 李朝青《单片机原理及接口技术》 - 田立等著《51单片机C设计快速入门》 - 楼然苗、李光飞合著《51单片机设计实例》 - 王守中编撰的《51单片机开发入门与典型实例》 通过这个项目，学生不仅可以掌握89C51的基本知识还能增强实际操作能力，并理解软件硬件交互及在资源有限条件下解决问题的方法。