硬件课程设计报告

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1、第19页硬件课程设计报告摘要单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民

2、用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。本设计通过将矩阵键盘、数码管、蜂鸣器及单片机结合起来，构成一个简单的计算器。此计算器可进行1万以内的加减乘除运算，并通过数码管显示。当运算结果溢出时，蜂鸣器会发出报警，同时数码管显示E（error）。按键的同时蜂鸣器会发生，表示按键已按下。复位电路可实现单片机的复位。通过本次课程设计，初步了解单片机的基本使用及程序

3、的编写，为以后的继续学习打下基础。关键词：单片机；4*4矩阵键盘；数码管；蜂鸣器；复位电路第19页目录1设计任务与要求………………………………………………………………………51.1课程介绍……………………………………………………………………………51.2计算器的设计与要求………………………………………………………………52总体方案…………………………………………………………………………52.1硬件部分…………………………………………………………………………52.2软件部分………………………………………………………………………53硬件方案……………………

4、…………………………………………63.1硬件组成…………………………………………………………………………63.2各模块功能介绍…………………………………………………………………73.2.14*4矩阵键盘…………………………………………………………………73.2.24位数码管显示电路…………………………………………………………73.2.1单片机介绍…………………………………………………………………84软件方案………………………………………………………………104.1程序组成…………………………………………………………………………104.2程序流程图………

5、…………………………………………………………104.3程序清单…………………………………………………………………125系统设计过程中的问题及解决方案…………………………………………………125.1问题1及解决方案………………………………………………………………125.2问题2及解决方案………………………………………………………………125.2问题3及解决方案………………………………………………………………126实验总结与体会………………………………………………………………12附录……………………………………………………………………………………13第19

6、页1设计任务与要求1.1课程介绍《硬件课程设计》是继《微机原理与接口技术》课程教学后的一个重要的综合实践教学环节，它能起到巩固课堂和书本上所学知识，加强综合能力，提高系统设计水平，启发创新思想的效果。课程设计的目地是综合这些基础知识，就具体问题让学生做出软、硬件解决方案并付诸实施，以培养解决实际问题的能力。要求每个学生都能自己动手独立设计完成一个典型的微机应用小系统。1.2计算器的设计与要求通过4*4键盘获得按键信息，蜂鸣器随着按键发声。单片机处理按键信息，计算后以4位数码管显示。若计算结果溢出，则蜂鸣器长响提示。按下复位键，则可以实现单片机的复位。要

7、求：具有计算器的基本按键（0~9数字键、加减乘除键、清零键、等于键）。可以进行1万以内的加减乘除运算，正确显示结果。通过数码管正确显示运算结果。以蜂鸣器表示按键正确按下，并可以溢出报警。2总体方案2.1硬件部分在此设计中主要用到的部件有：4*4键盘电路、4位数码管显示电路、单片机最小系统、复位电路、蜂鸣器电路。利用分步操作，先实现各部分的子功能，再将这些子功能有机地结合到一起，实现系统的整体设计要求。各模块功能如下：1)4*4键盘电路：通过键盘扫描程序，获得按键信息。2)4位数码管显示电路：显示输入信息及运算结果。3)复位电路：实现单片机的复位操作。4

8、)蜂鸣器电路：表示按键已按下，并可以溢出报警。2.2软件部分第19页相应的程序清单中分为键盘扫