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1、精选优质文档-倾情为你奉上嵌入式系统二课程设计报告 计算器系统的设计设计日期：2011年07月4日 至 2011年07月8日设计题目： 计算器系统的设计 设计的主要内容及目标：基于2410试验箱实现计算器功能，通过输入输出端口扩展键盘的方法，将按键键值在数码管中显示，可实现带括号以及优先级的计算器，可运算加减乘除等基本运算。指导教师： 2011年7月4日教师评阅意见书：评阅教师： 2011 年 月 日摘 要基于JXARM9-2410实验箱实现计算器功能，通过了解键盘接口原理以及输入输出端口扩展键盘的方法，编写矩阵键盘的扫描程序，将按键键值在数码管中显示，可运算加减乘除等基本运算，也可实现带括号
2、以及优先级的运算。计算时可显示-+之间的任何数，由于键盘数量有限，只能进行加法和乘法两种运算。系统硬件主要分为处理器模块、LED模块、键盘模块。软件主要由主模块、显示模块、按键处理模块组成。关键词：JXARM9-2410试验箱，处理模块，LED模块，键盘模块1 目的及意义计算器是我们日常生活和生产工作中重要的工具，能极大的提高我们的计算速度，通过本次课程设计，对计算器能有更深程度的了解，对今后的学习生活一定会有很大的帮助。2 系统的基本原理及设计思想2.1 基本原理1键盘原理JXARM9-2410教学实验系统的键盘电路由一块74HC273锁存器和74LVCH244缓冲器完成键盘识别。在没有按键
3、的情况下，ROW0-ROW3通过上拉来保持高电平。检测时通过将COL0-COL3中的某一列输入低电平，如果该列没有键按下时，通过74LVCH244读取到的行值应该为高电平，如果该列某行位置有键按下，那么该行读到的值应为低电平。因此，采用轮询方式检测键盘的方法为：循环往各列输入低电平，然后读取行值，如果为高电平，则判断下一列，否则，该行有键按下，此时已经读取到了按键的行值和列值，然后根据行值和列值得到键码。2LED原理JXARM9-2410拥有六位7段数码管。要在某位数码管上显示一个段码表中的字符，需要使用地址空间0x选择位码，并将待显示的数据存储在地址空间0x中。表1 JXARM9-2410教
4、学实验系统段码表字符01234567段码0xc00xf90xa40xb00x990x920x820xf8字符89ABCDEF段码0x800x900x880x830xc60xa10x860x8e表2 JXARM9-2410教学实验系统位码表位数123456位码0x3e0x3d0x3b0x370x2f0x1f表3 JXARM9-2410教学实验系统地址空间分配地址空间说明数据宽度读/写（属性）0x数码管数据寄存器8位W0x数码管扫描控制寄存器8位W3计算原理 定义一个操作数栈Opnd，一个操作符栈Optr。 思想是：置操作数栈为空，操作符栈压入元素“#”（它具有最高优先级），依次读入表达式中的每个
5、字符CH，如果CH是操作数，则CH压入操作数栈，如果CH是操作符，那么将CH和操作数栈顶元素进行优先级比较（如X优先级高于+）。 如果优先级大于当前栈顶元素，那么将其压栈，如果优先级小于当前栈顶元素，那么执行op=optr.pop();（取当前栈顶操作符），a=opnd.pop()（取当前栈顶操作数存入临时变量a）;b=opnd,pop()（取当前栈顶操作数存入临时变量b）;c=计算（a op b）;opnd.push(c);如果优先级相等，则当前操作符出栈。 重复上述操作直到表达式处理完毕。 最后操作数栈剩余的操作数就是计算的最终结果。2.2设计思想1.系统结构框图本系统由小键盘模块，处理模
6、块，显示模块组成。其结构框图如图1所示：小键盘模块处理模块显示模块键盘键值待显示数值图1 系统结构框图2系统设计思想 小键盘模块：计算器的输入部分，用于得到用户输入的表达式，该模块调用系统提供的Key_GetKeyPoll()；函数，得到当前采集到的键值的ASCII码，并将ASCII码传递到处理模块。处理模块：计算器的核心部分，该模块接收小键盘模块传递的ASCII码值，进行处理，将待显示数值的段码和位码传递到显示模块。显示模块：计算器的显示部分，用于显示计算机的中间数据和最终结果，该模块接收处理模块待显示的数据，将有效数据显示在LED上。完成计算机器的功能。3设计方案 方案一：小键盘模块和显示
7、模块采用上述方法，处理模块采用单栈结构的逆波兰式算法。 方案二：小键盘模块和显示模块采用上述方法，处理模块采用运算符号触发。4用户说明 计算器键盘说明：123+456789CE0()=系统采用JXARM9-2410教学实验箱提供的4*4键盘，布局如图，由于数量限制，故只能进行加法和乘法两种算法。 计算器LED显示部分说明： 系统采用JXARM9-2410教学实验箱提供的6位7段数码管，计算式可显示-+之间的任何数。3 核心程序设计调用按键函数，判断相应按键键值，调用相应的子程序，通过计算将最后结果显示在数码管上，具体流程图如图2。开始调用CH=Key_GetkeyPoll()函数CH=0&CH
8、=0&ch=65&ch)for(i=0;i=5;i+)*(U8*) 0x) = SEG1;*(U8*) 0x) = seg7table14;Delay(DELAYTIME);*(U8*) 0x) = SEG0;*(U8*) 0x) = seg7table14;Delay(DELAYTIME);else for(i=0;i=5;i+) flag=0;if(cur=(num/)%10)flag=1;*(U8*) 0x) = SEG5;*(U8*) 0x) = seg7tablecur;Delay(DELAYTIME);if(cur=(num/10000)%10) | flag)flag=1;*(U
9、8*) 0x) = SEG4;*(U8*) 0x) = seg7tablecur;Delay(DELAYTIME);if(cur=(num/1000)%10) | flag)flag=1;*(U8*) 0x) = SEG3;*(U8*) 0x) = seg7tablecur;Delay(DELAYTIME);if(cur=(num/100)%10) | flag)flag=1;*(U8*) 0x) = SEG2;*(U8*) 0x) = seg7tablecur;Delay(DELAYTIME);if(cur=(num/10)%10) | flag)flag=1;*(U8*) 0x) = SE
10、G1;*(U8*) 0x) = seg7tablecur;Delay(DELAYTIME);*(U8*) 0x) = SEG0;*(U8*) 0x) = seg7tablenum%10;Delay(DELAYTIME);/*-栈处理-*/void Push(int * stack,int * top,int val)if(stack=Num)PRINTF(PUSH val %dn,val);else PRINTF(PUSH sym %cn,val);if(*top = STACK_SIZE) return;stack(*top)+ = val;int Pop(int * stack,int * top)if(*top=0)return -1;return stack-(*top);参 考 文 献1（美）佛瑞德（Friedl,J.E.F.）著，余晟译，精通正则表达式【M】，电子工业出版社 2007（3） 2. （美）维斯著，冯舜玺译，数据结构与算法分析【M】，机械工业出版社 2004专心-专注-专业