arm课程设计报告-简易计算器设计

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1、评阅教师评语：课程设计成绩考勤成绩实做成绩报告成绩总评成绩指导教师签名：《嵌入式系统》课程设计报告论文题目：简易计算器设计学院（系）：电子信息与自动化学院班级：113070303学生姓名：杨智学号:11307030316指导教师：杨泽林王先全冯济琴杨继森36时间：从2016年6月20日到2016年7月8日目录前言3摘要3一、原理与总体方案4⒈总体方案4二、硬件设计5⒈元器件如表2.1：5⒉键盘接口电路53.各模块的介绍和功能7三、调试936⒈GPIO特性9⒉硬件和程序原理9四、测试与分析10五、结束语13附件：程序代码1336前言：近几年随着大规模集成电路的发展和应用，各种便携式嵌入式设备具有

2、十分广阔的市场前景。嵌入式系统是一种专用的计算机系统作为装置或设备的一部分。通常嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上所有带有数字接口的设备如手表、微波炉、录像机、汽车等都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。在嵌入式系统中数据和命令通过网络接口或串行口经过ARM程序处理后或显示在LCD上或传输到远端PC上，本次课程设计是通国LPC2138芯片完成的简易计算器，正是对嵌入式应用的学习、思考和探索。【摘要】计算器一般是指“电子计算器”是能进行数学运算的手持机器拥有集成电路芯片。对于嵌入式系统以其占用资源少、专用

3、性强，在汽车电子、航空和工控领域得到了广泛地应用。本设计就是先在KELL软件中进行相应程序的编写、运行，最后导入PROTUES进行仿真。最后利用ARM中的LPC2138芯片来控制液晶显示器和4X6矩阵式键盘从而实现简单的加、减、乘、除等四则运算功能。【关键字】中断扫描仿真计算显示36一、原理与总体方案⒈总体方案主程序在初始化后调用键盘程序再判断返回的值。若为数字0-9，则根据按键的次数进行保存和显示处理。若为功能键则先判断上次的功能键，根据代号执行不同功能并将按键次数清零。程序中键盘部分使用行列式扫描原理若无键按下则调用动态显示程序并继续检测键盘情况，若有键按下则得其键值并通过查表转换为数字0

4、—9和功能键与清零键的代号最后将计算结果拆分成个、十、百位再返回主程序继续检测键盘并显示，若为清零键则返回主程序的最开始。电路设计与原理通过LPC2128芯片进行相应的设置来控制LCD显示器。而通过对键盘上的值进行扫描把相应的键值让ARM芯片接收。开始2．系统流程图：端口初始化引脚功能初始化向量中断初始化外部中断初始化LCD初始化时钟初始化中断定时初始化调用显示模式设置显示时间36按键扫描N计算键值，调用参数设定子程序Y二、硬件设计⒈元器件如表2.1：器件数量Lpc21381LCD16021KEYPAD1电缆线1USB电源线1电源若干导线若干表2.1元器件表⒉键盘接口电路36计算器输入数字和其

5、他功能按键要用到很多按键，如果采用独立按键的方式在这种情况下。，程会很简单，但是会占用大量的I/O口资源。因此在很多情况下都不采用这种方式，而是采用矩阵键盘的方案。在本次课程设计中矩阵键盘采用四条I/O线作为行线，六条I/O线作为列线，组成键盘在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为4×6个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O的利用率。矩阵键盘的工作原理如图2.1：图2.1矩阵键盘的工作原理计算器的键盘布局如图2.2，有24个键组成，在lpc2138芯片中，由于芯片某些引脚无输出，我们将键盘的4根行线和6根列线接入P12-P21口作为引键盘输入端口，而且这

6、种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。36图2.2计算器的键盘布局显示模块：本设计采用LCD1液晶显示屏来显示输出数据。通过D0-D7引脚向LCD1写指令字或写数据以使LCD1实现不同的功能或显示相应数据。3.各模块的介绍和功能①Lpc2138特性和引脚功能：Philips公式的32位ARM7微控制器lpc2138具有强大的储存空间，内嵌有32KB片内静态ARM和512KB的Flash存储器，可以实现在系统可编程（ISP），在应用可编程（IAP）；2个8路10位A/D转换器，1个D/A转换器，转换迅速准确；引脚资源丰富，多达47个可承受5V的通用I/O口；多个串行接口，包括

7、2个16C550工业标准的UART，2个高速12C借口，SPI，以及具有缓冲作用和数据长度可变功能的SSP协议，lpc2138可以移植uC/COII操偶做系统，软件的可移植性好，工作可靠（如图2.3）。36图2.3LPC2138仿真图管脚说明：V3、VBAT、VREP、供电电压 Vss、VSSA:接地； XTAL反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的入； XTAL来自反向振荡器的输出； P1.1