【精品】毕业设计：单片机的简易计算器设计.doc

目 录 摘 要 2 第一章 绪 论 3 第二章 方案论证与设计 4 2．1 设计目标和实现方法 4 2．2方案论证与设计 4 第三章 硬件模块介绍 6 3.1 运算模块 6 3.2 单片机(AT89C51) 7 3.2.1 单片机(AT89S51)的引脚功能 7 3.3.2 引脚介绍 8 3．3 74ls245芯片 12 74ls245芯片如图3-7所示 12 3.4 输入模块 12 3.4.1 键盘介绍 13 3.5 显示模块 14 3.5 .1 数码 15 3.5.2 数码管的分类 15 第四章 软件设计 17 4.1 LED显示程序流程图设计 17 4.2 读键输入程序流程图设计 17 4.3 主程序流程图设计 18 第五章 仿真及调试 20 总 结 21 参考文献 23 附录1 简易计算器源程序 24 附 录2 仿真电路设计图 35 摘 要 计算器在人们的日常中是比较的常见的电子产品之一。可是它还在发展之中，以后必将出现功能更加强大的计算器，基于这样的理念，本次设计是用单片机来设计的八位计算器。该设计系统是以AT89C51为单片机， P1口作为输入端，外接4X4的键盘，通过键盘扫描来对输入数的控制，并外接驱动电路，系统采用LED数码管作为显示器，软件程序采用均采用C语言编写，便于移植与升级。报告详细介绍了整个系统的硬件组成结构、工作原理和系统的软件程序设计。计算器将完成的功能有加，减，乘，除等功能。数码管 第一章 绪 论 随着社会的发展，科学的进步，人们的生活水平在逐步的提高，尤其是微电子技术的发展，犹如雨后春笋般的变化。电子产品的更新速度快就不足惊奇了 单片机的应用已经越来越贴近生活，用单片机来实现一些电子设计也变得容易起来。　　近年来，单片机以其体积小、价格廉、面向控制等独特优点，在各种工业控制、仪器仪表、设备、产品的自动化、智能化方面获得了广泛的应用。与此同时，单片机应用系统的可靠性成为人们越来越关注的重要课题。影响可靠性的因素是多方面的，如构成系统的元器件本身的可靠性、系统本身各部分之间的相互耦合因素等。其中系统的抗干扰性能是系统可靠性的重要指标80S51 芯片，实现了利用单片机进行了一个简单计算器设计。允许对输入数据进行加减乘除运算及LED 显示。如果设计对象是更为复杂的计算器系统，其实际原理与方法与本设计基本相同。另外，实例所设计的计算器是用LED 数码管显示的，当然也可以用其他的器件显示，如LED 显示屏，这样就可以显示出更多的字符，在此基础上，还可以编写更加完善的程序来实现更多的计算功能。设计的关键所在，必须非常熟悉单片机的原理与结构，同时还要对整个设计流程有很好的把握，将单片机和其他模块完整的衔接。 第二章 方案论证与设计 2．1 设计目标和实现方法 为了满足计算器的基本要求，可以基本的运算（加减乘除），数据归零和出错警告提示，我们采用基于单片机设计计算器，并用LED 数码管显示数据，4*4 的矩阵键盘实现数据输入。设计仿真和调试要用到Protues 、Keil等软件。 2．2方案论证与设计 根据功能和指标要求，本系统选用MCS 51 单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口 电路，实现对计算器的设计。具体设计考虑如下： ①由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，对数字的大小范围要求不高故 我们采用可以进行四位数字的运算，选用8 个LED 数码管显示数据和结果。 ②另外键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、×、÷）、清除键和等号键，故只需要16 个按键即可。 系统模块图： 图2-1 系统模块图 根据需要我们可以采用自上而下的程序设计方法，此方法先从主程序开始设计，然后再编制各从属程序和子程序，层层细化逐步求精，最终完成一个复杂程序的设计。这种方法比较符合人们的日常思维，缺点是一级的程序错误会对整个程序产生影响。程序流程图如图2-2所示： 图2-2 程序流程图 第三章 硬件模块介绍 3.1 运算模块 MCS-51 单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能I/O等一台计算机所需要的基本功能部件。如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM/EPROM）、并行I/O 口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器（SFR）。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，通过使用单片机编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！因此我们采用单片机作为计算器的主要功能部件，可以进行很快地实现运算功能，如图2-1所示： 图3-1 单片机芯片 3.2 单片机(AT89C51) 单片机是我