基于单片机简易计算器的设计_毕业设计论文.doc

《》 摘 要 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，但仅单片机方面的知识是不够的，还应根据具体硬件结构、软硬件结合，来加以完善。 计算机在人们的日常生活中是比较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机，基于这样的理念，本次设计是用AT89S51单片机、LCD显示器、控制按键为元件来设计的计算器。利用此设计熟悉单片机微控制器及C语言编程，对其片资源及各个I/O端口的功能和基本用途的了解。掌握keil应用程序开发环境，常用的LCD显示器的使用方法和一般键盘的使用方法。 关键词：51单片机；LCD ；控制按键  目 录 1 课程设计内容………………………………………………………………………2 1.1任务内容………………………………………………………………………2 1.2任务分析………………………………………………………………………2 2计算器设计基本原理………………………………………………………………3 2.1 AT89C51系列单片机简介……………………………………………………3 2.2 LCD显示模块…………………………………………………………………6 2.3 运算模块 ……………………………………………………………………8 2.4键盘接口电路………………………………………………………………9 3 主程序设计………………………………………………………………………10 4结论………………………………………………………………………………… 4 系统仿真图………………………………………………………………………22 1. 课程设计内容 1.1 任务内容 本系统就是充分利用了8051芯片的I/O引脚。系统以采用MCS-51系列单片机Intel8051为中心器件来设计计算器控制器，实现了能根据实际输入值显示并存储的功能，计算程序则是参照教材。至于位数和功能，如果有需要可以通过设计扩充原系统来实现 。 具体设计如下： 1、由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了得到教好的显示效果，采用LCD显示数据和结果。 2、另外键盘包括数字键（0-9）、符号键（+、-、*、/）、等号键，故只需要16个按键即可，设计中采用手焊接的4*4矩阵键盘。 3、执行程序：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LCD显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LCD上输出运算结果。 本计算器是以MCS-51系列8051单片机为核心构成的简易计算器系统。该系统通过单片机控制，实现对4*4键盘扫描进行实时的按键检测，并把检测数据存储下来。整个计算器系统的工作过程为：首先存储单元初始化，显示初始值和键盘扫描，判断按键位置，查表得出按键值，单片机则对数据进行储存与相应处理转换，之后送入LED显示器动态显示。整个系统可分为三个主要功能模块：功能模块一，实时键盘扫描；功能模块二，数据转换成显示器显示；功能模块三，显示器动态显示。 1.2 任务分析 在本次课程设计中，主要完成如下方面的设计任务： 1、简要阐述单片机技术发展的国内外现状及LED动态显示和矩阵键盘基本原理； 2、掌握51系列某种产品的最小电路及外围扩展电路的设计方法； 3、了解单片机数据转换功能及工作过程； 4、完成主要功能模块的硬件电路设计及必要的参数确定； 5、用proteus软件完成原理电路图的绘制； 通过本次课题设计，应用《单片机应用基础》、《计算机应用基础》等所学相关知识及查阅资料，完成简易计算器的设计，以达到理论与实践更好的结合、进一步提高综合运用所学知识和设计的能力的目的。 2. 简易计算器设计基本原理 根据功能和指示要求，本系统选用以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。 2.1 89c51系列单片机简介 89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 图2.1 双列直插式封装引脚图 P