基于51单片机的简易计算器改编版.doc

工程实践教学环节是为了学生能够更好地巩固和实践所学专业知识而设置的，在本次工程实践中，我以《智能化测量控制仪表原理与设计》、《MCS-51系列单片微型计算机及其应用》课程中所学知识为础，设计了简易计算器。本系统以MCS-51系列中的8051单片机为核心，能够实现两位数的四则运算。该系统通过检测矩阵键盘扫描，判断是否按键，经数据转换把数值送入数码管动态显示。 本系统的设计说明重点介绍了如下几方面的内容： 1）基于单片机简易计算器的基本功能，同时对矩阵键盘及数码管动态显示原理进行了简单的阐述； 2）介绍了系统的总体设计、给出了系统的整体流程框图，并对其进行了功能模块划分及所采用的元器件进行了详细说明； 3）对系统各功能模块的软、硬件实现进行了详细的设计说明。 关键词：MCS-51 8051单片机；计算器；加减乘除 目录 第一章 绪论 1 1.2设计目的 1 1.3设计任务 1 1.4 章节安排说明 1 第二章 计算器系统简介 3 2.1 单片机发展现状 3 2.2 计算器系统现状 4 2.3 简易计算器系统简介 4 第三章 主要器件简介 5 3.1 MCS-51系列单片机简介 5 3.2 其它器件简介 8 3.2.1数码管显示 8 3.2.2矩阵按键 9 第四章 计算器系统设计 10 4.1 计算器硬件电路设计 10 4.2计算器程序设计 10 4.2.1存储单元分配 10 4.2.2主程序设计 10 4.2.3数码管显示数据转换子程序 10 4.2.4数码管动态显示子程序 11 4.3系统总框图： 11 4.4程序源代码： 12 4.5硬件连线图： 20 结语 22 参考文献 23 第一章 绪论 1.1课题简介 单片机由于其微小的体积和极低的成本广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中在工业生产中MSC-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，计算程序则是参照教材。至于位数和功能，如果有需要可以设计扩充原系统来实现 。 1.2设计目的 通过本次工程实践，运用《智能化测量控制仪表原理与设计》、《MCS-51系列单片微型计算机及其应用》所学知识及查阅相关资料，完成简易计算器的设计，达到理论知识与实践更好结合、提高综合运用所学知识和设计能力的目的。 通过本次设计训练，可以使我们在基本思路和基本方法上对基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计有一个比较感性的认识，并具备一定程度的设计能力。 1.3设计任务 在本次工程实践中，主要完成如下方面的设计任务： 1）简要综述单片机技术发展的国内外现状及数码管动态显示和矩阵键盘基本原理； 2）掌握MCS-51系列某种产品（例如8051）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protues软件完成原理电路的绘制； 6）完成系统设计说明书。 1.4 章节安排说明 整个设计总共分为四个章节，第一章是前言部分，主要介绍了设计基于单片机简易计算器的意义、目的及主要内容；第二章简要介绍了单片机发展的国内外现状及键盘扫描，数据转换，和动态显示原理进行了简要的说明。第三章是器件简介，这一部分主要介绍了系统的所用主要器件的选择。第四章是系统详细设计阶段，分为硬件设计和程序设计。按照程序设计的各部分实现的功能不同，将整个软件系统分成了三个块，并对每一个功能块所采用的元器件进行了详细介绍。此外还编写了主要功能模块的基本程序，详尽阐述了各模块的工作过程。还有总流程图，源代码，硬器件铺线图。 第二章 计算器系统简介 2.1 单片机发展现状 单片机的发展趋势：低功耗CMOS化；微型单片化；主流与多品种共存；单片机从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。 纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有： 1）低功耗CMOS化 MCS-51系列的8051推出时的功耗达630mW，而现在的单片机普遍都在100mW左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。 2）微型单片化  现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并