基于单片机的简易计算器.docVIP

山东科技大学电工电子实验教学中心 创新性实验研究报告 课程名称：单片机原理及应用 实验项目名称 ＿＿简易计算器＿＿＿＿ ＿＿ 姓名 梁兆飞 学号 ＿ 0901101612 ＿ 手机 Email ＿liangzhaofei09@163.com 专 业 ＿电子信息工程 ＿班级 ＿2009级1班 指导教师及职称 ＿＿钟宁帆＿＿ ＿ 开课学期 2011 至＿2012 学年＿ 1 ＿学期 提交时间 2012 年 1 月 4 日 一、实验摘要 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LCD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整数的加，减，乘，除等功能。 关键字 计算器 AT89C51 LCD C语言 二、实验目的 为了满足计算器的基本要求，即可以 完成100以内无符号整数的四则运算， 结果有小数的保持小数点后1位， 结果为负数需要显示负数，每次运算只需两个数据参加，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。 三、实验场地及仪器、设备和材料： 实验场地： J11-324 实验仪器：hot51单片机实验板，PC机一台，Protues软件，keil软件 四、实验内容 1、实验原理 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100以内无符号数的四则运算，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LCD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。 2，系统结构框图 2、实验内容 该实验主体设计部分包括硬件部分和软件部分的设计，硬件设计部分有 硬件设计: （一）、总体硬件设计： 本设计选用AT89C52单片机为主控单元； 显示部分：采用1602LCD静态显示；按键部分：采用4*4键盘。 总体设计效果如下图： （二）、单片机接口电路说明： 1、手动上电复位电路： 当VCC上电时，C充电，在10K电阻上出现电压，使得单片机复位；几个毫秒后，C充满，10K电阻上电流降为0，电压也为0，使得单片机进入工作状态。工作期间，按下S，C放电。S松手，C又充电，在10K电阻上出现电压，使得单片机复位。几个毫秒后，单片机进入工作状态。 2、内部时钟模式电路： 当单片机工作于内部时钟模式的时候，只需在XTAL1和XTAL2引脚连接一个晶体振荡器或者陶瓷振荡器，并接两个电容后接地即可，在使用时对于电容的选择有一定的要求： 当外接晶体振荡器的时候，电容值一般选择C1=C2=30+10pF或30-10pF； 当外接陶瓷振荡器的时候，电容值一般选择C1=C2=40+10pF或40-10pF； 3、AT89C52单片机引脚介绍： VCC： 供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八