基于mcs__51单片机的简易计算器的设计与实现（本科）毕业论文设计.doc

基于MCS-51单片机的简易计算器的设计与实现 【摘要】当今社会，随着人们物质生活的不断提高，电子产品已经走进了家家户户，无论是生活或学习，还是娱乐和消遣几乎样样都离不开电子产品，大型复杂的计算能力是人脑所不能胜任的，而且比较容易出错。计算器作为一种快速通用的计算工具方便了用户的使用，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，所以本次设计是基于51单片机来设计的计算器，实现基本功能加减乘除，采用LCD显示结果数据。 【关键词】MCS-51；MM74C922；Protues；矩阵键盘；计算器 Design and implementation of a simple calculator based on MCS-51 single chip microcomputer 【Abstract】 【Keywords】MCS-51；MM74C922；Protues；Matrix keyboard ；calculator 1.1 设计背景 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。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计算器。1.2 设计内容 本次设计是基于MCS-51单片机来设计的计算器。计算器将完成的功能有加，减，乘，除等功能。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。 1.3 设计意义 此次论文的价值和核心在于倡导自己把所学知识运用到现实生活，为现实生活服务，把自己的知识转化为实物哪怕是很简单的物件，很简单的功能，但真真切切的让自己感受到创造的快乐，为自己今后的工作做好铺垫，往后通过更多的学习，更多的尝试，把知识的作用真正发挥出来，改变大家的生活。 第二章 设计方案及技术基础 2.1 设计方案 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51单片机，结合MM74C922芯片设计一个简易的计算器，用4*4的矩阵键盘实现数据输入，实现基本功能加减乘除，并用LCD显示数据。设计仿真和调试要用到Keil、Protues等软件。 2.2 方案论证及设计 根据功能与要求，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，为了得到较好的显示效果，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（+、-、×、÷）、清除键和等号键，故只需要16个按键即可，设计中采用集成的计算键盘。 （3）执行过程：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，当再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。 （4）错误提示：当计算器执行过程中有错误时，会在LCD上显示相应的提示,如：当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时，计算器会在LCD上提示溢出；当除数为0时，计算器会在LCD上提示错误。 2.3 MCS-51单片机及开发环境介绍 2.3.1 MCS-51系列单片简介 MCS-51单片机较之前的单片机相比，功能增强许多，就其指令和运行速度而言，超过了Intel8085的CPU和Z80的CPU，成为工业控制系统中较为理想的机种。目前与MCS-51单片机兼容的一些单片机的时钟频率达到40MHz甚至更高。51系列单片机的特点：（1）8位cpu；（2）片内带振荡器，频率范围为1.2MHz～12MHz；（3）片内带128M 的数据存储器；（4）片内带4KB的程序存储器；（5）程序存储器的寻址空间为64KB；（6）片外数据存储器的寻址空间为64KB；（7）128个用户位寻址空间；（8）21个字节特殊功能寄存器；（9）4个8位的I/O并行接口：P0、P1、P2、P3；（10）两个16位定时、计数器；（11）两个优先级别的五个中断源；（12）一个全双工的串行I/O接口，可多机通信；（13）111条指令，包含乘法指令和除法指令；（14）片内采用单总线结构；（15）有较强的位处理能力；（16）采用单一+5V电源 图2-1 MCS-51结构图 2.3.2 MM74C922芯片 为了进一步节省单片机I/O口资源，我们在设计中使用了MM74C922芯片。MM74C922是一款4*4键盘扫描IC，它可检测到与之相连的4*4键盘的按键输入，并通过数据输出口将按键相应的编码