单片机简易计算器课程设计报告讲解.doc

课程设计报告 设计名称： 简易计算器 姓名： 学号： 专业班级： 院（系）： 设计时间： 2016.12.10 设计地点： 摘要： 虽然现在科学计算器，已经得到了广泛的应用，但在某些地方，计算器，依然是主要的计算公，小学教学单位，市场，商店等。科技的进步告别了以前复杂的模拟电路利用已有的软件和硬件条件，设计出更出色的计算器呢。C52单片机为核心的计算器模拟系统设计，输入采用4×4矩阵键盘，可以进行加、减、乘、除4位带符号数字运算，并在LCD1602上显示操作过程。 关键词 ： AT89C52 LCD1602 计算器 矩阵键盘 一方案构思 本设计可以采用两种方案，一种是以FPGA为核心处理芯片，配备相应的外设；另外一种是以AT89C52处理器，配备相应的外设。 1.1、方案一：采用FPGA控制 FPGA是一种高密度的可编程逻辑器件,自从Xilinx公司1985年推出第一片FPGA以来,FPGA的集成密度和性能提高很快,其集成密度最高达500万门/片以上,系统性能可达200MHz。由于FPGA器件集成度高,方便易用,开发和上市周期短,在数字设计和电子生产中得到迅速普及和应用,并一度在高密度的可编程逻辑器件领域中独占鳌头。 但是而基于 SRAM编程的FPGA,其编程信息需存放在外部存储器上 ,需外部存储器芯片 ,且使用方法复杂 ,必威体育官网网址性差，而其对于一个简单的计算器而言，实用FPGA有点大材小用，成本太高。 1.2、方案二：采用AT89C52 单片机是单片微型机的简称，故又称为微控制器MCU（Micro Control Unit）。通常由单块集成电路芯片组成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器CPU，存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。单片机广泛用于智能产品，智能仪表，测控技术，智能接口等，具有操作简单，实用方便，价格便宜等优点，而其中AT89C52以MCS-51为内核，是单片机中最典型的代表，应用于各种控制领域。 1.3 方案比较与选择 通过以上两种方案论证和比较，从设计的实用性，方便性和成本出发，选择了以AT89C52单片机作为中央处理单元进行计算器的设计，这样设计能够实现对四位加减乘除和除法四位小点数的运算。 二系统硬件设计及说明 2.1系统组成及总体框图 图3.1 系统组成及总体框图 2.2元件简介 （1）LCD1602液晶显示屏 1、应用简介 模块内部自带字符发生存储器（CGROM）,字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是（41H），显示时模块把代码41H发给液晶模块，我们就能在液晶上看到字母“A”。 1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，丰富的指令可以完成液晶的时序控制、工作方式式设置和数据显示等。 采用的LCD1602液晶模块是标准16针插座，接口电路如图3.2.3所示：关于LCD1602的详细资料见表3.2.3-1和表3.2.3-2。 图3.2.3 LCD接口电路 表3.2.3-1 LCD1602引脚说明 第1脚 VSS为地电源 第2脚 VDD接5V正电源 第3脚 V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。 实际电路中采用2K电阻到地，比较理想。 第4脚 RS为寄存器选择，高电平选择数据寄存器、低电平选择指令寄存器。 第5脚 RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。 当RS和RW共同为低电平时 （00）可以写入指令或者显示地址； 当RS为低电平RW为高电平时（01）可以读入忙信号； 当