毕业设计基于c51单片机简易计算器的课程设计论文.doc

赣南师范学院 基于C51单片机的简易计算器 目录 1. 绪论 3 2. 系统软件设计方案 4 2.1设计目标和实现方法 4 2.2整体方案论证 4 3. 系统硬件的设计与介绍 5 3.1复位电路的设计与运用 5 3.2时钟振荡器电路的设计与运用 6 3.3输入电路的设计 6 3.4输出电路的设计 8 4. 系统程序的设计与介绍 11 4.1 LED显示程序流程图设计 11 4.2读键输入程序流程图设计 13 4.3主程序流程图设计 14 4.4仿真与调试 15 5. 结论 17 元件清单 18 附录1简易计算器源程序 19 1.绪论 中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策，又被叫做算筹。这种算筹多是用竹子制成，也有用木头，兽骨充当材料的。大约二百七十枚一束，放在布袋里可以随身携带。 　　 直到今天仍在使用的珠算盘，是中国古代计算工具领域中的另一项发明，明代时期的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎没有差别。 　　 17世纪初，西方国家的计算工具已经有了较大的发展，英国数学家纳皮尔发明的纳皮尔算筹，英国牧师奥却德发明了圆柱型对数计算尺，这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算，甚至可以计算三角函数，指数函数和对数函数，这些计算工具不仅带动了计算器的快速发展，也为实现现代计算器发展奠定了良好的基础，成为现代社会应用广泛的计算工具。 　　 1642年，年仅19岁的法国伟大科学家帕斯卡引用算盘的原理，发明了世界上第一部机械式计算器，在他的计算器中有一些互相联锁的齿轮，一个转过十位的齿轮会使另一个齿轮转过一位，人们可以像拨电话号码盘那样，把数字拨进去，计算结果就会出现在另外一个窗口中，但是只能做加减计算。1694年，莱布尼兹在德国将其改进成可以进行乘除的计算。此后，一直要到20世纪50年代末才有了电子计算器的出现。 2. 软件设计方案 2.1 设计目标和实现方法 为了满足简易计算器的基本要求，可以进行基本的运算（加减乘除），数据归零和出错警告提示，我们采用基于51单片机设计计算器，并用七段共阴级LED 数码管显示数据，4*4的矩阵键盘实现数据的输入。 2.2 整体方案论述 根据简单计算器的功能和本方案中的设计指标要求，本系统选用了MCS 51 单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路，实现对简单计算器的设计。具体设计考虑如下： ①由于要设计的是简单的计算器，可以进行基本的四则运算，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8 个LED 数码管显示数据和运算结果。 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。 系统模块图： 图2-1 系统模块图 3. 系统硬件的设计 3.1 复位电路的设计 上电复位的原理：VCC上电时，C充电，在10K电阻上出现了电压，使单片机复位；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。 手动复位的原理：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。 如SW复位键按下时：RST经1k电阻接VCC，获得10k电阻上所分得电压，形成高电平，进入“复位状态” 。 当SW复位键断开时：RST经10k电阻接地，电流降为0，电阻上的电压也将为0，RST降为低电平，开始正常工作 。 对于成熟产品，从降低成本角度，可以使用上电复位。另外，作为产品，最好使用上电复位。因为使用者通常没有专业知识，就知道断电通电，对他们来说，按键复位成了摆设。按键复位比较适合样品制作或者实验室调试场合，上电复位电路成本也低一些。 综上所述我们在本方案中选用了上电自动复位电路。 上位自动复位电路图和手动复位电路图如下图 两种复位方式 如图3—1： 3.2 时钟振荡电路的设计 能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路。一般由电阻、电感、电容等元件和电子器件所组成。由电感线圈l和电容器c相连而成的lc电路是最简单的一种振荡电路，其固有频率为f=[sx(]1[]2πlc。 § 一种不用外加激励就能自行产生交流信号输出的电路。它在电子科学技术领域中得到广泛地应用，如通信系统中发射机的载波振荡器、接收机中的本机振荡器、医疗仪器以及测量仪器中的信号源等。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入