单片机设计报告基于51单片机的简易计算器设计.docx

电子课程设计报告基于51单片机的简易计算器设计姓 名： 朱启超 专 业： 电子信息科学与技术 班 级： 2011-1班 学 号： 201101050741 同 组 人： 指 导 教 师： 王桂海 信息科学与工程学院电子信息系2013 年 6 月 10 日摘要课程设计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，在本次课程设计中，以《模拟电子技术基础》、《数字电子技术基础》和《单片微型计算机原理及应用》课程中所学知识为基础，设计了简易计算器。本系统以MCS-51系列单片机为核心，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。关键字：MCS-51单片机；计算器；加减乘除目录摘要2目录3前言4课题简介4设计目的4设计任务4第一章 计算器系统简介51．1 单片机发展现状51．2 计算器系统现状61．3 简易计算器系统简介6第二章 MCS-51系列单片机简介72．1 中央处理器（CPU）82．2 内部数据存储器（RAM）92．3 程序存储器（ROM）92．4 定时/计数器92．5 MCS-51单片机引脚说明102．6 中断系统10第三章 设计思路与步骤123．1 系统框图123．2 硬件电路设计133．3 程序设计133．4 软件仿真13第四章 电路焊接与试验14结论14参考文献14附录15附录一15附录二15前言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。单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。本系统就是充分利用了MCS-51芯片的I/O引脚。系统采用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 。设计目的通过本次课程设计，运用《数字电子技术基础》、《单片微型计算机原理及应用》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。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并实现与Keil uVision4软件的连接仿真；6）完成系统实物设计。第一章 计算器系统简介1．1 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：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)。像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。 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)、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。 此外，现在的产品普遍要求