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毕业设计(论文)-基于AT89C51单片机的简易计算器设计

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毕业设计(论文)-基于AT89C51单片机的简易计算器设计

摘要：本文针对基于AT89C51单片机的简易计算器设计进行了深入研究。首先，对计算器的基本原理进行了阐述，包括硬件设计和软件设计。硬件设计部分详细介绍了AT89C51单片机的特点及其在计算器中的应用，软件设计部分则详细描述了计算器的程序设计流程。接着，对计算器的功能模块进行了详细分析，包括加、减、乘、除等基本运算功能，以及一些特殊功能如阶乘、平方根等。最后，通过实验验证了计算器的性能，结果表明，该计算器具有运算速度快、精度高、稳定性好等特点，能够满足实际应用需求。本文的研究成果对于AT89C51单片机在计算器设计中的应用具有一定的参考价值。

随着科技的不断发展，电子计算器已成为我们日常生活中不可或缺的工具。传统的电子计算器虽然功能强大，但体积较大，携带不便。近年来，单片机技术得到了迅速发展，以其体积小、功耗低、成本低等优点，在电子设备中得到广泛应用。基于单片机的简易计算器设计，不仅可以满足人们对计算器的需求，还可以降低成本，提高便携性。本文以AT89C51单片机为核心，设计了一款简易计算器，旨在为单片机在计算器设计中的应用提供参考。

一、1.计算器基本原理

1.1计算器的发展历程

(1)计算器的发展历程可以追溯到古老的算盘时代，那时的人们利用算珠进行计数和简单的数学运算。随着科技的进步，计算工具逐渐从简单的机械装置演变为电子设备。最早的电子计算器出现在20世纪50年代，它们通常使用真空管或晶体管作为核心元件，体积庞大，价格昂贵，且运算速度较慢。

(2)20世纪60年代，随着集成电路技术的出现，计算器的设计开始有了显著的变化。集成电路的出现使得计算器体积缩小，成本降低，运算速度和精度得到了大幅提升。这一时期，计算器开始广泛应用于商业、科研和日常生活中。70年代，微处理器技术的出现进一步推动了计算器的发展，使得计算器变得更加便携和多功能。

(3)进入21世纪，计算器技术取得了长足的进步。随着微电子技术的不断革新，计算器不仅能够完成基本的数学运算，还具备了图形显示、编程、互联网连接等功能。现代计算器已经成为了人们学习和工作中不可或缺的工具，其发展历程见证了人类科技进步的足迹。

1.2计算器的分类及特点

(1)计算器按照功能和用途可以分为多种类型。其中，科学计算器主要用于复杂的科学计算，如工程、物理、数学等领域。这类计算器通常具有高精度、多精度和多种数学函数功能。例如，德州仪器的TI-84PlusCE计算器，它支持高达14位的精度，并且内置了200多个数学函数，适合高中生和大学生进行科学计算。

(2)商用计算器主要针对商业和财务计算，如百分比、小数点、货币换算等功能。这类计算器通常具有耐用性、易读性和便于携带的特点。例如，HP12C计算器是一款经典的商业计算器，自1981年推出以来，一直受到金融专业人士的青睐。它具备高精度和多种金融计算功能，如现值、未来值、内部收益率等。

(3)教育计算器主要面向学生和教师，旨在辅助教学和学习。这类计算器通常具有简单易用的界面、丰富的教育功能，如数学公式、图形绘制等。例如，CASIOfx-991ESPlus计算器是一款受欢迎的教育计算器，它内置了图形计算功能，能够绘制函数图像，并支持编程，适合中学和大学的学生使用。据统计，全球每年大约有数百万学生和教育工作者选择使用这类计算器。

1.3基于单片机的计算器设计优势

(1)基于单片机的计算器设计在众多计算器设计中具有显著的优势。首先，单片机作为一种集成了微处理器、存储器和输入输出接口的单一芯片，其体积小巧，重量轻，非常适合设计便携式计算器。例如，一款基于AT89C51单片机的计算器，其体积可以做得非常紧凑，便于用户携带，这对于需要频繁外出或者在不同场景下使用计算器的用户来说，是一个非常重要的优势。

(2)单片机具有较高的集成度和可靠性，这使得基于单片机的计算器设计在稳定性方面具有明显优势。在计算器设计中，单片机能够实现复杂的功能模块，如键盘扫描、显示控制、运算处理等，这些模块在单片机上的集成可以减少电路板上的组件数量，降低故障率。此外，单片机内部还集成了多种保护机制，如过压保护、过流保护等，提高了计算器的使用寿命。例如，通过在计算器中加入低电压检测和掉电保护功能，可以防止因电源问题导致的数据丢失，从而保护用户的重要数据。

(3)单片机的低成本也是其设计计算器时的一个重要优势。相比于传统的计算器设计，基于单片机的计算器可以显著降低生产