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c外形尺寸如图1-2所示
图1-2、液晶的外形尺寸
（二）、接口定义
综上所叙，AT1602的显示效果好、功能齐全，所以我们选用AT1602液晶显示。其与单片机的接口电路如图1-4所示。AT1602与单片机的接口电路如图1-3所示，该液晶有16个引脚，它能显示32个字符，并且硬件电路设计简单，显示美观。
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图1-3、AT1602与单片机接口电路
2.2.2.3、键盘设计方案与选择
方案一：独立键盘。独立键盘为一端接地，另一端接I/O口，并且要接上拉电阻。这种键盘的硬件都很容易实现，但每一个按键就要用一个I/O口，非常的浪费单片机的I/O口资源，不适合本次设计。
方案二：通过PS2协义,用键盘同单片机相接，从而实现单片机与键盘通信。其电路如图1-4所示。现在PC机广泛采用的PS/2接口为miniDIN 6引脚的连接器。
1—数据线（DATA）；—未用；3—电源地（GND）；4—电源（+5 V）；5—时钟（CLK）；6—未用。
图1-4、键盘与单片机接口图
由此图可知,使用键盘硬件结构比较简单,但键盘的体积太大,所以此系统不采用此方案。
方案三：自制编码键盘。编码键盘的电路如图1-5所示，这种键盘有编程简单，占用资源少，但其硬件比较复杂，要用很多的二极管，不是很理想。
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图1-5、自制编码键盘电路图
方案四：4*4矩阵式键盘。其电路图如图图1-6所示，这种键盘的硬件简单，使用的I/O口也不多，而且这种键盘的编程方法已很成熟。所以本次设计采用这种矩阵式键盘。其电路图如图
图1-6、4*4矩阵式键盘电路图
2.2.3、系统组成
经过方案比较与论证，最终确定的系统组成框图如图1-7所示。其中单片机作为主控设备对采集输入信号后并进行处理，最后通过输出设备输出给使用者。，该系统的结构框图如图。
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显示电路电源单片机键盘
图1-7、系统组成方框图
三．详细设计
3.1、设计目标和实现方法
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，我们采用基于单片机设计计算器，并用LED 数码管显示数据，4*4 的矩阵键盘实现数据输入。设计仿真和调试要用到Protues 、Keil 和Protel DXP 等软件。
3.2、设计
根据功能和指标要求，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。具体设计考虑如下： ①由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，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LCD1602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。
3.2.1、 输入模块：键盘扫描
计算器输入数字和其他功能按键要用到很多按键，如果采用独立按键的方式，在这种情况下，编程会很简单，但是会占用大量的I/O 口资源，因此在很多情况下都不采用这种方式。为此，我们引入了矩阵键盘的应用，采用四条I/O 线作为行线，四条I/O 线作为列线组成键盘。在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为4×4个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。
矩阵键盘的工作原理：计算器的键盘布局如图2-1所示：一般有16 个键组成，在单片机中正好可以用一个P 口实现16 个按键功能，这种形式在单片机系统中也最常用。
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图2-1键盘布局 图2-2矩阵键盘内部电路
由图2-2矩阵键盘内部电路图可以知道，当无按键闭合时，P10~P13 与P14~P17 之间开路。当有键闭合时，与闭合键相连的两条I/O 口线之间短路。判断有无按键按下的方法是：第一步，置列线P14~P17 为输入状态，从行线P10~P13 输出低电平，读入列线数据，若某一列线为低电平，则该列线上有键闭合。第二步，行线轮流输出低电平，从列线P14~P17 读入数据，若有某一列为低电平，则对应行线上有键按下。综合一二两步的结果，可确定按键编号。但是键闭合一次只能进行一次键功能操作，因此须等到按键释放后，再进行键功能操作，否则按一次键，有可能会连续多次进行同样的键操作。
3.2.2、 运算模块：单片机控制
MCS-51 单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能I/O等一台计算机所需要的基本功能部件。如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM/EPROM）、并行I/O 口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器（SFR）。
单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，通过使用单片机编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！
因此我们采用单片机作为计算器的主要功能部件，可以进行很快地实现运算功能。
3.2.3、 显示模块：LCD1602显示
LCD1602 是单片机应用系统中的一宗简单而常用的输出设备，其在系统中的主 要作用是显示单片机的输出数据、状态等。因而作为典型的外围器件，LCD1602 显示单元是反映系统输出和操作输入的有效器件。
3.3、 硬件电路设计
主要器件：单片机采用80S51 单片机，它能够满足数据的采集、控制和数据处理的需求。显示LCD1602，输入采用按键方式。
3.3.1 硬件连接
图3-1所示为简易计算器的电路原理图。P3口用于键盘输入，接4*4矩阵键盘，键值与键盘的对应表如表----所示，p0口和p2口用于显示，p2口用于显示数值的高位，po口用于显示数值的低位