计算器课程设计报告

按键计算器课程设计报告

设计类型： 综合设计 设计题目： 基于单片机数字显示计算器 系 别： 年级专业： 电子信息工程系 电子09--2

姓名学号： 孙春生

指导教师：

2010 年 6月 22 日

课程设计报告

目录

摘要： ...................................................................... 2

一、计算器系统 .............................................................. 2

1.1 单片机及计算器概述 .................................................................................................................... 2 1.2．系统设计要求与整体规划 ........................................................................................................ 3

1.2.1基础设计要求 ........................................................................................................................ 3 1.2.1系统规划 ................................................................................................................ 3 1.3 AT89C51单片机的主要性能参数和主要引脚 ........................................................ 3

1.3.1 主要性能参数 .................................................................................................... 3 1.3.2功能引脚说明 ..................................................................................................... 4

二、硬件设计 ................................................................ 5

2.1.系统总框图 ...................................................................................................................... 5 2.2数码管原理 ....................................................................................................................... 5

2.2.1动态扫描 .............................................................................................................. 5 2.3 4X4键盘的工作原理 ....................................................................................................... 7 2.4 计算器控制线路图 .......................................................................................................... 8 2.5计算器控制线路图 ........................................................................................................... 9 三、系统调试 ................................................................ 9

3.1基于PROTEUS的电路仿真 ........................................................................................... 9

3.1.1用PROTEUS 绘制原理图 ................................................................................ 10 3.1.2 PROTEUS 对单片机内核的仿真 ................................................................... 11 3.2 计算器硬件调试 ............................................................................................................ 12 四、结 论 .................................................................. 12

附1：硬件仿真图 ........................................................... 13

附2：程序清单 ............................................................. 13

附3：实物图 ?????????????????????????????? 22

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基于单片机的数字显示计算器设计

摘要：

本设计中，采用了单片机采用 80S52 单片机，它能够满足数据的采集、控制和数据处理的需求。显示用 8 段 LED 数码管，输入采用按键方式。再采用AT89C51单片机进行控制，AT89C51单片机有8字节FLASH闪速存储器，256字竹内部RAM , 32个I/O口线，3个16 位定时／计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。AT89c51可降至OHz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电上作模式。空闲方式停止CPU 的工作，但允许RAM，定时／计数器。串行通信口及中断系统继续工作。在本系统设计中共有以下四个模块组成：开关模块、输入模块、单片机控制模块、数码管显示模块。能实现四则运算、累计运算、溢出判断。 关键字：矩阵键盘、AT89C51、

一、计算器系统

1.1 单片机及计算器概述

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。通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需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。

通常，单片机由单个集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件，中央处理器，存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需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。随着社会的发展，科学的进步，人们的生活水平在逐步的提高，尤其是微电子技术的发展，犹如雨后春笋般的变化。单片机的应用已经越来越贴近生活，用单片机来实现一些电子设计也变得容易起来。计算器在人们的日常中是比较的常见的电子产品之一。可是它还在发展之中，以后必将出现功能更加强大的计算器，基于这样的理念，本次设计是用单片机来设计的计算器。该设计系统是以 AT89C51 为单片机，P0 口作为输入端，外接 4X4 的键盘，通过键盘扫描来对输入数的控制，在 P1 口，P2 口接了驱动电路。用来保证 LED 的工作正常。计算器将完成的功能有加、减、乘、除等功能。

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1.2．系统设计要求与整体规划

1.2.1基础设计要求

该设计通过89S52芯片控制6个一位数码管显示，并实时检测按键按下情况来实现计算器功能，16个按键有10个为数字按键 其他6个分别为加、减、乘、除、复位、等于根据功能和指标要求，本系统选用 89S 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 8 个 LED 数码管显示数据和结果。 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。

1.2.1系统规划

电路板一块，AT89c51单片机一片，LCD 1个，1K欧姆电阻8个,5V稳定电源1个等。 系统结构框图如下图1-1: 键盘 LCD显示 AT89C51 图1-1

1.3 AT89C51单片机的主要性能参数和主要引脚 1.3.1 主要性能参数

AT89C51 提供以下标准功能：8字节FLASH闪速存储器，256字竹内部RAM , 32个I/O

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口线，3个16 位定时／计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至OHz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电上作模式。空闲方式停止CPU 的工作，但允许RAM，定时／计数器．串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位.

1.3.2功能引脚说明

Vcc:电源电压 GND:地

P0：P0口是一组8位漏极开路型双向1/O 口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时．每位能吸收电流的方式驱动8个TTL 逻辑门电路，对端口P0 写“1”时，可作为高阻抗输入端用。

在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部 上拉电阻。

在FLASH由编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字 节，校验时，要求外接上拉电阻。

P1口：PI 是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，Pl的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流IIL

与AT89C51不同之处是，Pl.0 和P1.1还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入（Pl.0/T2 ）和输入（P1.1/T2EX) 。

AT89S51 引脚图如下图1-2：

图1-2 AT89C51芯片

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