课程设计报告
二、硬件设计
2.1.系统总框图
如图2-1：
键盘 LCD显示 AT89C51
图2-1系统总框图
（1）主要器件：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LCD 数码管，输入采用按键方式。
（2）功能和操作：加减乘除运算和显示，溢出判断出错。 ①上电后，屏幕初始化。
②计算。按下数字键，屏幕显示要运算的第一个数字，再按下符号键，然后再按下数字键，屏幕显示要运算的第二个数字，最后 按下“﹦”号键，屏幕上显示出计算结果。
③如果要再次计算，可以按下“CLC”键清零，或者按下单片机的复位键，重新初始化。
2.2数码管原理
七段数码显示管七段数码管的显示不同的字形如 SP，g，f，e，d，c，b，a 管角上加上OFEＨ所以SP上为０伏不亮其余为TTL高电平，全亮则显示为８。采用共阴极连接：图2-2
2.2.1动态扫描
在本电路中，使用的是动态扫描显示方法。在动态LED显示程序中，需要不停地扫描
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字位口，从而实现不同字位的数据的动态显示效果。动态借口采用各数码管循环轮流显示的方法，由于一次只能让一个数码管显示，因此，要显示6位的数据，必须经过让数码管一个一个轮流显示才可以，同时每个数码管显示的时间大约在1ms到5ms之间，所以为了保证正确显示，我们必须每隔1ms，就得刷新一个数码管。而这刷新时间我们采用单片机的定时/计数器0来控制，每定时1ms对数码管刷新一次，T0采用方式2。在进行数码显示的时候，要对显示单元开辟6个显示缓冲区，每个显示缓冲区装有显示的不同数据即可。对于现实的字形码数据我们采用查表方法来完成。
数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划\的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低
图2-2 七段数码管的显示 显示数值 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
a b c d e f g dop 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 6
驱动代码（16进制） 0x3fH 0x06H 0x5bH 0x4fH 0x66H 0x6bH 0x7dH 0x07H 0x7fH 0x6fH 课程设计报告
2.3 4X4键盘的工作原理
矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。这样键盘中按键的个数是4×4个。这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。图2-3为ME300B矩阵键盘电路图，行线接P1.4－P1.7，列线接P1.0－P1.3。图2-4按键排列 S1Comment: 0P14S54P15S98P16S13CP17P10P11P12P13S14DS15ES16FS109S11AS12BS65S76S87S21S32S43距阵键盘048CK1K K1P14独立键盘P14P15P16P17 图2-3 矩阵键盘电路 K2P15K3P16K4P17VCCK5RES伟 图2-4按键排列
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2.4 计算器控制线路图
图2-5 单片机晶振电路
图2-6 复位电路
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2.5计算器控制线路图
图2-7 计算器线路图
三．系统调试
3.1基于PROTEUS的电路仿真
PROTEUS嵌入式系统仿真与开发平台是由英国公司开发（授权风标科技公司为中国大陆总代理）的EDA工具软件，是目前世界上最先进最完整的嵌入式系统设计和仿真平台。Proteus软件有十多年的历史，在全球广泛使用，除了其具有和其它EDA工具一样的原理布图、PCB自动或人工布线及电路仿真的功能外，其革命性的功能是，他的电路仿真是互动的，针对微处理器的应用，还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现实时调试，如有显示及输出，还能看到运行后输入输出的效果，配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等，您不需要别的，Proteus为您建立了完备的电子设计开发环境！真正实现了在没有目标原形时就可对系统进行调试，测试和验证。
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