基于单片机简易计算器的设计本科生毕业设计40设计41.docx

基于单片机简易计算器的设计本科生毕业设计40设计41.docx

《基于单片机简易计算器的设计本科生毕业设计40设计41.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机简易计算器的设计本科生毕业设计40设计41.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基于单片机简易计算器的设计本科生毕业设计40设计41

（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！

）

本科生毕业论文（设计）

基于单片机简易计算器的设计

学院　电气信息工程学院　

专业电气工程及其自动化

班级　09级电气四班　

学生姓名　　　

联系方式　　

指导教师罗书克职称：

讲师

2013年5月

独创性声明

本人郑重声明：

所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。

除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表的研究成果。

与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。

签名：

__________________　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　________年______月_____日

授权声明

本人完全了解有关保留、使用本科生毕业论文（设计）的规定，即：

有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。

本人授权可以将毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。

本人论文（设计）中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）：

学生签名：

　　　　　年　　月　　日

指导教师签名：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年　　月　　日

基于单片机的简易计算器的设计

摘要

近几年单片机技术的发展很快，其中，电子产品的更新速度迅猛。

计算器是日常生活中比较常见的电子产品之一。

如何才能使计算器技术更加的成熟，充分利用已有的硬件和软件条件，设计出更出色的计算器。

本设计是以STC89C52单片机为核心的计算器模拟系统设计，输入采用4*4矩阵键盘，可以进行加、减、乘、除带符号数字运算（六位整数、两位小数），并在液晶显示屏LCD1602上静态显示操作过程及结果。

本设计的操作过程是利用SCTT89C51的来控制LXD1602显示器，SCT89C51有共四个端口，作为数据的输入端和输出端，其中两个端口作为输出端，两个端口作为输出端，两个特殊的端口XTAL2和XTAL1，则作为外部振荡器的输入端和输出端。

四个端口的作用是：

一个输入端接4*4矩阵键盘，另一个数据输入端接显示屏LCD1602的三个特殊端口，而另外两个端口作为输出端口，一个端口接显示屏LCD1602的数据端口，另一个端口作为振荡电路的输入端和输出端，连接好电路，接通电源，则可在液晶显示屏LCD1602显示加、减、乘、除的运算过程及结果，这是计算机的设计总过程。

关键词:

单片机;C语言;计算器

Simplecalculatordesignbasedonsinglechip

ABSTRACT

Single-chipcomputertechnologydevelopingrapidlyinrecentyears,amongthem,electronicproductupdatespeedisfast.Thecalculatorisoneoftheelectronicproductsarecommonineverydaylife.Howcanyoumakethecalculatortechnologymoremature,makefulluseofexistingabettercalculator.

ThisdesignisbasedonSTC89C52single-chipmicrocomputerasthecoreofcalculatorsimulationsystemdesign,inputuse4*4matrixkeyboard,couldadd,subtract,multiplyanddividesignednumber-crunchingsix（integer,twodecimalplaces）,andstaticontheLCDdisplayLCD1602displayoperationprocessandresults.ThisdesignprocessiscontrolledbyusingSCTT89C51LXD1602display,SCT89C51displayLCD1602threespecificports,andtheothertwoportsasoutputport,aportdisplayLCD1602dataport,anotherportasoscillationcircuitinputendandoutputend,goodconnectionelectriccircuit,switchonthepower,canbeintheLCDdisplayLCD1602displayofadd,subtract,multiplyanddivideoperationprocessandresult,thisisthecomputer'sdesignprocess.

Keywords:

Singlechipmicrocomputer;TheClanguage;Calculatingmachine

基于单片机的简易计算器的设计

序言

随着社会的发展，科学的进步，人们的生活水平在逐步地提高，尤其是微电子技术的发展犹如雨后春笋般的变化。

电子产品的更新速度快就不足惊奇了。

计算器在人们的日常中是比较常见的电子产品之一，如何使计算器技术更加的成熟，充分利用已有的软件和硬件条件，设计出更出色的计算器，使其更好地为各个行业服务，成了如今电子领域重要的研究课题。

现如今，人们的日常生活中已经离不开计算器了，社会的各个角落都有它的身影，比如商店、办公室、学校等，因此设计一款简单实用的计算器会有很大的实际意义。

本设计旨在进一步掌握单片机理论知识，理解嵌入式单片机系统的硬软件设计，加强对实际应用系统设计的能力。

通过本设计的学习，使我掌握单片机程序设计和微机接口应用的基本方法，并能综合运用本科阶段所学软、硬件知识分析实际问题，提高解决毕业设计实际问题的能力，为单片机应用和开发打下良好的基础。

1．对字符液晶显示模块的工作原理，如初始化、清屏、显示、调用及外特性有较清楚的认识，并会使用LCD（液晶显示模块）实现计算结果的显示；掌握液晶显示模块的驱动和编程，设计LCD和单片机的接口电路，以及利用单片机对液晶显示模块的驱动和操作；

2．在充分分析内部逻辑的概念，进行软件和调试，学会使用，并能够以其为平台设计出具有四则运算能力简易计算器的硬件电路和软件程序。

1.方案论证

1.1芯片

1.1.1方案一

本设计中的芯片采用STC89C52，配备相应的外设。

单片机是单片微型机的简称，故又称为微控制器MCU（MicroControlUnit）。

通常由单块集成电路芯片组成，内部包含有计算机的基本功能部件：

中央处理器CPU，存储器和IO接口电路等。

因此，单片机只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。

单片机广泛应用于智能产品，智能仪表，测控技术，智能接口等，具有操作简单、实用方便、价格便宜等优点，而其中STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM-FlashProgramableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能COMOS8的微处理器。

该器件与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容；且是单片机中最典型的代表，应用于各种控制领域。

1.1.2方案优点

采用芯片STC89C52，能使方案实用性和方便性更强，成本更低，STC89C52单片机作为中央处理单元进行计算器这样设计，它能够实现对六位整数、两位小数的加、减、乘、除的四则运算。

1.2输入模块

1.2.1方案一

采用矩阵式键盘作为输入模块，矩阵式按键输入模块，其特点是：

电路和软件稍复杂，但相比之下，当键数越多时，越节约IO口，比较节省资源。

其原理图如图1-1所示。

图1-1矩阵键盘输入

1.2.2方案的优点

本设计中的输入模块使用的是矩阵键盘输入。

键盘输入预置用于计算，按键较多。

采用矩阵式按键，可以方便地输入一个数值，使操作界面更具有更方便、简洁和人性化，且节约了宝贵的IO口资源，故采用方案二作为系统输入模块。

1.3显示模块

1.3.1方案一

采用LCD1602液晶显示，其特点是：

可以调节其背光亮度，这种显示方式接口，编程虽然有些麻烦，但管理较方便，占用的IO口资源线也不多。

1.3.2方案的应用

本设计中的显示模块使用的是LCD1602液晶显示。

在计算器运算中，需显示的数字、符号较多，按很据个方面的特点，而后可以发现LCD液晶显示，虽然在价格上的确是稍贵于LED数码管；但数码管在硬件设计电路中，会因线太多、线路复杂而过于繁琐，则舍弃LED数码管，故选择LCD1062。

2.计算器硬件设计

2.1系统组成及硬件框图

图2-1系统组成及硬件框图

2.2元器件简介

2.2.1STC89C52特点

图2-2单片机STC89C52

1、主要性能：

（1）与MCS-51单片机产品兼容；8K字节在系统可编程Flash存储

（2）1000次擦写周期；

（3）全静态操作：

0Hz-33Hz；

（4）三级加密程序存储器；

（5）32个可编程IO口线、三个16位定时器计数器、8个中断源；

（6）全双工UART串行通信；

（7）低功耗空闲和掉电模式，掉电后中断可唤醒；

（8）双数据指针；

（9）掉电标识符。

2、STC89C52的功能特性概述

STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。

使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。

片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。

在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在线系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

STC89C52具有以下标准功能：

8K字节Flash，256字节RAM，32位IO口线，看门口定时器，2个数据指针，三个16位定时器计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。

另外，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。

空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器计数器、串口、中断继续工作。

掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

8位微控制器，8K字节在系统可编程Flash。

同时，该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。

3、STC89C52的引脚功能

单片机STC89C52为40引脚芯片，见图2-3所示。

图2-3STC89C52引脚图

（1）口线：

P0、P1、P2、P3共四个八位口。

P0口：

P0口是一个8位漏极开路的双向IO口。

作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。

对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。

当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址数据复用。

在这种模式下，P0不具有内部上拉电阻。

在Flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。

程序校验时