基于单片机的计算器结构设计Word格式文档下载.docx
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方案二：
采用汉字图形点阵液晶显示器RT12864Ｍ显示方案。
RT12864M汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形。
供电电源为3.3V~+5V（置升压电路，无需负压），能采用并行和串行两种通信方式。
并有光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等功能。
综上所叙，12864的显示效果好、功能齐全，所以我们选用12864液晶显示。
其与单片机的接口电路如图1-2所示。
图1-212864与单片机的接口电路
（3）单片机电源部分的设计方案论证与选择
由于本次设计中单片机工作电源为5V，所以需要稳压，对于5V电源这里有以下两种方案。
用固定式三端稳压器7805。
如图1-5，7805系列稳压器输出固定的正电压5V,输入端接电容C1可以进一步滤除纹波,输出端接电容C2能改变负载的瞬态影响,使电路稳定工作C1、C2最好采用漏电流小的钽电容。
如果采用电解电容，则电容要比图中数值增加10倍。
图1-3固定式三端稳压器
用7805加一些外围器件。
虽然7805三端集成稳压管部有过流、过热和安全区的保护电路，但其输出仍有可能发生过压的危险。
因此本电路加了过压保护电路，电路如图1-4所示，该电路由稳压管VD3、电阻R3和晶闸管VS组成。
另外由于7805的最大输出电流为1.5A，可以通过在7805的1脚与VT1的基极相连，7805的2脚与VT1的集电极相连，这样就可输出1.6A～2A的电流。
如需更大的电流，可再并联几个大功率三极管。
图1-4可扩流过压保护5V稳压电源
综上所述，方案一电路简单，而且已符合本次设计的要求，再加上第二种方案所用元件较多，性能价格比不高，所以我们选择方案一。
（4）键盘设计方案与选择
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。
4*4矩阵式键盘。
其电路图如图图1-5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1-54*4矩阵式键盘电路图
1.2.3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1-6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。
图1-6系统组成方框图
2重要器件的知识介绍
2.1单片机的知识介绍
由于ATMEL公司生产的AT89S52型单片机是即便于下载又好用，而且能够满足本设计的要求。
所以我选择AT89S52型单片机。
2.1.1单片机的主要性能
（1）与MCS-51单片机产品兼容
（2）8K节在系统可编程Flash存储器
（3）1000次擦写周期
（4）全静态操作：
0Hz-33Hz
（5）三级加密程序存储器
（6）32个可编程I\O口线
（7）三个16位定时器\计数器
（8）八个中断源
（9）全双工UART串行通道
（10）低功耗空闲和掉电模式
（11）掉电后中断可唤醒
（12）看门狗定时器
（13）双数据指针
2.1.2单片机的功能特性描叙
AT89S52是一种低功耗，高性能CMO58位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。
使用ATMEL公司高密度非易使性存储器技术制造，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，迹适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统编程Flash，使得AT89S52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。
AT89S52具有以下标准功能：
8K字节Flash、256字节RAM、32位I\O口线、看门狗定时器、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、片晶振及时钟电路。
另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2钟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。
2.1.3单片机的部结构方框图及芯片
图2-1单片机的部结构方框图
2.1.4单片机各引脚功能说明
VCC：
供电电压。
GND：
接地。
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行
校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：
P1口是一个部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：
P2口为一个部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：
P3口管脚是8个带部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89S52的一些特殊功能口，如图表2.1。
表2.1AT89S52的一些特殊功能口
管脚
备选功能
P3.0RXD
（串行输入口）
P3.1TXD
（串行输出口）
P3.2/INT0
（外部中断0）
P3.3/INT1
（外部中断1）
P3.4T0
（记时器0外部输入）
P3.5T1
（记时器1外部输入）
P3.6/WR
（外部数据存储器写选通）
P3.7/RD
（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将部锁定为RESET；
当/EA端保持高电平时，此间部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：
反向振荡放大器的输入及部时钟工作电路的输入。
XTAL2：
来自反向振荡器的输出。
2.1.5单片机时钟电路
时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。
在MCS-51芯片部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚X1，输出端为引脚X2，在芯片的外部跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。
此电路采用12MHz的石英晶体。
时钟电路如下图2-2：
图2-2时钟电路
2.1.6单片机复位电路
复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。
除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误是系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要按复位键以重新启动。
RST引脚是单片机复位信号的输入端，复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期（即2个机器周期）以上，若使用频率为12MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4
s才能完成复位操作。
复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。
上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。
按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的。
在本设计中采用了按键电平复位方式，其复位电路如下图2-3。
图2-3复位电路
2.1.7单片机下载口电路
下载口电路以一块74HC373芯片为主，电路原理图如图2-4所示。
由于电路中只用了一片74HC373所以完全可以把电路装在DB25插针式并口插头部，这个可以做到很小巧，可以很方便的使用。
为了稳定也可以芯片外围加一些电阻、电容等元件，具体电路网上有提供下载。
光是做好下载线是不行的，S51系统的ISP下载方式还要求要下载程序单片机运行在最小化系统中。
只要把的相应引脚连接起来就可以对S51进行ISP下载了。
要接的引线是S51的6,7,8,9,20,40引脚。
晶振可以在3M－24M间选用，当然是看你的目标板而选择。
为了方便使用我们需要做一个下载头，电路简单接线正确的话一般无需要调整就可以正常使用，如有问题可以用软件中的IspTest.exe（下载线调试程序）
检查你的74HC373芯片是否正常和你的电脑并口是否正常。
图2-4下载口电路原理图
3程序流程图
主程序流程图
显示程序流程图
键扫程序流程图
致
毕业设计是我大学学习生活的最后一项学习任务，是对我大学学习的综合考核。
在为期三个多月的毕业设计过程中，我不仅较为系统的复习了以前学过的知识，而且又学习了许多新知识，使我的只是结构更加系统化，也更加完善。
同时，也提高了我独立分析问题、解决问题的能力。
在本文的选题、构思、写作和修改直至最终定稿的过程中，更是浸透了导师大量的心血，感激之情难以言表。
而且，在和老师的交流过程中，还学到了许多做人、处事的道理，使我终身受益。
我要诚挚地向培养我的各位领导以及实验室的各位老师表示感！
在此，我表示衷心感。
三年的学习生活，他们无形中给了我很大的帮助，使我顺利完成学业。
掌握了一技之长。
同时，我要感我的母校——襄阳汽车职业技术学院，特别是我即将踏上工作岗位时，给我这样一个锻炼、学习的机会，使我加深了对以前知识的理解，拓宽了知识面，也提高了我对所学知识的综合应用能力。
在此我谨向我的导师以及在毕业设计过程中给予我很大帮助的老师、同学们致以最诚挚的意。
参考文献
（1）广弟《单片机原理及应用》航天航空大学2008.2
（2）新民《微型计算机控制技术》电子工业2008.5
（3）梅丽凤《单片机原理及接口技术》清华大学2004.6
（4）陪金《C语言程序设计案例教程》电子科技大学2008.1
（5）戴佳《51单片机C语言应用程序设计实例精讲》电子工业2006.4
（6）谭浩强《C程序设计》清华大学2006.4
附录1系统原理图
附录2程序清单
#include<
reg52.h>
stdio.h>
intrins.h>
math.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineulongunsignedlong
sbitrs=P2^0;
sbitrw=P2^1;
sbiten=P2^2;
sbitpsb=P2^3;
sbitret=P2^5;
sbitrd=P3^7;
sbits=P1^0;
sbits1=P1^4;
sbits2=P1^5;
sbits3=P1^6;
sbits4=P1^7;
ucharcount,s1num;
unsignedintnin,ss;
charyue,re,qi,shi,fen,miao;
uchardshi,dfen,dmiao,ling,aa,t1,p;
ucharcommand,data0,data1,data2,com0,j,l;
unsignedcharcommand,data1,data2,com0,bb,bb0,aa,cc,i,yun;
//
ucharlcdH,lcdL,key;
floatds,m,k;
ulongds0;
bitflag,flag1,flag2,flag3,flag4;
uchardisbuf[9]={0};
//定义显示缓冲区//
ucharcodetable[]={0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39,0x2e};
ucharcodetable1[]={0xc8,0xd5,0xd2,0xbb,0xb6,0xfe,0xc8,0xfd,0xcb,0xc4,0xce,0xe5,0xc1,0xf9};
//日~六//
ucharcodetable2[]={0x32,0x30,0x30,0x39,0xc4,0xea,0x30,0x35,0xd4,0xc2,0x30,0x31,0xc8,0xd5};
//年月日//
ucharcodetable4[]={0xd0,0xc7,0xc6,0xda,0xc1,0xf9};
//星期六//
ucharcodetabping[]={32,29,32,31,32,31,32,32,31,32,31,32};
ucharcodetabrun[]={32,30,32,31,32,31,32,32,31,32,31,32};
ucharcodexing1[]={3,6,0,3,5,1,3,6,2,4,0,2};
ucharcodexing2[]={4,0,0,3,5,1,3,6,2,4,0,2};
ucharxing[12]={0};
uchartab[12]={0};
//延时//
voiddelay（uintms）//延时250us
{
uchari;
while（ms--）
{
for（i=0;
i<
125;
i++）;
}
}
//LCD初始化//
voidlcd_int（）
ret=0;
delay（3）;
ret=1;
_nop_（）;
psb=1;
//将PSB置1，通信方式为8BIT数据并口//
//写指令程序//
voidwrite_command（ucharcommand）
rs=0;
rw=0;
P0=command;
en=1;
en=0;
//写数据程序//
voidwrite_data（uchardata0）
{
rs=1;
P0=data0;
//LCD功能设置//
voidlcd_set（）
command=0x30;
//基本指令集//
write_command（command）;
command=0x01;
command=0x06;
command=0x0c;
//清屏程序//
voidclear_lcd（）
command=0x34;
voiddisplay（）
command=com0;
data2=lcdH;
write_data（data2）;
data1=lcdL;
write_data（data1）;
voiddisplay1（uchary,ucharx,uchar*p）
switch（y）
{
case1:
write_command（0x7f+x）;
break;
//液晶第一行
case2:
write_command（0x8f+x）;
//0x90+（x-1）
case3:
write_command（0x87+x）;
break;
case4:
write_command（0x97+x）;
default:
while（*p）
write_data（*p++）;
voidxiaoshu（）//先判断k是否为小数，如果k为小数，就将k转化为小数//
uintmg=1;
if（flag1）
cc;
i++）mg*=10;
k=k/（mg*1.0）;
cc=0;
flag1=0;
//键扫描程序//
ucharkeyscan（）
{ucharscancode,tmpcode;
P1=0xf0;
//行全为0
if（（P1&
0xf0）!
=0xf0）//有键按下
{delay（100）;
//延时去抖动
=0xf0）//判是否真的有键按下
{scancode=0xfe;
//诼行扫描
while（（scancode&
0x10）!
=0）
{P1=scancode;
if（（P1&
=0xf0）//本行有键按下
{tmpcode=（P1&
0xf0）|0x0f;
//返回特征字节码,为1的位即对应于行和列
return（（~scancode）+（~tmpcode））;
}
elsescancode=（scancode<
<
1）|0x01;
//行扫描码左移一位
}
return（0）;
//无键按下,返回值为0
}
disjia（）
com0=0x83;
lcdH=0xbc;
lcdL=0xd3;
display（）;
com0++;
lcdH=0xb7;
lcdL=0xa8;
com0=0x87;
disjian（）
lcdL=0xf5;
discheng（）
lcdH=0xb3;
lcdL=0xcb;
dischu（）
lcdL=0xfd;
voidjishu（）//把ds0处理后放入显示缓冲区中//
disbuf[0]=ds0/1000000000%10;
disbuf[1]=ds0/100000000%10;
disbuf[2]=ds0/10000000%10;
disbuf[3]=ds0/1000000%10;
disbuf[4]=ds0/100000%10;
disbuf[5]=ds0/10000%10;
disbuf[6]=ds0/1000%10;
disbuf[7]=ds0/100%10;
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