基于单片机设计的计算器毕业论文.docx

基于单片机设计的计算器毕业论文.docx

《基于单片机设计的计算器毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机设计的计算器毕业论文.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基于单片机设计的计算器毕业论文

南昌工程学院

毕业设计（论文）

机械与电气工程学院（院）系电气工程及其自动化专业

毕业设计（论文）题目基于单片机设计的计算器（硬件）

学  生  姓  名         

班        级   

学        号         

指  导  教  师           

完  成  日  期 2010年 6 月 18 日

基于单片机设计的计算器（硬件）

ThecalculatorbasedonthedesignofMCU（hardware）

总计 毕业设计（论文） 34页

表     格  6个

插     图 18幅

摘 要

近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域。

作为微型机的一个主要分支，单片机在结构上的最大特点是把CPU、RAM和ROM存储器、定时器和多种I/O接口电路集成在一块超大规模集成电路芯片上。

从它的组成和功能来看，一块单片机芯片其实就是一台计算机。

本次设计是采用MSC-51单片机来设计的六位数计算器,采用C语言进行程序编写实现计算器功能。

外接4X5的键盘，通过键盘扫描来完成输入数的控制，输出采用1602液晶显示，并设有清零键可随时完成计算与显示的清零。

计算器将完成的0至99999整数的加/减/乘/除运算。

关键字：

单片机AT89S52 1602液晶 矩阵键盘 C语言

Abstract

Inrecentyears,ascomputerpenetrationinthesocialfieldandlarge-scaledevelopmentofintegratedcircuits,microcontrollerapplicationsarecontinuallydeepening,becauseofitspowerfulfunction,smallsize,lowpowerconsumption,cheap,reliable,easytouse,etc.thereforeparticularlysuitableforsystemswithcontrolofmoreandmorewidelyusedinautomaticcontrol,intelligentinstruments,meters,dataacquisition,militaryproductsandhomeappliancesfields.

Asoneofthemainbranchofmicrocomputer,microcontrollerinthestructureofthebiggestfeatureistheCPU,RAMandROMmemory,timerandmultipleI/OinterfacecircuitintegratedonaVLSIchip.Thecompositionandfunctionfromitspointofview,asinglechipisactuallyacomputer.

ThisdesignistheuseofMSC-51microcontrollertodesignthesix-digitcalculator,usingCprogramminglanguagetoachievecalculatorfunctions.4X5externalkeyboard,thekeyboardscantofinishbythenumberofcontrolvaluesandthe1602outputwithhuman-typeliquidcrystaltoachieve，andhasclearedatanytimetocompletekeycalculationanddisplayclear.Calculatortocompletefrom0to99999plus/minus/multiply/divide.

Keywords:

MCUAT89S52;LCD1602;MatrixKeyboard;Clanguage

目 录

摘要   I

ABSTRACT   II

第一章引言  1

1.1选题的依据及课题的意义  1

1.2研究概况及发展趋势综述  1

1.3实验设计要求  2

1.4.总体设计思路  2

第二章设计方案论证与选择  3

2.1控制部分的设计方案论证与选择  3

2.2显示电路的设计方案论证与选择  4

2.3单片机电源部分的设计方案论证与选择  6

2.4键盘设计方案论证与选择  8

2.5单片机复位电路的设计方案论证与选择  9

2.6系统组成  10

第三章 重要器件的知识介绍  11

3.1单片机的知识介绍  11

3.1.1单片机功能特性  11

3.1.2单片机各引脚功能说明  11

3.1.3单片机时钟电路  13

3.1.4LED提示电路  14

3.2  1602液晶显示资料  15

第四章计算器的软件编程  16

4.1程序设计思想  16

4.24*5键盘扫描程序  17

4.31602液晶显示程序  18

第五章 计算器使用说明  19

结语  20

参考文献  21

致谢  22

附录  23

第一章引言

单片机设计的计算器在人们的日常中是比较的常见的电子产品之一。

其特点是携带方便与价格廉价，因此广泛运用于商业交易与生活实用中，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，本次设计用单片机来设计一个六位数的计算器。

1.1选题的依据及课题的意义

单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。

单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。

最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。

通过编程可加深对C语言的理解及51单片机系列的硬件、及其指令，还有从硬件上了解单片机是如何扩展外部电路的。

如：

这次用到了1602液晶，掌握了1602的硬件原理后我们可以使其与单片机相连，通过对单片机的控制，给1602发出指令或数据。

通过这次毕业设计可以学到一种学习方法，对于一块陌生的芯片，我们可通过提供给的芯片资料，了解其运作，然后达到运用的目的。

1.2研究概况及发展趋势综述

单片机设计的计算器有输入单元（按键）运算单元（MCU）显示单元（LCD）三大部分组成，键盘执行数据采集以及操作的输入，MCU按照固化好的程序运算出结果送入LCD显示。

早期的单片机都是8位或4位的。

其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。

此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。

基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。

随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。

90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。

随着INTELi960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。

目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz

性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。

当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。

1.3实验设计要求

根据设计要求，设计一个计算器，预计所能达到功能如下

（1）该计算器能进行六位数的运算，即运算结果可从0到999999；

（2）能进行加减乘除4种运算，精确到小数点后三位；

（3）能对错误进行提示，比如被除数等于0，乘法运算结果大于999999等；

（4）含有清除单个最低位数据和全部输入数据的功能；

（5）能够实现加减乘除四则混合运算，能够实现连续计算，并能判断运算优先级；

（6）进行正负数运算；

1.4总体设计思路

设计主要采用以下基本模块来实现，控制器模块，输入模块，输出模块和电源模块。

通过对控制器进行编程，使其对输入模块的信号进行处理计算，然后通过输出模块反馈给使用者以计算结果。

该系统的结构框图如下图所示

图1-1系统组成方框图

第二章设计方案论证与选择

2.1控制部分的设计方案论证与选择

方案一 采用单片机AT89S52芯片 

AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含8kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89S52具有如下特点：

40个引脚，8kBytesFlash片内程序存储器，256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。

方案二 采用单片机AT89C52芯片

AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。

AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。

其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

综上所述，AT89C51不支持ISP,只能采用昂贵的编程器来下程序.AT89S52支持ISP,可采用并口,用下载线,即可下程序，因此用AT89S52作为控制器，不仅功能易