基于单片机设计的计算器毕业论文.docx

1、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）The calculator based on the design of MCU (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，

2、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

3、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AbstractIn recent years, as computer penetration in the social field and large-scale development of integrated circuits, microcontroller appli

4、cations are continually deepening, because of its powerful function, small size, low power consumption, cheap, reliable, easy to use, etc. therefore particularly suitable for systems with control of more and more widely used in automatic control, intelligent instruments, meters, data acquisition, mi

5、litary products and home appliances fields.As one of the main branch of microcomputer, microcontroller in the structure of the biggest feature is the CPU, RAM and ROM memory, timer and multiple I / O interface circuit integrated on a VLSI chip. The composition and function from its point of view, a

6、single chip is actually a computer. This design is the use of MSC-51 microcontroller to design the six-digit calculator, using C programming language to achieve calculator functions. 4X5external keyboard, the keyboard scan to finish by the number of control values and the 1602 output with human-type

7、 liquid crystal to achieve，and has cleared at any time to complete key calculation and display clear. Calculator to complete from 0 to 99999 plus / minus / multiply / divide.Key words: MCU AT89S52; LCD1602; Matrix Keyboard; C language目 录摘要 I ABSTRACT II 第一章 引言 11.1 选题的依据及课题的意义 11.2 研究概况及发展趋势综述 11.3

8、实验设计要求 21.4.总体设计思路 2第二章 设计方案论证与选择 32.1 控制部分的设计方案论证与选择 32.2 显示电路的设计方案论证与选择 42.3 单片机电源部分的设计方案论证与选择 62.4 键盘设计方案论证与选择 82.5 单片机复位电路的设计方案论证与选择 92.6 系统组成 10第三章 重要器件的知识介绍 113.1 单片机的知识介绍 113.1.1单片机功能特性 113.1.2单片机各引脚功能说明 113.1.3单片机时钟电路 133.1.4 LED提示电路 143.2 1602液晶显示资料 15第四章 计算器的软件编程 164.1 程序设计思想 164.2 4*5键盘扫描

9、程序 174.3 1602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

10、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LC

11、D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INTEL i960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

12、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

13、，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CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)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

14、ISP Flash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，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes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CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（

15、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