基于单片机的计算器设计

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1、目录1慨述12设计框图12.1设计内容12.2系统模块图：22.3算术运算程序流程图：22.4系统总流程图：33模块分析43.1单片机接口43.1.1手动上电复位电路：43.1.2内部时钟模式电路：53.1.3AT89C51单片机引脚介绍：53.1.4单片机与复位、时钟电路连接电路图：83.2键盘接口电路：83.3LCD显示模块：103.4运算模块（单片机控制）：114总结体会115程序125.1主函数设计：125.2分块程序设计：145.2.1键盘输入检测程序设计：145.2.2算术运算程序设计：195.3LCD显示程序设计：215.4

2、错误处理及提示程序设计：256总体原理图267参考文献27附录电气与信息工程系课程设计评分表271慨述本设计选用AT89C51单片机为主控单元.按照系统设计的功能的要求，初步确定设计系统由单片机、显示模块、输入模块、运算模块共四个模块组成，电路系统构成框图如图所示。主控芯片使用AY89C51单片机，市场应用最多。键盘电路采用4*4矩阵键盘电路。显示模块采用LCD液晶显示器来显示输出数据。2设计框图2.1设计内容利用单片机、液晶、键盘设计一个计算器，要求：1.采用PROTEUS软件实现；2．采用液晶显示；3．能够实现加、减、乘、除、平方根等

3、基本功能；4．能够在0-65535范围之内计算任意次方根、任意次幂；现实生活中人们熟知的计算器，其功能主要如下：（1）键盘输入；（2）数值显示；（3）加、减、乘、除四则运算；(4)对错误的控制及提示。针对上述功能，计算器软件程序要完成以下模块的设计：(1)键盘输入检测模块；（2）LCD显示模块；（3）算术运算模块；（4）错误处理及提示模块。：272.2系统模块图：单片机运算模块显示模块输入模块2.3算术运算程序流程图：开始判断运算符乘幂除减加除数为零？判断结果溢出？错误信息送显示缓冲数值送显示缓冲272.4系统总流程图：开始初始化参数初始

4、化LCD显示是否有键值？读取键码功能键清零键数字键计算结果状态清零键入数值功能键？结果送显示缓冲等待数值键入数值送显示缓冲结果送显示缓冲等待数值键入LCD显示273模块分析3.1单片机接口本设计选用AT89C51单片机为主控单元；显示部分：采用LCD静态显示；按键部分：采用4*4键盘；用MM74C922为4*4键盘扫描IC，读取输入的键值。3.1.1手动上电复位电路：图1当VCC上电时，C充电，在10K电阻上出现电压，使得单片机复位；几个毫秒后，C充满，10K电阻上电流降为0，电压也为0，使得单片机进入工作状态。工作期间，按下S，C放电。

5、S松手，C又充电，在10K电阻上出现电压，使得单片机复位。几个毫秒后，单片机进入工作状态。273.1.2内部时钟模式电路：图2当单片机工作于内部时钟模式的时候，只需在XTAL1和XTAL2引脚连接一个晶体振荡器或者陶瓷振荡器，并接两个电容后接地即可，在使用时对于电容的选择有一定的要求：当外接晶体振荡器的时候，电容值一般选择C1=C2=30+10pF或30-10pF；当外接陶瓷振荡器的时候，电容值一般选择C1=C2=40+10pF或40-10pF；3.1.3AT89C51单片机引脚介绍：VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8

6、位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0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。27P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的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，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为

7、一个内部上拉电阻的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，其管脚被内部上拉电阻拉高，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。这是由于内部上拉的缘故。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，它利用内部上拉优势，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内容。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个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个

8、TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，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AT89C51的一些特殊功能