基于89c51的简易计算器的课程设计.doc

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1、51单片机简易计算器设计目录一、设计任务和要求.................................21、设计要求......................................22、设计方案的确定.................................2二、硬件设计.......................................21、单片机最小系统...................................22、键盘电路的设计.......................

2、..........33、显示电路的设计.................................34、系统硬件电路图.................................4三、软件设计.......................................51系统设计......................................52显示电路的设计.................................63、程序清单.................................

3、.....8四、调试与仿真.....................................14五、试验箱实物图...................................14六、心得体会.......................................15一、设计任务和要求1、设计要求利用单片机设计并制作简易计算器。具体要求如下：1、4*4按键用于0~9的数字输入、加减乘除、等于、清零功能；2、能实现简单的加减乘除运算；3、输入数字及计算结果通过LED或LCD显示器显示。2、设计方案的确定按照设计要

4、求，本课题需要使用数码管显示和扩展4*4键盘，由于AT89C51芯片的I口不够多，而且为了硬件电路设计的简单化，故选择串行动态显示和用P1口扩展4*4键盘，扩展的4*4键盘定义十个数字键，六个功能键，使用串行动态显示显示运算结果。主程序进行初始化，采用行列扫描进行查表得出键值，每次按键后调用显示子程序。二、硬件设计简易数字计算器系统硬件设计主要包括：键盘电路，显示电路以及其他辅助电路。下面分别进行设计。1.单片机最小系统单片机最小系统就是支持主芯片正常工作的最小部分，包括主控芯片、复位电路和晶振电路。（1）、复位电路复位电路本设计

5、采用上电与手动复位电路，电阻分别选取100和10K，电容选取10uF，系统一上电，芯片就复位，或者中途按按键也可以进行复位。（2）、晶振电路图三晶振电路晶振电路是单片机的心脏，它用于产生单片机工作所需要的时钟信号。单片机的晶振选取11.0592MHz，晶振旁电容选取30pF。2.键盘电路的设计键盘可分为两类：编码键盘和非编码键盘。编码键盘是较多按键（20个以上）和专用驱动芯片的组合，当按下某个按键时，它能够处理按键抖动、连击等问题，直接输出按键的编码，无需系统软件干预。通用计算机使用的标准键盘就是编码键盘。当系统功能比较复杂，按键

6、数量很多时，采用编码键盘可以简化软件设计。但大多数智能仪器和电子产品的按键数目都不太多（20个以内），为了降低成本和简化电路通常采用非编码键盘。非编码键盘的接口电路有设计者根据需要自行决定，按键信息通过接口软件来获取。本课题需要的是16个按键，故选择用非编码键盘。计算器输入数字和其他功能按键要用到很多按键，如果采用独立按键的方式，在这种情况下，编程会很简单，但是会占用大量的I/O口资源，因此在很多情况下都不采用这种方式，而是采用矩阵键盘的方案。矩阵键盘采用四条I/O线作为行线，四条I/O线作为列线组成键盘，在行线和列线的每个交叉点

7、上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为4×4个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。矩阵键盘的工作原理：计算器的键盘布局如图五所示：一般有16个键组成，在单片机中正好可以用一个P口实现16个按键功能，这种形式在单片机系统中也最常用。具体电路连接如图所示：4*4键盘接口电路3.显示电路的设计当系统需要显示少量数据时，采用LED数码管进行显示是一种经济实用的方法。数码管显示有静态显示和动态显示两种方法。为了减少端口的使用，故选择动态显示。电路如下图所示：4、系统硬件电路图总电路原理图三、软件设计在十进制计算器

8、的软件规划要求下，简易计算器的程序主要包括以下功能模块：（1）主模块，为系统的初始化。（2）显示与读键模块，分为判键程序段、运算操作子程序、显示子程序等部分；1.系统设计（一）系统模块图图六系统模块图此系统包括输入、运算和显示模块，由单片机控制。其