基于AT89C52单片机设计3

毕业设计(论文)任务书（2016届）所属系（部）：机电工程学院所学专业：通信技术班级：13通信技术班姓名：xxx学号：xxx指导教师：xxx2015年7月7日1AT89C52单片机设计通信技术XxxXxx摘要计算器是微型电子计算机的一种特殊类型。它与一般通用计算机的主要区别在于程序输入方式的不同。计算器的程序一般都已经固定，只需按键输入数据和运算符号就会得出结果，很容易就能掌握。而一般计算机的程序可以根据需要随时改动，或重新输入新的程序。简易计算器主要用于加减乘除；科学计算器，又增添了初等函数运算。随着微电子技术的不断发展，微处理芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一片芯片上同时集成cpu，存储器，定时器，计数器，并行和串行接口，看门狗，前置放大器，A|D转换器，D|A转换器等多种电路。完成一定区间和条件的简单四则运算过程。关键词：计算器，AT89C52，矩阵按键，LCD16022目录第一章绪论......................................................................11.1课题的提出及意义.............................................................11.2设计的任务及要求.............................................................1第二章总体方案设计..............................................................32.1芯片比较....................................................................32.1.1单片机选择.................................................................32.1.2显示器的选择...............................................................32.1.3按键部分的选择.............................................................42.2总体设计及系统原理............................................................4第三章单片机硬件设计............................................................63.1单片机部分...................................................................63.1.1单片机发展历史.............................................................63.1.2单片机发展趋势.............................................................63.1.3计算器系统现状.............................................................73.1.4AT89C52系列单片机简介......................................................83.2矩阵按键部分...............................................................163.3液晶显示器部分.............................................................18第四章单片机软件设计...........................................................254.1主程序设计...................................................................254.2键扫程序设计................................................................254.3算术运算程序设计............................................................264.4显示程序设计................................................................27第五章单片机安装、调试.........................................................295.1软件仿真....................................................................295.2安装步骤....................................................................305.2.1检查元件的好坏............................................................305.2.2放置、焊接各元件..........................................................305.3调试........................................................................345.3.1硬件调试..................................................................3435.3.2软件调试..................................................................35结束语..........................................................................36致谢............................................................................37参考文献........................................................................381第一章绪论1.1课题的提出及意义随着社会的发展，科学的进步，人们的生活水平在逐步地提高，尤其是微电子技术的发展犹如雨后春笋般的变化。计算器在人们的日常中是比较常见的电子产品之一，如何使计算器技术更加的成熟，充分利用已有的软件和硬件条件，设计出更出色的计算器，使其更好地为各个行业服务，成了如今电子领域重要的研究课题。现在人们的日常生活中已经离不开计算器了，社会的各个角落都有它。因此设计一款简单实用的计算器会有很大的实际意义。本设计在进一步掌握单片机理论知识，理解嵌入式单片机系统的硬软件设计，加强对实际应用系统设计的能力。通过本设计的学习，使我掌握单片机程序设计和微机接口应用的基本方法，并能综合运用本科阶段所学软、硬件知识分析实际问题，提高解决毕业设计实际问题的能力，为单片机应用和开发打下良好的基础。对字符液晶显示模块的工作原理，如初始化、清屏、显示、调用及外特性有较清楚的认识，并会使用LCD（液晶显示模块）实现计算结果的显示；掌握液晶显示模块的驱动和编程，设计LCD和单片机的接口电路，以及利用单片机对液晶显示模块的驱动和操作；在充分分析内部逻辑的概念，进行软件和调试，学会使用，并能够以其为平台设计出具有四则运算能力简易计算器的硬件电路和软件程序。1.2设计的任务及要求○1目的：通过本次工程实践，运用《智能化测量控制仪表原理与设计》、《MCS-51系列单片微型计算机及其应用》所学知识及查阅相关资料，完成简易计算器的设计，达到理论知识与实践更好结合、提高综合运用所学知识和设计能力的目的。通过本次设计训练，可以使我们在基本思路和基本方法上对基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计有一个比较感性的认识，并具备一定程度的设计能力。○2要求：2使用硬件：MCS-51单片机，中央处理器，数据存储器(RAM)，程序存储器(ROM)等。使用软件：电子绘图软件Protel。（1）通过网络及各种相关书籍查找相关信息，确定使用的元器件。（2）以MCS-51单片机为核心，开发一个完整的系统，包括硬件设计和软件的编程。（3）使用Protel软件，绘制原理图、PCB，并进行元器件安装、焊接及调试检测达到预期的目的。矩阵按键输入、LCD1602液晶显示，构成一套可以运算两个数之间的加减乘除的设计。最大运算是：9999*9999，可以运算负数。3第二章总体方案设计2.1芯片比较2.1.1单片机选择AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）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，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和FLASH存储单元，功能强大AT89C52单片机适用于许多较为复杂控制应用场合。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。AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。2.1.2显示器的选择在单片机应用系统中，使用的显示器主要有LED（发光二极管显示器）、LCD液晶显示。方案一：使用8位LED数码管来显示，LED显示器是由发光二极管显示字段组成的显示器件，在单片机应用系统中通常使用的是七段LED，这种显示器有共阴极和共阳极两种，它具有成本低廉、配置灵活和单片机接口方便等特点。方案二：使用液晶显示器来显示。液晶是介于固态和液态间的有机化合物，将其加热会变成透明液态，冷却后变成结晶的浑浊固态。在电机的作用下，产生冷热变化，从而影响它的透光性，来达到显示的目的。LCD还具有以下优点：（1）低压、微功耗；（2）显示信息量大；（3）长寿命；（4）无辐射、无污染。选择液晶显示屏。为了适应本课题的需要，本设计采用液晶显示屏LCD1602进行显示。42.1.3按键部分的选择根据操作需要和毕业设计需要，按键部分采用4*4行列式键盘，分别设定数字键和功能键。2.2总体设计及系统原理大致原理图如图2.2.1所示：图2.2.1原理图总的电路设计方案以单片机AT89S52来作为核心元器件，外围采用4*4行列式键盘5作为输入，采用lcd1602液晶显示来做输出。这里重点介绍液晶输出，它是一个双行显示的液晶显示器，其采用标准的16脚接口。1.vss为地电源；2.vdd接5v正电源；3.vo为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高会产生影子，使用时可以通过一个10k的电位器调整对比度；4.rs为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器；5.rw为读写信号线，高电平时选择读操作，低电平时选择写操作。当rs和rw共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当rs为低电平rw为