仿真计算器的设计

辽宁工业大学单片机原理及接口技术课程设计（论文）题目：仿真计算器的设计院（系）：电气工程学院专业班级：自动化104学号：100302106学生姓名：黄恩宾指导教师：起止时间：2013.7.3-2013.7.12辽宁工业大学课程设计说明书（论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化注：成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算学号100302106学生姓名黄恩宾专业班级自动化104课程设计（论文）题目仿真计算器的设计课程设计（论文）任务课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数实现功能利用显示电路和键盘电路，做一个简单的计算器。采用十进制，A键为加法，B键为减法，C键为乘法，D键为除法，E为等于，F键为清除，计算值在4位LED显示屏上显示。设计任务及要求1、分析设计要求，明确性能指标，确定设计方案；2、完成单片机最小系统电路设计；3、完成键盘电路、显示电路的设计；4、编写系统工作流程图和相应程序，并加注释；6、要求认真独立完成所规定的全部内容；所设计的内容要求正确、合理。7、撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。功能要求1．采用键盘显示芯片8279，键盘为4*4矩阵键盘；2．当有按键按下时，设置蜂鸣器提示音。进度计划1、布置任务，查阅资料，确定系统的控制方案。（1天）2、确定系统主控芯片，完成单片机最小系统设计。（1天）3、绘制键盘电路、显示电路硬件原理图。（2天）4、编写系统流程图、软件。（2天）5、调试程序。（1天）6、撰写、打印设计说明书。（2天）7、答辩。（1天）指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日本科生课程设计（论文）IV摘要随着科学的不断进步，我们的生活已经离不开电子产品了，可以说这次时代是电子的时代，市场是电子的市场。大到航天科技板块，小到家庭用的洗衣机，电话煲等等都是电子技术的衍生物。现在的嵌入式系统已经进入的一个新的阶段。全自动洗衣机之所以能够完成独自洗衣任务，汽车防盗系统能够真正发挥功能都是应为加入了单片机还有编写了程序，使得他们能够给我们的生活带来这么多的方便。可以说单片机系统改变的大家的生活，使得我们的生活变得丰富多彩。计算器我相信大家都用过，它给大家带来了计算的方便和计算的快捷。是人们的日常生活中是比较常见的电子产品之一。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。本文基于对单片机AT89C51的理解和运用，结合8279做一个简易的计算器，实现基本功能加减乘除。利用显示电路和键盘电路，做一个简单的计算器。采用十进制，A键为加法，B键为减法，C键为乘法，D键为除法，E为等于，F键为清除，计算值在4位LED显示屏上显示。关键词：单片机；计算机；十进制；LED本科生课程设计（论文）V目录第1章绪论........................................................11.1概述.........................................................11.2系统完成的主要功能...........................................1第2章方案设计...................................................22.1控制原理图...................................................22.2系统模块图...................................................2第3章硬件设计...................................................33.1CPU的选择....................................................33.1.1单片机的概述............................................33.1.2复位电路设计............................................43.1.3时钟电路设计............................................53.1.4CPU最小系统图..........................................53.2键盘显示芯片8279.............................................63.2.18279的主要特点.........................................63.2.28279引脚说明...........................................73.2.38279控制字..............................................83.3输入电路....................................................113.4显示模块....................................................113.5蜂鸣器设计..................................................12第4章软件设计..................................................134.1输入模块流程图..............................................134.2显示函数流程图..............................................144.3总体程序流程图..............................................15第5章课程设计总结..............................................16参考文献...........................................................17附录1..............................................................17附录2..............................................................23本科生课程设计（论文）1第1章绪论1.1概述近几年单片机技术的发展很快，其中电子产品的更新速度迅猛。计算器是日常生活中比较的常见的电子产品之一。如何才能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本设计是以AT89S52单片机为核心的计算器模拟系统设计，输入采用4×4矩阵键盘，可以进行加、减、乘、除9位带符号数字运算。在信息时代的今天我们身边到处都可以看到各种电子产品，电子产品功能和作用也越来越强大，出现的什么智能电饭煲，全自动洗衣机等等，他们为什么能够发挥这些功能呢？是因为人们采用了单片机，单片机利用其自身优势，给人类带来了巨大的快捷和方便，整个社会中可以说人们对单片机的利用是源源不断的，各行都在使用它，他被用在了智能仪表上，在工业控制中也能找到它，单片机在家用电器，计算器网络及通信领域中，医药设备，大型电器模块和汽车中都发挥着重要作用。单片机可以说改变了整个社会彻底改变了人们的生活。对于单片机开发和编译人们一直都在努力挖掘。我这里运用单片机结合自己所学，做一个简易计算器，实现加减乘除功能，利用c语言作为软件部分进行。此次论文的价值和核心在于倡导自己把所学知识运用到现实生活，为现实生活服务，把自己的知识转化为实物哪怕是很简单的物件，很简单的功能，但真真切切的让自己感受到创造的快乐，为自己今后的工作做好铺垫，往后通过更多的学习，更多的尝试，把知识的作用真正发挥出来，改变大家的生活。1.2系统完成的主要功能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）LED显示模块；（3）算术运算模块；（4）蜂鸣器提示模块。本科生课程设计（论文）2第2章方案设计2.1控制原理图本设计主要采用AT89C52单片机和键盘显示芯片8279，CUP存入和读出内存数据。控制原理图如图2.1所示图2.1控制原理图2.2系统模块图AT89C528279数码管显示按键蜂鸣器图2.2系统模块图CPUAT89C528279内存控制输入存入读取数据本科生课程设计（论文）3EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P10/T1P11/T2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U?8052AT89S52第3章硬件设计3.1CPU的选择3.1.1单片机的概述单片微型计算机简称单片机，又称微控制器，嵌入式微控制器等，属于第四代电子计算机。它把中央处理器、存储器、输入/输出接口电路以及定时器计数器集成在一块芯片上，从而具有体积小、功耗低、价格低廉、抗干扰能力强且可靠性高等特点，因此，适合应用于工业过程控制、智能仪器仪表和测控系统的前端装置。因此，在本课题设计的电液比例阀控制系统中，采用单片机来实现，选用AT89S52单片机。AT89S52单片机的引脚说明：图3.1AT89S52单片机的引脚本科生课程设计（论文）4VSS:接地端。VCC:电源端。正常操作及对FLASHROM编程和验证时接+5V电源。P0口：是双向8位三态I/O口。在访问外部存储器时，可分时用作低8位地址线和8位数据线；在FLASHROM编程时，它输入指令字节，而在验证程序时，则输出指令。P0口能驱动8个LSTTL门电路。P1口：是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口。在对FLASHROM编程和程序验证时，它接受低8位地址。能驱动4个LSTTL门电路。P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口。在访问外部存储器时，它送出高8位地址。在对FLASHROM编程和程序验证时，它接收高8位地址和其他控制信号。能驱动4个LSTTL门电路。P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，能驱动4个LSTTL门电路。RST:复位信号输入端，高电平有效。当振荡器工作时，出现两个机器周期以上的高电平，就可以使单片机复位。ALE/PROG：地址锁存允许信号。PSEN:外部程序存储器选通信号。EA/VPP:访问内、外部程序存储器控制信号。接高电平时，CPU访问并执行内部程序存储器的指令，但当程序计数器值超过0FFFH时，将自动转去执行外部程序存储器中的程序。接低电平时，CPU只访问并执行外部程序存储器中的指令。XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。3.1.2复位电路设计复位电路和时钟电路是维持单片机最小系统运行的基本模块。复位是单片机的初始化操作。单片机系统在上电启动运行时，都需要先复位，其作用是使CPU和系统中其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。因此，复位是一个很重要的操作方式。但单片机本身不能自动复位的，必须配合相应的外部复位电路才能实现的，如图3.2所示。当AT89S52通电，时钟电路开始工作，在单片机的RST引脚加上大于24个时钟周期以上的正脉冲，系统即初始复位。初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0`P