搜索
基于MCS-51单片机的简易计算器的设计与实现姓名：陈俐园班级：计应102班指导老师：刘雪兰目录3.2.4.5.6.1.绪论硬件设计软件设计设计方案系统仿真致谢绪论随着社会的发展，科学的进步，人们的生活水平在逐步的提高，尤其是微电子技术的发展。电子产品的更新速度快就不足惊奇了,单片机的应用也已经越来越贴近生活。计算器在人们的日常中就是比较的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，基于这样的理念，本次设计是用单片机来设计一个简易计算器。计算器将完成的功能有加，减，乘，除等功能。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践，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。设计方案为了满足计算器的基本要求，可以基本的运算（加减乘除），数据归零和出错警告提示，我们采用基于51单片机设计一个简易的计算器。设计仿真和调试要用到Keil、Protues等软件。具体设计如下：（1）由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了得到较好的显示效果，采用LCD显示数据和结果。（2）另外键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、×、÷）、清除键和等号键，故只需要16个按键即可，设计中采用集成的计算键盘。（3）执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LCD显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LCD上输出运算结果。（4）错误提示：当计算器执行过程中有错误时，会在LCD上显示相应的提示,如：当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时，计算器会在LCD上提示溢出；当除数为0时，计算器会在LCD上提示错误。硬件设计电路设计原理单片机采用AT89C51单片机，它能够满足数据的采集、控制和数据处理的需求。结合时钟电路、复位电路、键盘输入完成简易计算器总电路设计。单片机输入模块LCD显示电源电路时钟电路复位电路电路设计原理图时钟电路时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。在MCS－51单片机片内部有一个高增益的反相放大器，它的的输入端为引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2，由该放大器构成的振荡电路和时钟电路一起构成了单片机的时钟方式。根据硬件电路的不同，单片机的时钟连接方式可分为内部时钟方式和外部时钟方式。我们采用内部时钟方式。在内部方式时钟电路中，必须在XTAL1和XTAL2引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个微调电容构成振荡电路。晶振频率均为30pF。时钟电路连接图复位电路单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。无论是单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位。复位信号从单片机的RST引脚输入，高电平有效，其有效电平应维持至少2个机器周期。复位操作有上电自动复位与按键手动复位两种方式，为了方便系统的硬件初始化，我们采用按键手动复位。复位电路连接图输入模块：键盘接口电路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。键盘接口电路软件设计本设计主要包含主程序、外部中断0程序。主程序设计主程序函数表示：允许中断；初始化键盘接口连接、LCD显示、LCD、LCD输入数据函数。主程序流程图外部中断0处理程序键值转化是否为数字键将当前输入值*10+输入值当前输入值是否为第一个算术值y=当前输入值x=当前输入值当前输入值是否超出范围规定LCD显示当前输入值数值溢出是否为清除键数值清0是否为“=”是否为“+”是否为“-”是否为“*”是否为“/”调用运算函数YNNYNYNNNNNYY键值转化为键盘上按键值程序该程序函数的作用是将输入的键值转化为数值或符号。开始输入键值读取键码转化为数值或符号数值送显示缓冲键值转化为键盘上按键值流程LCD显示程序利用LCD静态显示，通过程序向LCD写指令字或数据使LCD完成不同功能或显示相应数据。算术运算程序运算符号是否为“+”N开始YY进行加号运算运算后数值是否超出范围规定运算符号是否为“-”进行减号运算运算符号是否为“/”进行乘号运算运算符号是否为“*”YN进行除号运算YLCD显示数值N溢出NY系统仿真图致谢起初接触毕业设计的时候，我对于这篇论文完全不知道该怎么着手，可是通过刘老师耐心的给我讲解，同时查阅各类专业书籍，让我对论文有了一个初步构思，知道该怎么去一步步的完成它。在完成初稿时也遇到了很多问题，对于仿真软件运用的陌生，还有就是对于计算器的硬件选择的错误。最后都是在刘老师的帮助下我克服了这些问题，成功的把毕业设计做完了并完成了仿真。我要正式的向刘老师致谢，如果没有刘老师的帮助我是不可能完成毕业设计的，这次毕业设计我所学到的不仅仅是书本上的知识，还有坚持一路向前坚持的精神。这将为我以后的人生道路做好指引，我将受益一生。