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112864LCD显示键盘按键的计算器学生姓名：学号：学院：物理电子工程学院专业：电子信息工程指导教师：职称：教授摘要：简易计算器是一种非常广泛日常工具，对现代社会越来越流行。它可以进行一些简易的计算。该电路采用AT89C51单片机作为核心，功耗小，能在5V的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。本系统硬件部分由AT89C52单片机、LCD12864液晶屏、矩阵和独立键盘、蜂鸣器等部分构成。软件部分在keil环境下用C51语言编写，包括简易计算显示等。关键词：AT89C51；液晶屏LCD12864；矩阵键盘1引言众所周知单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。本设计要制作的就是单片机于生活中最为常见的异种应用——简易计算器。本简易计算器AT89S52单片机作为核心，可以进行简易的计算并作出相应的显示。简易计算器显示电路由LCD12864组成，硬件方面AT89C51单片机，晶振，电源，液晶屏LCD1602。1.1AT89C51单片机AT89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有4K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使AT89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89C52具有以下标准功能：4k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89C52可降至0Hz2静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。主要性能1、与MCS-51单片机产品兼容2、8K字节在系统可编程Flash存储器3、1000次擦写周期4、全静态操作：0Hz～33Hz5、三级加密程序存储器6、32个可编程I/O口线7、三个16位定时器/计数器8、八个中断源9、全双工UART串行通道10、低功耗空闲和掉电模式l1、掉电后中断可唤醒l2、看门狗定时器l3、双数据指针l4、掉电标识符引脚结构3P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。引脚号第二功能P1.0T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5MOSI（在系统编程用）P1.6MISO（在系统编程用）P1.7SCK（在系统编程用）P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX@RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。4引脚号第二功能P3.0RXD（串行输入）P3.1TXD（串行输出）P3.2INT0(外部中断0)P3.3INT0(外部中断0)P3.4T0（定时器0外部输入）P3.5T1（定时器1外部输入）P3.6WR(外部数据存储器写选通)P3.7RD(外部数据存储器写选通)RST:复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX或MOVC指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位（地址为8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当AT89c51从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活。EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。为了执行内部程序指令，EA应该接VCC。在flash编程期间，EA也接收12伏VPP电压。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。1.LCD接口液晶显示器件（LCD）独具的低压、微功耗特性使他在单片机系统中特得到5了广泛的应用，常用的液晶显示模块分为数显液晶模块、点阵字符液晶模块和点阵图形液晶模块，其中图形液晶模块在我国应用较为广泛，因为汉字不能像西文字符那样用字符模块即可显示，要想显示汉字必须用图形模块。本课设所选择的LCD是LGM12641的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，图形液晶显示显示器接口如图3-1所示。图3-1LCD电路图6表3.1LGM12641接口说明表管脚号管脚电平说明1CS1H/L片选择信号，高电平时选择前64列2CS2H/L片选择信号，高电平时选择后64列3GND0V逻辑电源地4VCC5.0V逻辑电源正5V0LCD驱动电压，应用时在VEE与V0之间加一2K可调电阻6RSH/L数据\指令选择：高电平：数据D0-D7将送入显示RAM；低电平：数据D0-D7将送入指令寄存器执行7R/WH/L读\写选择：高电平：读数据；低电平：写数据8EH/L读写使能，高电平有效，下降沿锁定数据9DB0H/L数据输入输出引脚10DB1H/L数据输入输出引脚11DB2H/L数据输入输出引脚12DB3H/L数据输入输出引脚13DB4H/L数据输入输出引脚14DB5H/L数据输入输出引脚15DB6H/L数据输入输出引脚16DB7H/L数据输入输出引脚17RSTL复位信号，低电平有效18VOUT-10VLCD驱动电源2.指令描述（1）显示开/关设置CODE：R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0功能：设置屏幕显示开/关。DB0=H，开显示；DB0=L，关显示。不影响显示RAM(DDRAM)中的内容。（2）设置显示起始行CODE：R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLHH行地址（0～63）功能：执行该命令后，所设置的行将显示在屏幕的第一行。显示起始行是由Z地址计数器控制的，该命令自动将A0-A5位地址送入Z地址计数器，起始地址可以是0-63范围内任意一行。Z地址计数器具有循环计数功能，用于显示行扫描同步，当扫描完一行后自动加一。（3）设置页地址LLLLHHHHHH/L7CODE：R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLHLHHH页地址（0～7）功能：执行本指令后，下面的读写操作将在指定页内，直到重新设置。地址就是DDRAM的行地址，页地址存储在X地址计数器中，A2-A0可表示8页，读写数据对页地址没有影响，除本指令可改变页地址外，复位信号(RST)可把页地址计数器内容清零。DDRAM地址映像表如表3.2所示。表3.2RAM地址映像表Y地址012………616263DB0∫PAGE0DB7X=0DB0∫PAGE1DB7X=1……………………DB0∫PAGE6DB7X=6DB0∫PAGE7DB7X=7（4）设置列地址CODE：R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLH列地址（0～63）功能：DDRAM的列地址存储在Y地址计数器中，读写数据对列地址有影响在对DDRAM进行读写操作后，Y地址自动加一。（5）状态检测CODE：R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0HLBFLON/OFFRSTLLLL功能：读忙信号标志位(BF)、复位标志位(RST)以及显示状态位(ON/OFF)。BF=H：内部正在执行操作；BF=L：空闲状态。RST=H：正处于复位初始化状态；RST=L：正常状态。ON/OFF=H：表示显示关闭；ON/OFF=L：表示显示开。（6）写显示数据CODE：R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB08LHD7D6D5D4D3D2D1D0功能：写数据到DDRAM，DDRAM是存储图形显示数据的，写指令执行后Y地址计数器自动加1。D7-D0位数据为1表示显示，数据为0表示不显示。写数据到DDRAM前，要先执行“设置页地址”及“设置列地址”命令。（7）读显示数据CODE：R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0HHD7D6D5D4D3D2D1D0基本操作时序：①读状态：输入：RS=L,R/W=H,CS1或CS2=H,E=H输出：D0～D7=状态字②写指令：输入：RS=L,R/W=L,D0～D7=指令码,CS1或CS2=H,E=高脉冲输出：无③读数据：输入：RS=H,R/W=H,CS1或CS2=H,E=H输出：D0～D7=数据④写数据：输入：RS=H,R/W=L,D0～D7=数据,CS1或CS2=H,E=高脉冲输出：无由RAM地址映射表可知LCD显示屏由两片控制器控制，分别用CS1和CS2控制。每个内部带有64X64位（512字节）的RAM缓冲区，对应关系如图3-2所示。图3-2LCD地址映射图整个屏幕分左、右两个屏，每个半屏右8页，每页有8行，注意数据是竖行排列，如表3.2。显示一个字要16*16点，全屏有128*64个点，故可显示32个中文汉字。每两页显示一行汉字，可显示4行汉字，每行8个汉字，共32个汉字。而显示LCD128*64点IC18页*64列64*64点IC28页*64