毕业论文设计_基于单片机的科学计算器设计.docx

基于单片机的科学计算器设计摘要在现代科技迅猛发展的当今，计算器依然是人们日常生活中不可或缺的电 子产品之一计算器始终在不断发展及完善之中，功能必将更加强大基于这 样的理念，本设计采用AT89C51单片机作为主控芯片，使用C语言为系统进行 编程，釆用4*4矩阵键盘作为输入模块，输出模块采用LCD1602液晶显示，从 而实现基于单片机的基本功能本设计重点说明以下几个方面内容：1. 基于单片机的计算器所具备哪些基本功能，对矩阵键盘输入原理及液晶 显示原理进行简单的阐述2. 介绍系统的整体设计理念，展示系统设计的流程框图，并对功能模块的 划分，及所选用的元器件性能参数进行详细说明3. 对系统的每个功能模块的软硬件设计，进行详细说明关键词 单片机，AT89C52, LCD1602液晶，矩阵键盘，C语言ABSTRACTIn the rapid development of modern science and technology today, the calculator is still one of the electronic products is an integral part of people's daily life. The calculator always among the continuous development and improvement, the function will certainly be more powerful. Based on this concept, the design uses AT89C51 microcontroller as the master chip, using the C programming language for the system, with 4*4 matrix keyboard as an input module, output module LCD1602 LCD display, in order to achieve the basic functions of the MCU.This design of principle and LCD matrix keyboard input.2. describes the system's overall design concept, showing the flow diagram of the system design, the and function module framing, and optional Component performance parameters described in detail.3.of each functional module of the system in detail.Key words microcontroller AT89C52，LCD1602 LCD,matrix keyboard,C language摘要 IABSTRACT II1 绪论 1仁1课题的研究背景及意义 11.2本课题研究的主要内容 22设计任务及方案 32. 1设计任务 32. 2设计方案 33系统硬件设计 43. 1单片机最小硬件系统 43. 1. 1主控芯片AT89C52单片机简介 43. 1.2复位电路 93. 1.3时钟电路 103. 2键盘接口电路 103. 3液晶显示电路 114系统软件设计 154. 1键盘扫描部分程序设计 154. 2运算部分程序设计 154. 3显示部分程序设计 164. 4主函数程序设计 175仿真和调试 195.1 KEIL系统概述 195.2 Keil使用步骤 195. 3PR0TEUS 7. 1 介绍 205.4 Proteus对于本设计的仿真步骤 205. 5仿真结果 216结论 22参考文献 23附录A：源程序 24附录B： 系统总图 34致谢 351绪论1.1课题的研究背景及意义计算器一般由运算器，存储器，控制器，键盘，显示器，电源和一些 外围设备及电子配件组成。

低档的计算器的运算器，控制器由数字逻辑电 路实现简单的串行运算其随机存储器只有一到二个单元，供累加存储用 高档计算器由只读存储器和微处理器一同实现各种复杂的运算程序且有 较多的随机存储单元用来存放输入程序和数据键盘是计算器的输入部件， 采用接触式或传感式显示器是计算器的输出部件，有发光二极管显示器 或液晶显示器等除显示计算结果外，还常有溢出指示、错误指示等显示 计算器电源采用电池或者交流转换器池为节省电能，计算器都采用CMOS 工艺制作的大规模集成电路（见互补金属-氧化物-半导体集成电路），并在 内部装有定时不操作自动断电电路计算器可选用的外围设备有盒式磁带 机，微型打印机，磁卡机等等计算器的基本类型：1. 算术型计算器：可进行加、减、乘、除等简单的四则运算，又称简单计算器2. 科学型计算器：可进行乘方、开方、指数、对数、三角函数、统计等方面的运算，又称函数计算器3. 程序计算器：可以编程序，把较复杂的运算步骤贮存起来，进行多次重复的运算当今社会，随着人们物质生活的不断提高，电子产品已经走进了家家户户， 无论是生活或学习，还是娱乐和消遣几乎样样都离不开电子产品，大型复杂的 计算能力是人脑所不能胜任的，而且比较容易出错。

计算器作为一种快速通用 的计算工具方便了用户的使用计算器这一程序机器实际上是从计算机中割裂出来的衍生品，但因其 方便快捷的操作模式，己经被广泛应用于商业等日常生活中，极大的方便 了人们对于数字的整合运算起源和发展最早的计算工具诞生在中国筹 策是中国古代最早采用的一种计算工具，又被称之为做算筹这种算筹的 制作材料多是竹子，木头，或兽骨.一束约二百七十枚，使用时可以放在 布袋里面随身携带直到科技发达的今天，中国群众任然有很多在使用珠 算盘，珠算盘是中国古代计算工具领域中的另一项发明，到明代时期珠 算盘的结构已经几乎与现代的珠算盘相同在17世纪初期，计算工具在西方国家的有了非常大的发展，英国数学 家-纳皮尔发明了纳皮尔算筹，英国牧师-奥却德发明了圆柱型对数计算尺, 这种计算尺能够实现多种计算功能，不仅能够实现基本的四则运算，也可 以进行乘方和开方运算更为强大的是，这种计算尺还可以计算三角函数, 指数函数和对数函数这些计算工具积极推动了计算器的发展，为现代计 算器的发展奠定了非常良好的基础，慢慢演变，成为现代社会中广泛应用 的计算工具在1642年，19岁的法国科学家-帕斯卡引用了算盘的原理，发明了世 界上第一部机械式计算器，他的计算器装置中有一些齿轮互相联锁，当其 中此轮转过十位之后，就会使与其相连接的另一个齿轮转过一位，使用者 可以像使用号码拨盘那样，直接把数字拨进去，此后计算结果就可以 出现在另一个窗口中，但是只可以做加减计算，不能做乘除运算。

在1694年，德国的莱布尼兹将机械式计算器进行了改进，使其可以进 行乘除运算自此此后，一直等到20世纪50年代末，电子计算器才开始 出现1.2本课题研究的主要内容本设计主要研究的是，基于单片机的简易计算器，采用AT89C52单片机作 为主控器件，矩阵键盘输入，液晶显示器讲计算过程及结果显示输出，通过C 语言编程，实现建议简易计算器的功能2设计任务及方案2. 1设计任务1•对计算器硬件系统进行设计，利用AT89C52作为主控器件，组成一个能进行 简单四则运算的计算器，能进行数据归零，按键提示2. 运用keil进行计算器软件系统的设计3. 在protues仿真平台上，对软件进行调试及仿真2. 2设计方案按照系统设计的功能的要求，确定设计系统由主控模块、显示模块、键盘扫 描接口电路、按键提示电路4个模块组成系统构成框图如图2.1所示:图2.1-系统构成框图3系统硬件设计3.1单片机最小硬件系统单片机最小系统就是支持主芯片正常工作的最小电路部分，包括主控芯片、 复位电路和时钟电路3.1.1主控芯片AT89C52单片机简介AT89C52引脚图如图3. 1所示：U'1>XTAL118XTAL2RSTPO.O/ADOP0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD729303?PSENALEEAP2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A1512345678P1.0fT2 P1.1yT2EXP1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0/RXDP3.1fD

AT89C52的主要功能特性：兼容MCS51指令系统8k可反复擦写Flash ROM32个双向10 口及256x8bit内部RAM3个16位 可编程定时计数器 中断 时钟频率0-24MHZ2个串行 中断，可编程UART串行通道2个外部中断源，共6个中断源2个读写中断口线，3级加密位低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠及唤醒功能AT89C52的主要管脚有：XTAL1:振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端XTAL2:振荡器反相放大器的输出端外接12MHz晶振VCC和VSS:为供电端口，分别接+5V电源的正负端RSTVpd:为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路P0 口： 8位漏极开路型双向10 口，地址数据总线复用口作为输出 口用时，每位可以用吸收电流的方式来驱动8个TTL逻辑门电路，对端口 P0写“1”时，可以作为高阻抗输入端使用在访问外部数据存储器或者 程序存储器的时候，分时转换地址低8位，和数据总线复用在访问期间 激活内部的上拉电阻P1 口：带有内部上拉电阻的8位 双向10 口， P1的输出缓冲级 可 以驱动（吸收电流或输出电流）的4个TTL逻辑门电路对端口写“1” 时，通过内部的上拉电阻可以把端口拉到高电平，可作输入口使用。

当作 为作输入口使用时，因为内部存在有上拉电阻，因此某个引脚被外部信号 拉低，会输出一个电流（IIL）o与AT89C51不同之处是，P1.0和Pl. 1还 可分别作为定时计。