基于AT89C52单片机的计算器设计说明书.doc

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1、湄洲湾职业技术学院 基于AT89C52单片机的计算器设计说明书 系 别： 自动化工程系年 级： 10级 专 业：电气自动化技术姓 名： 小珍 学 号： 1001020111导师姓名： 小 光 职 称： 讲师 2013年 5 月 29 日目录1.前言12. 系统设计技术参数要求23. 系统的硬件设计与实现3 3.1系统设计工作总流程33.2系统的原理分析43.3系统工作原理说明53.4主控制模块电路的设计63.5 系统的操作说明53.6 系统操作注意事项6参考文献6致谢词7附录81.前言 单片机的出现是计算机制造技术高速发展的产物，它是嵌入式控制系统的核心，如今，它已广泛的应用到我们生活的各个领

2、域，电子、科技、通信、汽车、工业等。作为21世纪的大学生，不仅要熟练地使用通用微机进行各种数据处理，还要把计算机技术运用到本专业领域或相关领域，即具有“开发”能力。新世纪的工科大专院校的大学生既要掌握通用微机，又要掌握单片机，所以学习单片机这一门学科对我们的学习很重要。大家都知道，现在市面上已出现很多有关点阵显示器的商品，如广告活动字幕机、股票显示板、活动布告栏等。它的优点是可按需要的大小、形状、单色、或彩色来组合，可与微处理器连接，做各种广告栏文字或图形变化。因此可知汉字显示系统在人民的生活当中是何等的重要，也是研究的课题之一。本设计是基于51系列单片机来进行的数字计算器系统设计，可以完成计

3、算器的键盘输入，进行加、减、乘、除六位数范围内的基本四则运算，并在LCD上显示相应的结果。设计电路采用AT89C52单片机为主要控制电路，利用MM74C922作为计算器4*4键盘的扫描IC读取键盘上的输入。显示采用字符LCD静态显示。软件方面使用C语言编程，并用PROTUES仿真。2. 系统设计技术参数要求（1）工作电压：5V （2）工作频率：50Hz （3）计算结果的正确率：99.9% （4）LCD显示的精确度：99%（5）小数点的精确度：保留三位小数3. 系统设计3.1系统设计工作总流程图3-1 系统方案3.2各模块原理说明1.键盘接口电路模块如下图3-2所示，在本设计中，计算器输入键盘的

4、4条行线、列线分别连接到MM74C922的X1-X4、Y1-Y4引脚，MM74C922的数据输出口与单片机的P2口相连，MM74C922的DA引脚经过一个非门连接到单片机的/INT0脚，当MM74C922检测到键盘输入时，DA产生高电平，与之相连的/INT0检测到低电平，给单片机一个中断，单片机从P2口的低四位读入键盘上按下的键的值。图3-2键盘接口电路图2.LCD显示模块本设计采用LCD液晶显示器来显示输出数据。通过D0-D7引脚向LCD写指令字或写数据以使LCD实现不同的功能或显示相应数据。图3-3 LCD显示器3.运算模块（单片机控制）单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元

5、件组成的单片机可以工作的系统.对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路、按键输入、显示输出等。MCS-51 单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能I/O等一台计算机所需要的基本功能部件。如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM/EPROM）、并行I/O 口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器（SFR）。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，通过使用单片机编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！因

6、此我们采用单片机作为计算器的主要功能部件，可以很快地实现运算功能。应用89C52单片机设计并制作一个单片机最小系统，达到如下基本要求：1.具有上电复位和手动复位功能。2.使用单片机片内程序存储器。3.具有基本的人机交互接口。按键输入、LED显示功能。4.具有一定的可扩展性，单片机I/O口可方便地与其他电路板连接。3.3系统工作原理说明 根据功能和指标要求，本系统选用MCS-51系列单片机为主控机。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（09）、符号键（+、-、）、清除键和等号键，故只需要16

7、 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。3.4主控制模块电路的设计图3-4 主控模块电路3.5 系统的操作说明本设计采用矩阵键盘的方案。采用四条I/O 线作为行线，四条I/O 线作为

8、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44个。计算器的键盘布局如图5所示：有16个键组成，在单片机中用一个P口实现16个按键功能。图3-5 矩阵键盘布局图3.6 系统操作注意事项（1）使用时注意输入电压时5V，电压过低会导致线路无法正常运行。（2）如发现个别1602灯不亮，请检查灯或线路，如还不亮请检查1602是否坏掉；（3）不可将产品随意碰撞，否则会导致电路元件损坏或造成虚焊，使电路无法正常运；（4）通电时不可放于潮湿的地方以免电路短路。参考文献1王廷才.电子线路辅助设计 Protel 99 SEM.北京：高等教育出版社，2004.3张齐.朱宁西.单片

9、机应用系统设计技术M.北京：电子工业出版社，2009.4周润景.张丽娜.PROTEUS入门实用教程M.北京：机械工业出版社，2007. 5张毅刚.MCS-51 单片机应用设计M.哈尔宾：哈尔宾工业大学出版社，1997.1韩全立.微机控制技术与应用M.北京：机械工业出版社,2003.2佘明辉.电工电子实验实训M.北京：理工大学出版社，2009.9王慧玲.电路基础M.北京：高等教学出版社，2004.10李建忠.单片机实践与应用M.西安电子科技大学出版，2008.11李群芳单片机微型计算机与接口技术（第3版）M北京：电子工业出版社2008.12黄智伟.全国大学生电子设计竞赛系统设计 M.北京：北京航

10、空天大学出版社，2006.13赵曙光.可编程逻辑器件原理开发与应用M.西安电子科技大学出版社，2006.14刘修文.实用电子电路设计制作300例M.北京:中国电力出版社,2008. 15谢自美.电子线路设计（第三版）M.中华科技大学出版社, 2008. 致谢词三年前，这个校园是我的梦想。三年后，微笑回首来路，一幕幕，宛在昨天。人生就是如此吧，每 个段落结束的时候，我们总会感慨时光飞逝。时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节，春梦秋云，聚散真容易。毕业设计的完成也随之进入了尾声。从开始进入课题到设计的顺利完成，一直都离不开老师、同学、朋友给我热情的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!本次设计最终得以顺

11、利完成，非常感谢我的导师小光老师。从选设计课题直到硬件的最终完成，他给予了我尽心尽力的指导。林寿光老师严谨的治学态度深深地影响着我，对我今后的学习、工作、生活必将产生影响。借此机会，特向林寿光老师表示最诚挚的感谢。感谢湄洲湾职业技术学院的所有领导和老师（蔡明雄书记、翁娟钗辅导员、郑维清老师、陈辉煌老师、许振龙老师、李清生老师、邱兴阳老师等等），他们严谨的学风、渊博的知识、诲人不倦的品格一直感染和激励着我不断上进，使我大学三年的时光充实而有意义。“海纳百川，取则行远”，在这美丽的校园里，不断成长，在这里我所学到的，必将使我受益终生。在本次课程设计中，我也参照了大量的著作和文章，许多学者的科研成果

12、给我很大启发，在此向这些学者们表示由衷饿感谢。感谢那些与我朝夕相处了三年的同学，这些日子，他们和我一块努力奋斗共进共退，互相扶持。 最后要感谢的是我的父母，他们不仅培养了我对应用电子技术的浓厚的兴趣，让我在漫长的人生旅途中使心灵有了虔敬的归依，而且也为我能够顺利的完成毕业设计提供了巨大的支持与帮助。在未来的日子里，我会更加努力的学习和工作，不辜负父母对我的殷殷期望！我一定会好好孝敬和报答他们！ 附录附录一： 元件清单序号元器件名称型号个数1电阻10k1个2瓷介电容22PF2个3极性电容10UF1个4晶振12MHz1个540脚底座1块6电位器10K1个7按钮17个8排阻10K1个91602 1块

13、10芯片AT89C511块附录二：设计原理图附录三：程序1. 键盘出入检测程序 有键按下时，单片机响应外部中断0，转入外部中断0中断处理函数，在中断处理函数中完成对按键的判断，以进行下一步的程序处理。/*外部中断0处理函数*/void INT_0(void) interrupt 0 using 0key=translate(P2&0x0f);if(key=0) /判断按下的键是否为数值num=num*10+(key-0);if (operators0)y=num;iny=1;elsex=num;if(num-134217728) /当前数值是否超出限定范围display(num);elseda

14、taoverflow();elseswitch(key)case c:x=0;y=0;num=0;iny=0;operators=0;display(num);break;case =:arithmetic();iny=0;operators=0;num=0;break;case +: if (operators)arithmetic();operators=1;num=0;break;case -: if (operators)arithmetic();operators=2;num=0;break;case *: if (operators)arithmetic();operators=3

15、;num=0;break;case /:if (operators)arithmetic();operators=4;num=0;break;2.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。/*LCD初始化函数*/void init_LCM()write_com(0x30);write_com(0x30);write_com(0x30);write_com(0x38);write_com(0x08);write_com(0x01);write_com(0x06);write_com(0x0e);/*LCD写数据函数*/void writ

16、e_data(char ddata)RS=1;/*写指令*/R_W=0;EN=1;/*使能信号开*/P1=ddata;/*将数据送入p1口*/EN=0;/*使能信号关*/check_BF();/*LCD写指令函数*/void write_com(char command) RS=0;/*写指令*/R_W=0;EN=1;/*使能信号开*/P1=command;/*将数据送入p1口*/EN=0;/*使能信号关*/check_BF();/*LCD检查忙碌函数*/void check_BF()char i,x=0x80;P1=0xff;while(x&0x80)RS=0;R_W=1;EN=1;x=P1

17、;EN=0;for (i=0;i10;i+);EN=0;/*关闭使能信号*/*LCD清屏函数*/void clearLCD()write_com(0x01);/*LCD显示函数*/void display(long a)long temp,b,c=-1;int lenth=1,i,j;clearLCD();if(a0;i-)b=1;for(j=0;ji-1;j+)b=b*10;write_data(0x30+a/b);a=a%b;3. 错误处理及提示程序/*除数为处理函数*/void dealerror()int i=0;clearLCD();for(i=0;i5;i+)write_data(errori);/*数值溢出处理函数*/void dataoverflow()int i=0;clearLCD();for(i=0;i8;i+)write_data(overflowi);