单片机课程设计简易计算器..doc
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信息与通信工程学院
简易计算器
学 院（系）： 信息与通信工程
专 业： 电子信息工程
学 生 姓 名： 丁璞 杨一雄
学 号： 2012131604
指 导 教 师： 刘忠富
完 成 日 期：
大连民族学院
目 录
一、设计任务和性能指标 2
1.1设计任务 2
1.2性能指标 2
二.设计方案 2
三.系统硬件设计 3
3.1单片机最小系统 3
3.2键盘接口电路 3
3.3数码管显示电路 4
3.4错误报警电路 5
四、系统软件设计 6
4.1键盘扫描子程序设计 6
4.2移位子程序及结果计算子程序设计 10
4.3显示子程序设计 12
4.4主程序设计 13
五、调试及性能分析 13
5.1调试步骤 13
5.2性能分析 14
六、心得体会 14
参考文献 14
附录1 系统硬件电路图 15
附录2 程序清单 16
一、设计任务和性能指标
1.1设计任务
印刷电路板（要求布局合理，线路清晰），绘出程序流程图，并给出程 利用单片机及外围接口电路(键盘接口和显示接口电路)设计制作一个计算器，用LED显示计算数值及结果。
要求用Protel 画出系统的电路原理图（要求以最少组件，实现系统设计所要求的功能），序清单（要求思路清晰，尽量简洁，主程序和子程序分开，使程序有较强的可读性）。
1.2性能指标
加法：四位加法，计算结果若超过四位则显示计算错误
减法：四位减法，计算结果若小于零则显示计算错误
乘法：个位数乘法
除法：整数除法
有清零功能，计算错误报警
二.方案总体设计
按照系统设计的功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、显示模块、错误报警模块、键扫描接口电路共四个模块组成，电路系统构成框图如图1.1所示。主控芯片使用51系列AT89C52单片机，采用高性能的静态80C51设计，由先进工艺制造，并带有非易失性Flash程序存储器。它是一种高性能、低功耗的8位COMS微处理芯片，市场应用最多。
键盘电路采用4*4矩阵键盘电路。
显示模块采用4枚共阳极数码管和74ls273锁存芯片构成等器件构成。
错误报警电路采用5V蜂鸣器。
系统选用以STC89C51单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路，实现对计算器的设计。
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三.系统硬件设计
3.1单片机最小系统
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、复位电路和晶振电路。
主控芯片选取STC89C52RC芯片，因其具有良好的性能及稳定性，价格便宜应用方便。
晶振选取11.0592MHz，晶振旁电容选取30pF。
采用按键复位电路，电阻分别选取100Ω和10K，电容选取10μF。
以下为单片机最小系统硬件电路图。
图3.1 单片机最小系统
3.2键盘接口电路
计算器所需按键有：
数字键：’1’,’2’,’3’,’4’,’5’,’6’,’7’,’8’,’9’,’0’
功能键：’+’, ’-‘ , ’*’, ’/ ’ , ’ = ’, ’ C( 清零)’
共计16个按键，采用4*4矩阵键盘，键盘的行和列之间都有公共端相连，四行和四列的8个公共端分别接P1.0~P1.7，这样扫描P1口就可以完成对矩阵键盘的扫描，通过对16个按键进行编码，从而得到键盘的口地址，对比P1口德扫描结果和各按键的地址，我们就可以得到是哪个键按下，从而完成键盘的功能。
以下为键盘接口电路的硬件电路图
图3.2 矩阵键盘内部电路
3.3 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．
在与单片机最小系统连接时，采用并行连接方式，此方式的特点是传输速度快。并行接口的输入由p0.0-p0.7进行控制，传输信息。
LCD显示使用了两片极化材料，在它们之间是液体水晶溶液。电流通过该液体时会使水晶重新排列，以使光线无法透过它们。因此，每个水晶就像百叶窗，既能允许光线穿过又能挡住光线。
LCD也就显示具有直角显示、低耗电量、体积小、还是零辐射等优点。
图3.3 LCD显示电路
3.4错误报警电路
错误报警电路就是在计算结果出现错误时或输入数据出现错误时，发出声音警报，提示使用者错误出现。
这里就采用5V蜂鸣器作为报警设备，利用PNP三极管对蜂鸣器进行驱动，有P2.2对其进行控制，这样在出现错误的同时用P2.2输出低，就可
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