基于单片机设计的计算器毕业论文目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章引言 (1)1.1 选题的依据及课题的意义 (1)1.2 研究概况及发展趋势综述 (1)1.3 实验设计要求 (2)1.4.总体设计思路 (2)第二章设计方案论证与选择 (3)2.1 控制部分的设计方案论证与选择 (3)2.2 显示电路的设计方案论证与选择 (4)2.3 单片机电源部分的设计方案论证与选择 (6)2.4 键盘设计方案论证与选择 (8)2.5 单片机复位电路的设计方案论证与选择 (9)2.6 系统组成 (10)第三章重要器件的知识介绍 (11)3.1 单片机的知识介绍 (11)3.1.1单片机功能特性 (11)3.1.2单片机各引脚功能说明 (11)3.1.3单片机时钟电路 (13)3.1.4 LED提示电路 (14)3.21602液晶显示资料 (15)第四章计算器的软件编程 (16)4.1 程序设计思想 (16)4.2 4*5键盘扫描程序 (17)4.3 1602液晶显示程序 (18)第五章计算器使用说明 (19)结语 (20)参考文献 (21)致谢 (22)附录 (23)第一章引言单片机设计的计算器在人们的日常中是比较的常见的电子产品之一。

其特点是携带方便与价格廉价，因此广泛运用于商业交易与生活实用中，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，本次设计用单片机来设计一个六位数的计算器。

1.1 选题的依据及课题的意义单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。

单片机由芯片仅有CPU的专用处理器发展而来。

最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。

通过编程可加深对C语言的理解及51单片机系列的硬件、及其指令，还有从硬件上了解单片机是如何扩展外部电路的。

如：这次用到了1602液晶，掌握了1602的硬件原理后我们可以使其与单片机相连，通过对单片机的控制，给1602发出指令或数据。

通过这次毕业设计可以学到一种学习方法，对于一块陌生的芯片，我们可通过提供给的芯片资料，了解其运作，然后达到运用的目的。

1.2 研究概况及发展趋势综述单片机设计的计算器有输入单元（按键）运算单元（MCU）显示单元（LCD）三大部分组成，键盘执行数据采集以及操作的输入，MCU按照固化好的程序运算出结果送入LCD 显示。

早期的单片机都是8位或4位的。

其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。

此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。

基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。

随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。

90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。

随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。

目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz 性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。

当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。

1.3实验设计要求根据设计要求，设计一个计算器，预计所能达到功能如下(1)该计算器能进行六位数的运算，即运算结果可从0到999999；(2)能进行加减乘除4种运算，精确到小数点后三位；(3)能对错误进行提示，比如被除数等于0，乘法运算结果大于999999等；(4)含有清除单个最低位数据和全部输入数据的功能；(5)能够实现加减乘除四则混合运算，能够实现连续计算，并能判断运算优先级；(6)进行正负数运算；1.4 总体设计思路设计主要采用以下基本模块来实现，控制器模块，输入模块，输出模块和电源模块。

通过对控制器进行编程，使其对输入模块的信号进行处理计算，然后通过输出模块反馈给使用者以计算结果。

该系统的结构框图如下图所示图1-1 系统组成方框图第二章设计方案论证与选择2.1 控制部分的设计方案论证与选择方案一采用单片机AT89S52芯片AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片时钟振荡器。

方案二采用单片机AT89C52芯片AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。

AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。

其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。

综上所述，AT89C51不支持ISP,只能采用昂贵的编程器来下程序.AT89S52支持ISP,可采用并口,用下载线,即可下程序，因此用AT89S52作为控制器，不仅功能易于实现，并且有其成本低、技术成熟和功耗小等优点，因此我们采用方案一。

2.2 显示电路的设计方案论证与选择方案一采用LCD 1602型液晶显示（一）基本特性a、显示特性·单5V电源电压，低功耗、长寿命、高可靠性·置192种字符（160个5⨯7点阵和32个5⨯10点阵字符）·显示方式:SIN、半透、正显·驱动方式：1/16DUTY，1/5BIAS·视角方向：6点·背光方式：底部LED·通讯方式：4位或8位并口可选·标准的接口特性：适配MC51和M6800系列MPU的操作时序。

b、物理特性如表2-1所示表2-1 物理特性（二）接口定义表 2-2接口定义9DB2 数据输入/输出口，MPU 与模块之间的数据传送通道 4位通讯 方式时， 不使用 DB0~710DB3 数据输入/输出口，MPU 与模块之间的数据传送通道 11DB4 数据输入/输出口，MPU 与模块之间的数据传送通道 12DB5 数据输入/输出口，MPU 与模块之间的数据传送通道 13DB6 数据输入/输出口，MPU 与模块之间的数据传送通道 14DB7 数据输入/输出口，MPU 与模块之间的数据传送通道 15A 背光灯正极 16K 背光灯负极 LCD 1602液晶有16个引脚，它能显示32个字符，且硬件电路设计简单，显示美观。

LCD 1602与单片机的接口电路如图2-1所示图2-1LCD 1602与单片机接口电路方案二 采用汉字图形点阵液晶显示器RT12864M 显示方案RT12864M 汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形。

供电电源为3.3V~+5V(置升压电路，无需负压)，能采用并行和串行两种通信方式。

并有光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等功能。

其与单片机的接口电路如图2-2所示图2-2 12864与单片机的接口电路综上所叙，LCD 1602液晶的设计简单，且能满足设计要求，故我们选择LCD 1602液晶作为显示部分。

2.3 单片机电源部分的设计方案论证与选择方案一用固定式三端稳压器7805三端稳压集成电路7805只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。

它的样子象是普通的三极管。

用7805组成稳压电源所需的外围元件极少，电路部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。

常见78系列的输入输出压差为7V，所以正常围12V是7805的输入电压上限。

当电压再高时，虽然也可以继续稳压，但输出电流能力将受到很大影响。

因此这里使用9V电池作为电源。

如图2-3，7805系列稳压器输出固定的正电压5V,输入端接电容C1可以进一步滤除纹波,输出端接电容C2能改变负载的瞬态影响,使电路稳定工作C1、C2最好采用漏电流小的钽电容。

如果采用电解电容，电容要比图中数值增加10倍。

图2-3 固定式三端稳压器方案二用7805加一些外围器件虽然7805三端集成稳压管部有过流、过热和安全区的保护电路，但其输出仍有可能发生过压的危险。

因此本电路加了过压保护电路，电路如图2-4所示，该电路由稳压图2-4可扩流过压保护5V稳压电源综上所述，方案一电路简单，而且已符合本次设计的要求，第二种方案所用元件较多，性价比不高，所以选择方案一。

2.4键盘设计方案论证与选择方案一通过PS2协义,用键盘同单片机相接，从而实现单片机与键盘通信现在PC机广泛采用的PS/2接口为miniDIN 6引脚的连接器。

其引脚图为1—数据线（DATA）；2—未用；3—电源地（GND）；4—电源（+5 V）；5—时钟（CLK）；6—未用。

其电路如图2-5所示图2-5键盘与单片机接口图由1-7图可知,使用键盘硬件结构比较简单,但键盘的体积太大。

方案二独立键盘独立键盘为一端接地，另一端接I/O口，并且要接上拉电阻。

这种键盘的硬件都很容易实现，但每一个按键就要用一个I/O口，非常的浪费单片机的I/O口资源。

方案三自制编码键盘如图2-6是15个按键的编码键盘所示，这种键盘有编程简单，占用资源少，但其硬件比较复杂，要用很多的二极管，不是很理想。

图2-6 自制15个按键的编码键盘电路图方案四 4*5矩阵式键盘其矩阵式键盘电路图如图2-7所示图2-7 4*5矩阵式键盘电路图综上所述，矩阵式键盘的硬件简单，使用的I/O口也不多，而且这种键盘的编程方法已很成熟。

所以本次键盘部分采用这种矩阵式键盘。

2.5单片机复位电路的设计方案论证与选择复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H 单元开始执行程序。