1、 学 号： 课课 程程 设设 计计 题题 目目： 单片机原理及应用单片机原理及应用 学学 院院： 专专 业业： 班班 级级： 姓姓 名名： 指导教师指导教师： 2013 年 6 月 28 日 I 摘要摘要 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域，电子、科技、通信、汽车、工业等。 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 AT89C51 单片机为主要控制电路，利用 4*4 矩阵键盘作为计
2、算器的输入。 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，验证了设 计的合理性。 关键字：计算器关键字：计算器 5151 单片机单片机 矩阵键盘矩阵键盘 16021602 液晶显示器液晶显示器 PROTUESPROTUES 仿真仿真 II 目录目录 摘要 . I 第一章 绪论 . 1 1.1 计算器的背景 1 1.2 计算器设计概况. 1 第二章 方案设计. 2 2.1 设计任务 . 2 2.2 方案设计 . 2 第三章 硬件模块介绍 . 3 3.1 运算模块 . 3 3.2 单片机概况 5 第四章 整体设计方案 . 7 4.1 复位电路 . 7 4
3、.2 时钟电路 7 4.3 输入模块 8 4.4 显示模块 . 9 第五章 程序设计 . 16 5.1 输入程序流程图设计 . 16 5.2 LCD 显示程序设计 16 5.3 主程序的设计 17 小结 . 19 【参考文献】 . 20 程序附录： 23 1 第一章第一章 绪论绪论 1.1 计算器的背景 随着社会的发展，科学的进步，人们的生活水平在逐步的提高，尤其是微电子技术 的发展，犹如雨后春笋般的变化。电子产品的更新速度快就不足惊奇了, 单片机的应用 已经越来越贴近生活，用单片机来实现一些电子设计也变得容易起来。 近年来，单片机以其体积小、价格廉、面向控制等独特优点，在各种工业控制、仪 器
4、仪表、设备、产品的自动化、智能化方面获得了广泛的应用。与此同时，单片机应用 系统的可靠性成为人们越来越关注的重要课题。影响可靠性的因素是多方面的，如构成 系统的元器件本身的可靠性、系统本身各部分之间的相互耦合因素等。其中系统的抗干 扰性能是系统可靠性的重要指标。 1.2 计算器设计概况 本设计采用 STC89C51 芯片，实现了利用单片机进行了一个简单计算器设计。允许 对用矩阵键盘输入数据进行加减乘除运算及 LCD 显示。 如果设计对象是更为复杂的计算 器系统，其实际原理与方法与本设计基本相同。另外，实例所设计的计算器是用 1602 液晶显示器显示的， 当然也可以用其他的器件显示， 如 LED
5、 数码管显示屏。 在此基础上， 还可以编写更加完善的程序来实现更多的计算功能。设计的关键所在，是熟悉单片机的 原理与结构， 同时还要对整个设计流程有很好的把握， 将单片机和其他模块完整的衔接。 2 第二章第二章 方案设计方案设计 2.1 设计任务 （1）系统通过 44 的矩阵键盘输入数字及运算符； （2）系统通过 1602 液晶显示器显示输入和运算结果； （3）可以完成正负 10000 以内的加减乘除运算，如果超出范围， 则在液晶显示器上显示 Out of range!； （4）进行除法运算时，除数为零时显示 ERROR!。 2.2 方案设计 根据设计要求，本系统选用 STC89C51 单片机
6、为主控机。 利用单片机 STC89C51 设计的计算器具体考虑如下： （1）使用单片机的 P0 口和 P2.0、P2.1、P2.2 控制 1602 液晶显示器 （2）使用 P1 口作为计算器矩阵键盘的接口 （3）使用 c 语言编程实现所需要的功能 系统模块图： 3 单片机 计算模块 显示模块 输入模块 图 2-1 系统模块图 根据需要我们可以采用自上而下的程序设计方法，此方法先从主程序开始设计，然 后再编制各从属程序和子程序，层层细化逐步求精，最终完成一个复杂程序的设计。这 种方法比较符合人们的日常思维， 缺点是一级的程序错误会对整个程序产生影响。 但是， 这种方法设计程序出现错误能很方便的指导错误出现在哪个函数或者子函数，检查起来 很方便。 第三章第三章 硬件模块介绍硬件模块介绍 3.1 运算模块 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（C
