单片机系统设计课程设计--计算器

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1、单片机系统设计单片机系统设计计算器计算器第 1 页共 13 页目录目录一、设计要求 2 1、设计目的 2 2、设计任务 2 二、设计原理及框图 2 1、设计原理 2 2、设计框图 3 三、器件说明 4 1、设计所用器件清单 4 2、引脚排列图或功能表 4 四、设计过程 6 1、存储单元分配. 6 2、主程序设计. 6 3、数码管显示数据转换子程序. 6 4、数码管动态显示子程序. 7 五、综合逻辑电路图 7 六、仿真调试过程 8 七、设计体会及收获 8 八、参考文献 9 九、附录 10 单片机系统设计单片机系统设计计算器计算器第 2 页共 13 页一

2、、一、设计要求设计要求 1、设计目的设计目的通过本次课程设计，运用AT89S51 系列单片微型计算机及其应用所学知识及查阅相关资料，完成简易计算器的设计，达到理论知识与实践更好结合、提高综合运用所学知识和设计能力的目的。通过本次设计训练，可以使我们在基本思路和基本方法上对基于 AT89S51 单片机的嵌入式系统设计有一个比较感性的认识，并具备一定程度的设计能力。 2、设计任务设计任务在本次课程设计中，主要完成如下方面的设计任务： 1）简要说明数码管动态显示和矩阵键盘基本原理； 2）掌握 51 单片机的最小电路及外围扩展电路的设计方法； 3）了解单片机数据转换功能及工作过程； 4

3、）完成主要功能模块的硬件电路设计及必要的参数确定； 5）用 protues 软件完成原理电路的绘制；二、二、设计原理及框图设计原理及框图 1、设计原理设计原理单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和 I/O 接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。本次设计主要包含四个模块的电路，分别是显示电路、按键电路、最小系统和复位电路。通过对键盘输入的循环扫描

4、来获取输入值，在单片机内部进行计算，最后将结果显示在数码管上。单片机系统设计单片机系统设计计算器计算器第 3 页共 13 页 2、设计框图设计框图存入内存单元 Y 将第一次输入的数字10 +第二次输入的数字 Y N 是否是数字键扫描键盘有输入则计算键值计算结果并送内存单元调用显示子程序显示结果是否是清零 Y N 等待输入等号开始是否第一次输入数字 N 单片机系统设计单片机系统设计计算器计算器第 4 页共 13 页三、三、器件说明器件说明 1、设计所用器件清单设计所用器件清单器件名称数量 AT89C51 1 计算器键盘 1 10K 电阻 5 电容 22

5、uF 2 共阳数码管 1 晶振 12MHz 1 2、引脚排列图或功能表引脚排列图或功能表 1) AT89S51 引脚图当单片机工作于内部时钟模式的时候，只需在 XTAL1 和 XTAL2 引脚连接一个晶体振荡器或者陶瓷振荡器，并接两个电容后接地即可，在使用时对于电容的选择有一定的要求：当外接晶体振荡器的时候，电容值一般选择C1=C2=30+10pF 或30-10pF；当外接陶瓷振荡器的时候，电容值一般选择C1=C2=40+10pF 或40-10pF；单片机系统设计单片机系统设计计算器计算器第 5 页共 13 页 2) 计算器键盘引脚及内部构造计算器输入数字和其他功能按键

6、要用到很多按键，如果采用独立按键的方式，在这种情况下，编程会很简单，但是会占用大量的 I/O 口资源，因此在很多情况下都不采用这种方式，而是采用矩阵键盘的方案。矩阵键盘采用四条 I/O 线作为行线，四条 I/O 线作为列线组成键盘，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。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中 I/O 口的利用率。矩阵键盘的工作原理：计算器的键盘布局如图 1 所示：一般有 16 个键组成，在单片机中正好可以用一个 P 口实现 16 个按键功能，这种形式在单片机系统中也最常用。 3) 共阳数码管引脚图单片机系统设计单片机系统设计计算器计算器第 6 页共 13 页四、四、设计过程设计过程 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）、