基于单片机设计的计算器毕业论文

南昌工程学院本科毕业设计（论文）

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 ........................................................................................................................................... 2

1.1 选题的依据及课题的意义 ..................................................................................................... 2 1.2 研究概况及发展趋势综述 ..................................................................................................... 2 1.3 实验设计要求 ............................................................................................................................ 1 1.4.总体设计思路 ............................................................................................................................ 1

第二章 设计方案论证与选择 ...................................................................................................... 2

2.1 控制部分的设计方案论证与选择 ........................................................................................ 2 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 3.2 1602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

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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。单片机由芯片内仅有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

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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

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第一章 引言

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，片内含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，芯片内集成了通用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片内程序存储器，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，片内时钟振荡器。

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，片内含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，片内置通用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

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