简易数字计算器

河北工程大学科信学院

课程设计说明书(2012/2013学年第二学期)

课程名称:单片机应用课程设计

题目：简易数字计算器

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导老师：杨怡君王静爽韩昱王巍苗敬利设计周数：二周

设计成绩：

2013年6月26日

目录

1．课程设计目的

2．课程设计任务

2.1.设计题目

2.2.设计小组成员

2.3.原始数据及主要任务

2.4.技术要求

3．课程设计内容

3.1. 方案设计

3.1.1 STC90C52AD的功能参数介绍

3.1.2 综合电路设计

3.2单元电路设计

3.2.1动态显示驱动设计

3.2.2 时钟产生单元

3.2.3 蜂鸣器电路单元

3.2.4动态显示控制电路单元

3.2.5 按键电路单元

3.3系统调试

3.4系统设计

3.5程序流程图

3.6系统实施

1、课程设计目的

1.1用单片机课程及已学电子电路知识设计一简易时钟显示装置，包括电路图的设计和制版等。

1.2通过课程设计加深对单片机课程的相关知识的学习和理解。

1.3初步学会一些设计思想和实践技能。提高学生综合素质。

1.4让学生从设计过程中领悟到相互合作的重要性。

2、课程设计任务

2.1设计题目：简易数字计算器设计

2.2 设计小组成员：沙三美杨玉锋王浩

2．3原始数据及任务

设计并制作出一个以单片为核心的电子锁系统：1、确定总体设计方案；2、设计键盘输入电路；3、设计显示电路；4、合理分配地址，编写系统程序；5、利用protel设计硬件电路原理图和PCB图；6、软硬件联机调试

2.4技术要求

设计一个以MCS-51单片机为核心的简易计算器系统。能够进行两位数的简单的加、减、乘、除运算，且具备清零功能。十个数字键，六个功能键。进行除法运算时，小数点保留2位显示。如果除数为零，择清零显示，蜂鸣器响，当按下任意键后，蜂鸣器停止。课扩展计算连续功能，数据溢出清0显示，蜂鸣器响，按下任意键后，蜂鸣停止。

3.1.1 STC90C52AD的功能参数介绍

STC90C52AD是由宏晶公司生产的高性能八位单片机。如图一所示。该芯片采用FLASH 存储技术，内部具有8KB字节快闪存存储器，采用DIP封装，是目前在中小系统中应用最为普及的单片机。

STC90C52AD可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低系统的成本。只要程序长度小于8K，四个I/O口全部提供给用户。可用5V电压编程，而且擦写时间仅需10毫秒，仅为8751/87C51的擦除时间的百分之一，8751/87C51的12V 电压擦写相比，不易损坏器件，没有两种电源的要求，改写时不拔下芯片，适合许多嵌入式控制领域。工作电压范围（2.7V~6V），全静态工作，工作频率宽在0Hz～24MHz之间，比8751/87C51等51系列的6MHz～12MHz更具有灵活性，系统能快能慢。 STC90C52AD 芯片提供三级程序存储器加密，提供了方便灵活而可靠的硬加密手段，能完全保证程序或系

统不被仿制。P0口是三态双向口，通称数据总线口，因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作。

STC90C52AD单片机为40引脚芯片如图一所示，在本设计中，主要用到P0口、P2口、P1.0口及P3.0、P3.1、P3.2口。

P0口可作为通用I/O口，但须外接上拉电阻，所以在设计显示数码管我们避免了使用P0口这样大大简化了动态显示电路。

P1口：8位、双向I/0口，内部含有上拉电阻。

P1口可作普通I/O口。输出缓冲器可驱动四个TTL负载；用作输入时，先将引脚置1，由片内上拉电阻将其抬到高电平。P1口的引脚可由外部负载拉到低电平，通过上拉电阻提供电流。

在FLASH并行编程和校验时，P1口可输入低字节地址。在串行编程和效验时，

P1.5/MO-SI,P1.6/MISO和P1.7/SCK分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。

P2口：具有内部上拉电阻的8位双向I/O口。

P2口用做输出口时，可驱动4各TTL负载；用做输入口时，先将引脚置1，由内部上拉电阻将其提高到高电平。若负载为低电平，则通过内部上拉电阻向外部输出电流。

在FLASH并行编程和校验时，P2口可输入高字节地址和某些控制信号。

P3口：具有内部上拉电阻的8位双向口。

P3口用做输出口时，输出缓冲器可吸收4各TTL的灌电流；用做输入口时，首先将引脚置1，由内部上拉电阻抬位高电平。若外部的负载是低电平，则通过内部上拉电阻向输出电流。在本设计中，P3口作为时间设置的4按键输入，因为有上拉电阻，所以可以通过按键直接接地，简化了电路。

在与FLASH并行编程和校验时，P3口可输入某些控制信号。P3口除了通用I/O口功能外，还有替代功能如表1所示。

表1 P3口的第二功能

单片机使用宏晶公司支持串口下载程序（ISP）的单片机，为STC90C52AD课程设计配发的小电路板（ISP-MCU Basic circuit）电路原理图见下图。该板作为课程设计的核心电路板使用，板上有单片机及附属电路，RS-232通信驱动电路，高低电平测试电路等。课程设计电路中需要的其他电路在此基础上扩展，通过插孔连接。

课程设计配发的小电路板（ISP-MCU Basic circuit）

电路原理图见下图。

扩展电路在万用板上制作用四位数码管显示小时与分钟，中间那个点用来区分小时与分钟；每秒用一个LED闪烁一下；用了4个按键，一个是选择键，一个是加键，一个是减键，一个是确认键。时间要精确，整点报时，声音间隔1秒，并且可以调整时间调整位闪烁提示。