基于51单片机的简易计算器设计

基于单片机的简易计算器设计

摘要 (2)

关键字:80C51 LCD1602 4*4矩阵键盘计算器 (2)

第一章绪论 (3)

1、1系统开发背景 (3)

1、2系统开发意义 (3)

1、3设计目的 (3)

1、4设计任务 (3)

第二章单片机发展现状 (4)

2、1目前单片机的发展状况 (4)

2、1、1单片机的应用场合 (4)

2、2计算器系统现状 (5)

2、3简易计算器系统介绍 (5)

第三章系统硬件设计及说明 (6)

3、1系统组成及总体框图 (7)

3、2AT89S52单片机介绍 (7)

3、3其它器件介绍及说明 (10)

3、3、1 LCD1602液晶显示 (10)

3、3、2 4*4矩阵扫描按键 (13)

第四章 PROTEUS模拟仿真 (14)

第五章系统硬件设计及说明 (16)

第六章软件设计 (17)

6、1汇编语言与C语言的特点及选择 (17)

6、2源程序代码 (17)

摘要

近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测与自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,但仅单片机方面的知识就是不够的,还应根据具体硬件结构、软硬件结合,来加以完善。

计算机在人们的日常生活中就是比较常见的电子产品之一。可就是它还在发展之中,以后必将出现功能更加强大的计算机,基于这样的理念,本次设计主要以80C51单片机为控制芯片,用C语言进行编程实现,通过4*4矩阵键盘控制,输出用液晶屏LCD1602显示,该计算器可以实现一般的加减乘除四则混合运算。

关键字:80C51 LCD1602 4*4矩阵键盘计算器

第一章绪论

1、1 系统开发背景

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,尤其就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。计算器在人们的日常中就是比较的常见的电子产品之一。如何使计算器技术更加的成熟,充分利用已有的软件与硬件条件,设计出更出色的计算器,使其更好的为各个行业服务,成了如今电子领域重要的研究课题。

1、2 系统开发意义

今天,人们的日常生活中已经离不开计算器了,社会的各个角落都有它的身影,比如商店,办公室,学校……。因此设计一款简单实用的计算器会有很大的实际意义。

1、3 设计目的

通过本次硬件与软件相结合的实践,运用《单片机基础》、《MCS-51系列单片微型计算机及其应用》所学知识及查阅相关资料,完成简单专用计算器的设计,达到理论知识与实践更好的结合、提高综合运用所学知识与设计能力的目的。

通过本次设计训练,可以使我们在基本思路与基本方法上对基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计与按键操作有一个比较感性的认识,并具备一定程度的设计能力。

1、4 设计任务

在本次设计实践中,主要完成如下方面的设计任务:

1)简要综述单片机技术发展的国内外现状及液晶屏显示与矩阵键盘基本原理;

2)掌握MCS-51系列某种产品(例如AT89S52)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)完成主要功能模块的硬件电路设计及必要的参数确定;

第二章单片机发展现状

2、1 目前单片机的发展状况

单片机的发展趋势:低功耗CMOS化;微型单片化;主流与多品种共存;单片机从8位、16位到32位,数不胜数,应有尽有,有与主流C51系列兼容的,也有不兼容的,但它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地。

纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势,大致有:

1）信低功耗CMOS化

MCS-51系列的8051推出时的功耗达630mW,而现在的单片机普遍都在100mW 左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)与CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速与低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将就是今后一段时期单片机发展的主要途径。

2）微型单片化

现在常规的单片机普遍都就是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行与串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(瞧门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。

此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强与功耗低外,还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。

3)主流与多品种共存

现在虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍以80C51为核心的单片机占主流,兼容其结构与指令系统的有PHILIPS公司的产品,ATMEL公司的产品与中国台湾的Winbond系列单片机。所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头,中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增,与其低价质优的优势,占据一定的市场分额。此外还有MOTOROLA公司的产品,日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的就是依存互补,相辅相成、共同发展的道路。

2、1、1单片机的应用场合