【正文】 0=顯示 1 行 1=顯示 2 行 F 0=57 點陣 /每字符 1=510 點 陣 /每字符 CGRAM 地址指令 功能：設(shè)定下一個要存入數(shù)據(jù)的 CGRAM 的地址。 DDRAM 地址指令 功能：設(shè)定下一個要存入數(shù)據(jù)的 CGRAM 的地址。 (注意這里我們送地址的時候應(yīng)該是 0x80+Address，這也是前面說到寫地址命令的時候要加上 0x80 的原因 ) AC 地址指令 10 功能： 1 讀取忙碌信號 BF 的內(nèi)容， BF=1 表示液晶顯示器忙，暫時無法接收單片機送來的數(shù)據(jù)或指令 。 當 BF=0 時，液晶顯 示器可以接收單片機送來的數(shù)據(jù)或指令 。 2 讀取地址計數(shù)器 (AC)的內(nèi)容。 DDRAM 或 CGRAM 指令一覽 功能： 1 將字符碼寫入 DDRAM，以使液晶顯示屏顯示出相對應(yīng)的字符 。 2 將使用者自己設(shè)計的圖形存入 CGRAM。 CGRAM 或 DDRAM 讀出數(shù)據(jù)的指令一覽 功能：讀取 DDRAM或 CGRAM中的內(nèi)容。 基本操作時序： 讀狀態(tài) 輸入： RS=L， RW=H， E=H 輸出： DB0～ DB7=狀態(tài)字 寫指令 輸入： RS=L， RW=L， E=下降沿脈沖， DB0～ DB7=指令碼 輸出：無 讀數(shù)據(jù) 輸入： RS=H， RW=H， E=H 輸出： DB0～ DB7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入： RS=H， RW=L， E=下降沿脈沖， DB0～ DB7=數(shù)據(jù) 輸出：無 、鍵盤設(shè)計方案與選擇 方案一：獨立鍵盤。 獨立鍵盤為一端接地，另一端接 I/O口，并且要接上拉電阻。這種鍵盤的硬件都很容易實現(xiàn)，但每一個按鍵就要用一個 I/O 口，適合本次設(shè)計。 11 方案二：通過 PS2 協(xié)義 ,用鍵盤同單片機相接，從而實現(xiàn)單片機與鍵盤通信。其電路如圖所示?，F(xiàn)在 PC機廣泛采用的 PS/2 接口為 miniDIN 6引腳的連接器。 1— 數(shù)據(jù)線（ DATA）； — 未用； 3— 電源地（ GND）； 4— 電源（ +5 V）； 5— 時鐘（ CLK）； 6— 未用。 由此圖可知 ,使用鍵盤硬件結(jié)構(gòu)比較簡單 ,但鍵盤的體積太大 ,所以此系統(tǒng)不采用此方案。 方案三：自制編碼鍵盤。 編碼鍵盤的電路如圖所示，這種鍵盤有編程簡單，占用資源少，但其硬件比較復雜，要用很多的二極管，不是很理想 。 12 方案四： 4*4 矩陣式鍵盤。 其電路圖如圖所示，這種鍵盤的硬件簡單，使用的 I/O 口也不多，而且這種鍵盤的編程方法已很成熟。本次設(shè)計也可以采用這種矩陣式鍵盤。其電路圖如圖 主體設(shè)計部分 ： （ 1）、 系統(tǒng)模塊圖： 13 單片機運算模塊顯示模塊輸入模塊 （ 2）、算術(shù)運算程序流程圖： 14 加開 始判 斷 運 算 符 ？乘 除 減判 斷 結(jié) 果 溢 出 ？ 除 數(shù) 為 0 ？錯 誤 信 息 送 顯 示 緩 沖數(shù) 值 送 顯 示 緩 沖YN N Y 15 （ 3）、 系統(tǒng)總流程圖： 開 始初 始 化 參 數(shù)初 始 化 L C D 顯 示本 次 功 能 鍵 ？讀 取 鍵 碼數(shù) 字 鍵 清 零 鍵 功 能 鍵鍵 入 數(shù) 值 狀 態(tài) 清 零根 據(jù) 上 次 功 能 鍵 和 輸 入的 數(shù) 據(jù) 計 算 結(jié) 果結(jié) 果 送 顯 示 緩 沖L C D 顯 示有 否 有 鍵 值 ？數(shù) 值 送 顯 示 緩 沖結(jié) 果 送 顯 示 緩 沖等 待 數(shù) 值 鍵 入 等 待 數(shù) 值 鍵 入結(jié) 果 送 顯 示 緩 沖等 待 數(shù) 值 鍵 入YNYN 16 （ 4）、硬件設(shè)計： （一）、 總體硬件設(shè)計： 本設(shè)計選用 AT89C51 單片機為主控單元； 顯示部分：采用 LCD 靜態(tài)顯示；按鍵部分：采用 4*4 鍵盤；用 MM74C922為 4*4鍵盤掃描 IC，讀取輸入的鍵值。 總體設(shè)計效果如下圖 ： （二）、單片機接口電路說明： 手動上電復位電路： 當 VCC上電時， C充電，在 10K電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機復位；幾個毫秒后， C充滿， 10K 電阻上電流降為 0，電壓也為 0，使得單片機進入工作狀態(tài)。工作期間，按下 S， C 放電。 S松手， C又充電，在 10K電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機復位。幾個毫秒后，單片機進入工作狀態(tài)。 內(nèi)部時鐘模式電路： 17 當單片機工作于內(nèi)部時鐘模式的時候，只需在 XTAL1和 XTAL2引腳連接一個晶體振蕩器或者陶瓷振蕩器，并接兩個電容后接地即可，在使用時對于電容的選擇有一定的 要求： 當外接晶體振蕩器的時候，電容值一般選擇 C1=C2=30+10pF或 3010pF； 當外接陶瓷振蕩器的時候，電容值一般選擇 C1=C2=40+10pF或 4010pF； STC89C52介紹： STC89C52是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器， 具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得 STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標準功能： 8k字節(jié) Flash， 512字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門狗電路 ， 內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810復位電路， 三個 16 位 定時器 /計數(shù)器， 一個 6向量 2級中斷結(jié)構(gòu)， 全雙工串行口。 另外 STC89X52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種 軟件 可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。最高運作頻率 35Mhz， 6T/12T可選。 18 和 atmel的對比 STC89C52RC單片機 : 8K字節(jié)程序存儲空間； 512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間； 內(nèi)帶 4K字節(jié) EEPROM存儲空間 。 可直接使用串口下載； AT89S52單片機 : 8K字節(jié)程序存儲空間； 256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間； 沒有內(nèi)帶 EEPROM存儲空間 。 LCD1602介紹： 1602采用標準的 16腳接口，其中： 第 1腳： VSS 為電源地 19 第 2腳： VDD 接 5V 電源正極 第 3腳： V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會 產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整 對比度）。 第 4腳： RS 為寄存器選擇，高電平 1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0時選擇指令寄存器。 第 5腳： RW 為讀寫信號線，高電平 (1)時進行讀操作，低電平 (0)時進行寫操作。 第 6腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端。 第 7～ 14腳： D0～ D7為 8位雙向數(shù)據(jù)端。 第 15～ 16腳：空腳或背燈電源。 15腳背光正極， 16腳背光負極 602LCD 的特性 n+5V 電壓，對比度可調(diào) n 內(nèi)含復位電路 n 提供各種控制命令 ,如：清屏、字符閃爍、光標閃爍、顯示移位等多種功能 n 有 80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器 DDRAM n 內(nèi)建有 192個 5X7點陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM n8個可由用戶自定義的 5X7的字符發(fā)生器 CGRAM 讀的時候，先讀左邊那列，再讀上面那行，如：感嘆號！的 ASCII 為 0x21，字母 B 的 ASCII 為 0x42（前面加 0x表示十六進制） 1602通過 D0~D7的 8位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。 顯示模式設(shè)置： (初始化 ) 0011 0000 [0x38] 設(shè)置 162顯示， 57點陣， 8位數(shù)據(jù)接口； 顯示開關(guān)及光標設(shè)置： (初始化 ) 0000 1DCB D 顯示 (1有效 )、 C 光標顯示 (1有效 )、 B 光標閃爍 (1有效 ) 0000 01NS N=1(讀或?qū)懸粋€字符后地址指針加 1 amp。光標加 1)， N=0(讀或?qū)懸粋€字符后地址指針減 1 amp。光標減 1)， S=1 且 N=1 (當寫一個字符后，整屏顯示左移 ) s=0 當寫一個字符后，整屏顯示不移動 數(shù)據(jù)指針設(shè)置： 數(shù)據(jù)首地址為 80H，所以數(shù)據(jù)地址為 80H+地址碼 (027H， 4067H) 其他設(shè)置： 01H(顯示清屏，數(shù)據(jù)指針 =0，所有顯示 =0)； 02H(顯示回車，數(shù)據(jù)指針 =0)。 （三）、鍵盤接口電路： 20 計算器輸入數(shù)字和其他功能按鍵要 用到很多按鍵，如果采用獨立按鍵的方式，在這種情況下，編程會很簡單，但是會占用大量的 I/O 口資源，因此在很多情況下都不采用這種方式，而是采用矩陣鍵盤的方案。矩陣鍵盤采用四條 I/O 線作為行線，四條 I/O 線作為列線組成鍵盤，在行線和列線的每個交叉點上設(shè)置一個按鍵。這樣鍵盤上按鍵的個數(shù)就為 4 4個。這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能有效地提高單片機系統(tǒng)中 I/O 口的利用率。 矩陣鍵盤的工作原理： 計算器的鍵盤布局如圖 1所示：一般有 16個鍵組成，在單片機中正好可以用一個 P口實現(xiàn) 16個按鍵功能，這種形式在單片機系統(tǒng)中也最常用。 圖 1 矩陣鍵盤布局圖 矩陣鍵盤內(nèi)部電路圖如圖 2所示： （四）、 LCD 顯示模塊： 21 本設(shè)計采用 LCD 液晶顯示器來顯示輸出數(shù)據(jù)。通過 D0D7 引腳向 LCD 寫指令字或?qū)憯?shù)據(jù)以使 LCD實現(xiàn)不同的功能或顯示相應(yīng)數(shù)據(jù)。 圖 5 LCD 模塊 （五）運算模塊（單片機控制）： MCS51 單片機是在一塊芯片中集成了 CPU、 RAM、 ROM、定時器 /計數(shù)器和多功能 I/O等一臺計算機所需要的基本功能部件。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器（ CPU）、數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）、程序存儲器（ ROM/EPROM）、并行 I/O 口、串行口、定時器 /計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器（ SFR）。 單片機是靠程序運行的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，通過使用單片機編寫的程序可以實現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！因此我們采用單片機作為計算器的主要功能部件，可以很快地實現(xiàn)運算功能。 PCB設(shè)計： 22 實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)記錄 數(shù)碼顯示及運算 最多九位顯示及運算 23 當超出時溢出顯示 24 五、總結(jié) 在實驗中遇到了這 樣那樣的問題，軟件的編輯中使得 c 語言的應(yīng)用更加熟練； 在硬件的實現(xiàn)中又出現(xiàn)了軟件和硬件不統(tǒng)一的問題，本實驗我做了兩次，第一次的時候 STC89C52 單片機的 P2 口的 ~~ 分別對應(yīng)連接到 LCD1602的 D7~~D0 口，這就使得在寫程序的時候需要把所有讀寫的數(shù)據(jù)以及地址都按位取反，改寫程序比較復雜，最終調(diào)試失敗，又改變了硬件電路。最終成功； 本次設(shè)計不管在軟件，或是在硬件方面都讓我受益匪淺，讓我所學的知識得以應(yīng)用到實踐，經(jīng)過這次創(chuàng)新性實驗，也令我看到了很多的不足，在實驗中的一些程序不能夠及時編 輯正確，需要很長時間的設(shè)計。硬件中我對單片機實驗板上的很多硬件不是很清楚，使得在下載程序后，又進行了很長時間的調(diào)整。 六、主要程序代碼 include define uchar unsigned char define uint unsigned int define KEYDATA P1 uchar key。 uchar dis_buff。