基于單片機(jī)的計(jì)算器設(shè)計(jì)論文(已修改)
2024-11-28 14:52 本頁面
【正文】 1 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新。在實(shí)時(shí)檢測和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來使用，但僅單片機(jī)方面的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)、軟硬件結(jié)合，來加以完善。 計(jì)算機(jī)在人們的日常生活中是比較常見的電子產(chǎn)品之一?？墒撬€在發(fā)展之中，以后必將出現(xiàn)功能更加強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，基于這樣的理念，本次設(shè)計(jì)是用 AT89S51 單片機(jī)、 LCD 顯示器、控制按鍵為元件來設(shè)計(jì)的計(jì)算器。利用此設(shè)計(jì)熟悉單片機(jī)微控制器及 C 語言編程，對其片資源及各個(gè) I/O 端口的功能 和基本用途的了解。掌握 Microsoft Visual C++ 應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境，常用的LCD 顯示器的使用方法和一般鍵盤的使用方法。 關(guān)鍵字： AT89S51 LCD 控制按鍵 2 目 錄 第一章 緒論 ………………………………………………………… 4 課題簡介 ………………………………… ………………… .4 設(shè)計(jì)目的 …………………………………………………… .4 設(shè)計(jì)任務(wù) …………………………………………………… .5 第二章 課題背景 …………………………………………………… 6 單片機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 ………………… ………………………… .6 計(jì)算器系統(tǒng)現(xiàn)狀 …………………………………………… .8 MCS51 系列單片機(jī)簡介 ………………………………… ....9 矩陣按鍵 ………………………………………………… ...13 計(jì)算器設(shè)計(jì)總體思想 …………………………………… ...13 第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) …………………………………………… ..15 鍵盤接口電路 …………………………………………… ...16 LCD 顯示模塊 ……………………………………………… 16 運(yùn)算模塊 ………………………………………………… ...19 第四章 軟件設(shè)計(jì) ………………………………………………… ..19 匯編語言和 C 語言的特點(diǎn)及選擇 ……………………… ...19 鍵掃程序設(shè)計(jì) …………………………………………… ...19 算術(shù)運(yùn)算程序設(shè)計(jì) ……………………………………… ...20 顯示程序設(shè)計(jì) …………………………………………… ...21 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與存在的問題 ………………………………… ..23 硬件調(diào)試 ………………………………………………… ...23 軟件調(diào)試 ………………………………………………… ...23 總 結(jié) ……………………………………………………………… ..25 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………… 26 附錄一 ……………………………………………………………… 28 附錄二 ……………………………………………………………… 29 附錄三 ……………………………………………………………… 30 3 第一章 緒論 課題簡介 當(dāng)今社會(huì)，隨著人們物質(zhì)生 活的不斷提高，電子產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了家家戶戶，無論是生活或?qū)W習(xí)，還是娛樂和消遣幾乎樣樣都離不開電子產(chǎn)品，大型復(fù)雜的計(jì)算能力是人腦所不能勝任的，而且比較容易出錯(cuò)。計(jì)算器作為一種快速通用的計(jì)算工具方便了用戶的使用。計(jì)算器可謂是我們最親密的電子伙伴之一。本設(shè)計(jì)著重在于分析計(jì)算器軟件和開發(fā)過程中的環(huán)節(jié)和步驟，并從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā)對計(jì)算器設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的分析和研究。 單片機(jī)由于其微小的體積和極低的成本，廣泛的應(yīng)用于家用電器、工業(yè)控制等領(lǐng)域中。在工業(yè)生產(chǎn)中。 單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片微型 計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。 本系統(tǒng)就是充分利用了 8051 芯片的 I/O 引腳。系統(tǒng)以采用MCS51 系列單片機(jī) Intel8051 為中心器件來設(shè)計(jì)計(jì)算器控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際輸入值顯示并存儲(chǔ)的功能，計(jì)算程序則是參照教材。至于位數(shù)和功能，如果有需要可以通過設(shè)計(jì)擴(kuò)充原系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn) 。 設(shè)計(jì)目的 通過本次課題設(shè)計(jì)，應(yīng)用《單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》、《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》等所學(xué)相關(guān)知識(shí)及查閱資料，完成簡易計(jì)算器的設(shè)計(jì)，以達(dá)到理論與實(shí)踐更好的結(jié)合、進(jìn)一步提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和設(shè)計(jì)的能力的目的。 4 通過 本次設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，可以使我在基本思路和基本方法上對基于 MCS51 單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一個(gè)比較感性的認(rèn)識(shí)，并具備一定程度的設(shè)計(jì)能力。 設(shè)計(jì)任務(wù) 在本次課程設(shè)計(jì)中，主要完成如下方面的設(shè)計(jì)任務(wù)： 簡要闡述單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的國內(nèi)外現(xiàn)狀及 LED 動(dòng)態(tài)顯示和矩陣鍵盤基本原理； 掌握 MCS51 系列某種產(chǎn)品（例如 8051）的最小電路及外圍擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)方法； 了解單片機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能及工作過程； 完成主要功能模塊的硬件電路設(shè)計(jì)及必要的參數(shù)確定； 用 protel 軟件完成原理電路圖的繪制； 5 第二章 課題背景 目前， 51 系列單片機(jī)在我國的各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，各大專業(yè)院校、職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校，均開設(shè)了單片機(jī)原理與應(yīng)用方面的課程，這是一門技術(shù)性和實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，必須通過一系列的軟硬件實(shí)驗(yàn)、理論聯(lián)系實(shí)際，才能學(xué)好、學(xué)懂，取得較好的學(xué)習(xí)效果。 單片機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 單片機(jī)的發(fā)展趨勢：低功耗 CMOS 化；微型單片化；主流與多品種共存；單片機(jī)從 8 位、 16 位到 32 位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流 C51 系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地。 縱觀單片機(jī)的發(fā)展歷程，可以發(fā)現(xiàn)單片 機(jī)的發(fā)展趨勢大致有： 低功耗 CMOS 化 MCS51 系列的 8051 推出時(shí)的功耗達(dá) 630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在 100mW 左右，隨著對單片機(jī)功耗的要求越來越低，現(xiàn)在的各個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了 CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝 )。像 80C51就采用了 HMOS(即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝 )和 CHMOS(互補(bǔ)高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝 )。 CMOS 雖然功耗較低，但由于其物理特征決定了其工作速度不夠高，而 CHMOS 則具備了高速和低功耗的特點(diǎn)，這些特征，更適合于在要求低功耗象電池供電的應(yīng)用場合。所以這種工藝 將是今后一段時(shí)期內(nèi)單片機(jī)發(fā)展的主要途徑。 微型單片化 6 現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器 (CPU)、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ) (RAM)、只讀程序存儲(chǔ)器 (ROM)、并行和串行通信接口、中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如 A/D 轉(zhuǎn)換器、 PMW(脈寬調(diào)制電路 )、 WDT(看門狗 )，有些單片機(jī)將 LCD(液晶 )驅(qū)動(dòng)電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就更強(qiáng)大。甚至單片機(jī)廠 商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。 此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍 要求體積小、重量輕，這就要求單片機(jī)除了功能強(qiáng)和功耗低外，還要求其體積要小?，F(xiàn)在的許多單片機(jī)都具有多種封裝形式，其中 SMD(表面封裝 )越來越受歡
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