【正文】 bination to make it perfect. So the application of SCM is more and more close to life, so using of single chip to achieve some electronic designs also bee easy. In the people daily life the calculator is one of the mon electronic products. But it is still in development, it will bee more powerful calculator in the future. According to such idea, the design is that SCM design calculator. The design system is based on AT89C51 microcontroller, P0 port as input, external 4X4 keyboard. In P1, P2mouth is connected with the drive circuit to ensure the normal work of LED. The calculator will plete add, subtract, multiply, divide and other function. KEYWORDS: calculator MCU LCD Matrix keyboard 四川師范大學(xué)成都學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì) III 目 錄 第 1 章 緒論 ............................................................ 1 研究背景 ........................................................ 1 設(shè)計(jì)概要 ........................................................ 3 設(shè)計(jì)思路 ........................................................ 3 第 2 章 硬件設(shè)計(jì) ........................................................ 4 鍵盤輸入模塊設(shè)計(jì) ................................................ 4 LCD 顯示模塊設(shè)計(jì) ................................................ 5 清零、音樂(lè)開(kāi)關(guān)、開(kāi)方和多次方運(yùn)算功能模塊設(shè)計(jì) .................... 6 電源模塊設(shè)計(jì) .................................................... 6 主控模塊設(shè)計(jì) .................................................... 7 第 3 章 軟件設(shè)計(jì) ........................................................ 8 顯示程序設(shè)計(jì) .................................................... 8 鍵掃程序設(shè)計(jì) .................................................... 9 清零程序設(shè)計(jì) ................................................... 10 聲音開(kāi)關(guān)程序設(shè)計(jì) ............................................... 11 總體設(shè)計(jì) ....................................................... 12 第 4 章 系統(tǒng)仿真及原理圖 ............................................... 14 Proteus 仿真 ................................................... 14 Protel 原理圖 .................................................. 19 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 ....................................................... 19 問(wèn)題與分析 ..................................................... 19 系統(tǒng)演示 ....................................................... 20 第 6 章 總結(jié)與展望 ..................................................... 22 總結(jié) ........................................................... 22 展望 ........................................................... 23 參考文獻(xiàn) .............................................................. 24 附錄 .................................................................. 26 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 研究背景 單片機(jī) 發(fā)展現(xiàn)狀 單片機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀：使用壽命長(zhǎng)；低電壓與低功耗化；發(fā)展速度越來(lái)越快；從 8位、 16 位到 32 位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有 ，部分與主流 C51 系列兼容，部分與之不兼容，它們各具特色，互補(bǔ)互成。目前 ,單片機(jī)內(nèi) ROM 最大可達(dá) 64KB,RAM 最大為 2KB。這類單片機(jī)的運(yùn)算速度比標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)高出 10 倍以上。特別是 I2C、 SPI 等串行總線的引入 ,可以使單片機(jī)的引腳設(shè)計(jì)得更少 ,單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化及規(guī)范化。所以這種工藝將是今后一段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑?，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(lái)越受歡迎 ,使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。此外還有MOTOROLA 公司的產(chǎn)品 ,日本幾大公司的專用單片機(jī)。為減小計(jì)算器的尺寸，一鍵常常有多種功能。為節(jié)省電能，計(jì)算器都采用 CMOS 工藝制作的大規(guī)模集成電路，并在內(nèi)部裝有定時(shí)不操作自動(dòng)斷電電路。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及計(jì)算器應(yīng)用的普及，人們發(fā)現(xiàn)在工業(yè)控制中，有很多時(shí)候需要在惡劣的環(huán)境中進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的采集、運(yùn)算和控制。 。 。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(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵。 液晶顯示模塊的設(shè)計(jì)： 圖 22液晶顯示 四川師范大學(xué)成都學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 清零、音樂(lè)開(kāi)關(guān)、開(kāi)方和多次方運(yùn)算功能模塊 設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)要求在任何時(shí)候按下 AC清零鍵，都必須退出當(dāng)前操作，數(shù)據(jù)清零，準(zhǔn)備下一次的運(yùn)算，故應(yīng)采用獨(dú)立鍵盤產(chǎn)生下降沿輸入給單片機(jī)外部中斷處理。 電源模塊 設(shè)計(jì) 由于 AT89S52和 LCD1602都是采用 5V供電，而且其他模塊功能也采用 5V電平，本系統(tǒng)采用 LM7805作為穩(wěn)壓芯片，經(jīng)過(guò)初級(jí)和次級(jí)的電容 濾波，最終得到穩(wěn)定的 5V電壓供給系統(tǒng)使用。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 圖 27最小系統(tǒng) 第 3 章 軟件設(shè)計(jì) 顯示程序設(shè)計(jì) LCD1602 在上電以后，應(yīng)該先等待 50 毫秒左右，讓其內(nèi)部芯片初始化后再對(duì)其進(jìn)行操作。 其程序流程圖如下： 否 否 否 開(kāi)始 初始化 設(shè)置坐標(biāo) 發(fā)送 ASII 顯示數(shù)據(jù) 開(kāi)始 按鍵賦初值 第一行有鍵按下？ 第二行有鍵按下？ 第三行有鍵 按下？ 第四行有鍵按下？ 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 10 否 圖 32 矩陣鍵盤程序流程圖 其程序位于后面附錄 清零程序設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)要求以及硬件結(jié)構(gòu)， AC 按鍵直接接入單片機(jī)外部中段 0，則程序應(yīng)使用中斷來(lái)清除各數(shù)據(jù)存儲(chǔ)變量達(dá)到清零的目的，并把清零標(biāo)志位至 1，在主程序中不斷查詢標(biāo)志位，若為 1，則清零后。 } lcdwrite_(0x01)。)。 //數(shù)字初始化 keynum1=0,keynum2=0,sign=0。 } 聲音開(kāi)關(guān)程序設(shè)計(jì) 根據(jù)要求，聲音開(kāi)關(guān)使用外部中斷 1 來(lái)處理，當(dāng)按下聲音開(kāi)關(guān)時(shí)，觸發(fā)單片機(jī)進(jìn)入外部中斷 1，在中斷程序里，通過(guò)對(duì)聲音開(kāi)關(guān)標(biāo)志位取反，在按鍵掃描過(guò)程中，加入對(duì)聲音標(biāo)志位的判斷，若為 1，則發(fā)出聲音，即可實(shí)現(xiàn)聲音提示功能。 beep=1。 元器件失效：有兩方面的原因：一是器件本身已損壞或性能不符合要求；二是組裝錯(cuò)誤造成元件失效，如電解電容、集成電路安裝 方向錯(cuò)誤等。 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試一般分為以下四個(gè)階段： 編寫程序并查錯(cuò)； 在 C 語(yǔ)言的編譯系統(tǒng)中編譯源程序 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 20 對(duì)程序進(jìn)行編譯連接，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)程序中存在的錯(cuò)誤； 改正錯(cuò)誤。 本次對(duì)計(jì)算器的功能進(jìn)行多次測(cè)量，其測(cè)試結(jié)果如下表： 表 55功能多次測(cè)量 次數(shù) 第一運(yùn)算數(shù) 運(yùn)算符號(hào) 第二運(yùn)算數(shù) 運(yùn)算結(jié)果 實(shí)際結(jié)果 1 524 + 2 55914 3 562 * 2 1124 1124 4 67 / 5 8 （無(wú)輸入） 6 9 ^ 2 81 81 7 （無(wú)輸入） + 19 100 100 8 （無(wú)輸入） （無(wú)輸入） 10 10 9 42 / 0 math error 錯(cuò)誤 四川師范大學(xué)成都學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 10 64 （無(wú)輸入） math error 錯(cuò)誤 結(jié)果分析：對(duì)比運(yùn)算結(jié)果和實(shí)際結(jié)果可知，進(jìn)行一般的整形運(yùn)算計(jì)算器能準(zhǔn)確無(wú)誤計(jì)算出來(lái)，但是當(dāng)進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生精度丟失或者是有尾數(shù)產(chǎn)生，這是因?yàn)閱纹瑱C(jī)對(duì)的浮點(diǎn)運(yùn)算功 能差，而且在 keil 開(kāi)發(fā)環(huán)境中， float 型和 double 型浮點(diǎn)數(shù)的精度都是一樣的，其小數(shù)點(diǎn)的有效數(shù)字位數(shù)都是 6~7 位，這就決定了本設(shè)計(jì)的計(jì)算器的浮點(diǎn)數(shù)精度有限，只能通過(guò)小數(shù)點(diǎn)補(bǔ)償來(lái)減少浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算誤差。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也遇到了不少的困難，例如在 LCD 上顯示任意位整數(shù)，顯示任意位小數(shù)，在輸入小數(shù)的時(shí)候小數(shù)點(diǎn)的處理問(wèn)題，連續(xù)運(yùn)算的結(jié)果保存與清空問(wèn)題等等。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 23 展望 單片機(jī)程序運(yùn)行可靠，并且可以修改，通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是一些獨(dú)特的功能。利用鍵盤和 LCD1602 設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)計(jì)算器，可以完成簡(jiǎn)單的如加，減，乘，除的四則運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果在 LCD1602 上顯示出來(lái)。 //按鍵存儲(chǔ)數(shù)組 float ans1=0,ans2=0,ans=0,point=0。 //清零標(biāo)志 ,1為清零 bit beepflag=0。 sbit keybeep=P3^3。//任意次方按鍵 uchar keyscan()。 //若清零，則退出輸入 if((keyscan()!=39。((num=0amp。)) //記錄按下的數(shù)字 { if(