基于52單片機(jī)的計(jì)算器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-25 02:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Pin31:EA/Vpp程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通線(xiàn)，8051和8751單片機(jī)，內(nèi)置有4kB的程序存儲(chǔ)器，當(dāng)EA為高電平并且程序地址小于4kB時(shí)，讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器指令數(shù)據(jù)，而超過(guò)4kB地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。顯然，對(duì)內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器的8031,EA端必須接地。在編程時(shí)，EA/Vpp腳還需加上21V的編程電壓。 矩陣按鍵鍵盤(pán)是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的人機(jī)對(duì)話(huà)輸入設(shè)備，用戶(hù)通過(guò)鍵盤(pán)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)或指令。鍵盤(pán)控制程序需完成的任務(wù)有：監(jiān)測(cè)是否有鍵按下，有鍵按下時(shí)，若無(wú)硬件去抖動(dòng)電路時(shí)，應(yīng)用軟件延時(shí)方法消除按鍵抖動(dòng)影響；當(dāng)有多個(gè)鍵同時(shí)按下時(shí)，只處理一個(gè)按鍵，不管一次按鍵持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間，僅執(zhí)行一次按鍵功能程序。矩陣按鍵掃描程序是一種節(jié)省I/O口的方法,按鍵數(shù)目越多節(jié)省I/O口就越可觀(guān)，思路：先判斷某一列（行）是否有按鍵按下，再判斷該行（列）是哪一只鍵按下。但是，在程序的寫(xiě)法上，采用了最簡(jiǎn)單的方法，使得程序效率最高。本程序中，如果檢測(cè)到某鍵按下了，就不再檢測(cè)其它的按鍵，這完全能滿(mǎn)足絕大多數(shù)需要，又能節(jié)省大量的CPU時(shí)間。 計(jì)算器設(shè)計(jì)總體思想根據(jù)功能和指示要求，本系統(tǒng)選用以MCS51單片機(jī)為主控機(jī)。通過(guò)擴(kuò)展必要的外圍接口電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算器的設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)如下：由于要設(shè)計(jì)的是簡(jiǎn)單的計(jì)算器，可以進(jìn)行四則運(yùn)算，為了得到教好的顯示效果，采用LCD顯示數(shù)據(jù)和結(jié)果。另外鍵盤(pán)包括數(shù)字鍵（09）、符號(hào)鍵（+、*、/）、清除鍵和等號(hào)鍵，故只需要16個(gè)按鍵即可，設(shè)計(jì)中采用集成的計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)。執(zhí)行程序：開(kāi)機(jī)顯示零，等待鍵入數(shù)值，當(dāng)鍵入數(shù)字，通過(guò)LCD顯示出來(lái)，當(dāng)鍵入+、*、/運(yùn)算符，計(jì)算器在內(nèi)部執(zhí)行數(shù)值轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)，并等待再次鍵入數(shù)值后將顯示鍵入的數(shù)值，按等號(hào)就會(huì)在LCD上輸出運(yùn)算結(jié)果。錯(cuò)誤提示：當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行程序中有錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)在LCD上顯示相應(yīng)的提示，如：當(dāng)輸入的數(shù)值或計(jì)算器得到的結(jié)果大于計(jì)算器的顯示范圍時(shí)，計(jì)算器會(huì)在LCD上提示溢出；當(dāng)除數(shù)為0時(shí)，計(jì)算器會(huì)在LCD上提示錯(cuò)誤。 第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成微機(jī)系統(tǒng)的實(shí)體和裝置，通常由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入接口電路和輸入設(shè)備、輸出接口電路和輸出設(shè)備等組成。單片機(jī)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)硬件的芯片，在實(shí)際應(yīng)用中，通常很難直接和被控對(duì)象進(jìn)行電氣連接，必須外加各種擴(kuò)展接口電路、外部設(shè)備、被控對(duì)象等硬件和軟件，才能構(gòu)成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)選用以AT89S51單片機(jī)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(pán)。 ： 硬件電路原理圖 鍵盤(pán)接口電路計(jì)算機(jī)輸入數(shù)字和其他功能按鍵時(shí)要用到很多按鍵，在這種情況下，編程會(huì)很簡(jiǎn)單，但是會(huì)占用大量的I/O口資源，因此在很多情況下都不采用這樣的方式，而是采用矩陣鍵盤(pán)的方式。矩陣鍵盤(pán)采用四條I/O線(xiàn)作為行線(xiàn)，四條I/O線(xiàn)作為列線(xiàn)組成鍵盤(pán)，在行線(xiàn)和列線(xiàn)的每個(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵。這樣鍵盤(pán)上按鍵的數(shù)量就為4*4個(gè)。這樣行列式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)能有效的提高單片機(jī)系統(tǒng)中I/O口的利用率。：一般有16個(gè)鍵組成，在單片機(jī)中正好有一個(gè)P端口實(shí)現(xiàn)16個(gè)按鍵功能，這種形式在單片機(jī)系統(tǒng)中最常用。 矩陣鍵盤(pán)內(nèi)部電路 LCD顯示模塊本設(shè)計(jì)采用LCD液晶顯示器來(lái)顯示輸出數(shù)據(jù)。LCD的特性有：+5V電壓，對(duì)比可調(diào)度；內(nèi)含復(fù)位電路；提供各種控制命令，如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能；有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM。內(nèi)建有160個(gè)5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM。8個(gè)可由用戶(hù)自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM。本設(shè)計(jì)通過(guò)D0D7引腳向LCD寫(xiě)指令字或?qū)憯?shù)據(jù)以使LCD實(shí)現(xiàn)不同的功能或顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。 LCD接口電路： LCD的引腳說(shuō)明符號(hào)引腳說(shuō)明符號(hào)引腳說(shuō)明VSS電源地DB4Data I/OVDD電源正極（+5V）DB5Data I/OV0液晶顯示偏壓輸入DB6Data I/ORS數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L）DB7Data I/OR/W讀寫(xiě)控制信號(hào)（H/L）CS1片選IC1信號(hào)E使能信號(hào)CS2片選IC2信號(hào)DB0Data I/ORST復(fù)位端（H：正常工作，L：復(fù)位）DB1Data I/OVEE負(fù)電源輸出（10V）DB2Data I/OBLA背光源正極（+）DB3Data I/OBLK背光源正極 運(yùn)算模塊MCS51單片機(jī)是在一塊芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多功能I/O等計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件。如果按功能劃分，它由以下功能部件組成，即微處理器(CPU)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，程序存儲(chǔ)器（ROM/EPROM），并行I/O口，串行口，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器（SFR）。單片機(jī)是靠程序運(yùn)行的，并且可以修改。通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的一些功能，通過(guò)使用單片機(jī)編寫(xiě)的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能、高效率以及高可靠性，因此采用單片機(jī)作為計(jì)算器的主要功能部件，可以很快的實(shí)現(xiàn)運(yùn)算功能。運(yùn)算模塊由鍵盤(pán)和顯示屏組成。單片機(jī)通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)和操作方式的控制，在運(yùn)算過(guò)程中，對(duì)所設(shè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行四則運(yùn)算時(shí)，要先確定選用的是哪一個(gè)運(yùn)算符，若是+或*，則要判斷結(jié)果是否會(huì)溢出，溢出則顯示錯(cuò)誤提示，沒(méi)有溢出則顯示運(yùn)算結(jié)果，若是/，則要判斷除數(shù)是否為零，為零時(shí)顯示錯(cuò)誤提示，不為零顯示運(yùn)算結(jié)果。第四章 軟件設(shè)計(jì) 匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言的特點(diǎn)及選擇本設(shè)計(jì)是硬件電路和軟件編程相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案，選擇合適的編程語(yǔ)言是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，常用的是匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言。機(jī)硬件，程序可讀性和可移植性比較差。而C語(yǔ)言雖然執(zhí)行效率沒(méi)有匯編語(yǔ)言高，但語(yǔ)言簡(jiǎn)潔，使用方便，靈活，運(yùn)算豐富，表達(dá)化類(lèi)型多樣化，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型豐富，具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句，程序設(shè)計(jì)自由度大，有很好的可重用性，可移植性等特點(diǎn)。由于現(xiàn)在單片機(jī)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，內(nèi)部的各種資源相當(dāng)?shù)呢S富，CPU的處理速度非常的快。用C語(yǔ)言來(lái)控制單片機(jī)無(wú)疑是一個(gè)理想的選擇。所以在本設(shè)計(jì)中采用C語(yǔ)言編寫(xiě)軟件程序。主程序的設(shè)計(jì)詳見(jiàn)附錄三。 鍵掃程序設(shè)計(jì)鍵掃程
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