【正文】 時(shí)，先去抖動(dòng)，然后確定是否有鍵按下，若無鍵按下，則返回繼續(xù)判斷是否有鍵閉合，若有鍵按下，則判斷鍵號(hào)，然后釋放，若釋放按鍵完畢，則返回，若沒有釋放按鍵，則返回繼續(xù)釋放。 12 第四章 軟件設(shè)計(jì) C 語言的特點(diǎn) 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，選擇的編程語言是 C語言。單片機(jī)是靠程序運(yùn)行的，并且可以修改。 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。因而作為典型的外圍設(shè)備， LED顯示單元是反映系統(tǒng)輸出和操作輸入的有效器件。 10 計(jì)算器的鍵盤布局：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。這樣鍵盤上按鍵的數(shù)量就為 4*4個(gè)。 硬件電路原理圖如圖31所示： 圖 31 硬件電路原理圖 鍵盤接口電路 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，而是采用矩陣鍵盤的方式。顯示部分：采用 LCD靜態(tài)顯示。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)。 （ 5）計(jì)算最大數(shù)字為 255，當(dāng)輸入 256時(shí)，將顯示 0。 8 （ 4）由于只進(jìn)行整數(shù)運(yùn)算，當(dāng)計(jì)算 9247。 (2) 另外鍵盤包括數(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。通過擴(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)。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，這完全能滿足絕大多數(shù)需要，又能節(jié)省大量的 CPU時(shí)間。 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，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。 矩陣鍵盤 鍵盤是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的人機(jī)對(duì)話輸入設(shè)備，用戶通過鍵盤向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)或指令。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的形式，即哈佛 (Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓 (Princeton)結(jié)構(gòu)。 中斷系統(tǒng)： 8051具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。 并行輸入輸出 (I/O)口： 8051共有 4組 8位 I/O口 (P0、 P P2和 P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。 程序存儲(chǔ)器 (ROM)： 8051共有 4096個(gè) 8位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 8051單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、并行接口、串行 接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)6 如圖 ，現(xiàn)在分別加以說明： 圖 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 中央處理器 ： 中央處理器 (CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。計(jì)算器可選用的外圍設(shè)備有微型打印機(jī)、盒式磁帶機(jī)和磁卡機(jī)等。計(jì)算器電源采用交流轉(zhuǎn)換器或電池，電池可用交流轉(zhuǎn)換器或太陽能轉(zhuǎn)換器再充電。顯示器是計(jì)算器的輸出部件，有發(fā)光二極管顯示器和液晶顯示器等 。鍵盤是計(jì)算器的輸入部件，一般采用接觸式或傳感式。低檔計(jì)算器的運(yùn)算器、控制器由數(shù)字邏輯電路實(shí)現(xiàn)簡單的串行運(yùn)算，其隨機(jī)存儲(chǔ)器只有一、二個(gè)單元，供累加存儲(chǔ)用。 單片機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)：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。 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)： （ 1）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； （ 2）掌握 AT89C51的最小電路及外圍擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)方法； （ 3）了解單片機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能及工作過程； （ 4）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； 4 （ 5）自學(xué) Protel、 Proteus等在課程設(shè)計(jì)中要用到的軟件。 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。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。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。在工業(yè)生產(chǎn)中。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(duì)計(jì)算器設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的分析和研究。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。整個(gè)系統(tǒng)可分為三個(gè)主要功能模塊：功能模塊一，實(shí)時(shí)鍵盤掃描；功能模塊二，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成顯示器顯示；功能模塊三，顯示器動(dòng)態(tài)顯示。計(jì)算其具有簡單的整數(shù)加減乘除功能。該設(shè)計(jì)系統(tǒng)是以 AT89C51單片機(jī)為核心，外接矩陣鍵盤，通過鍵盤掃描輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)過單片機(jī)執(zhí)行處理，再由 LED數(shù)碼管作為顯示輸出，軟件程序用 C語言編寫，具有較好的移植性。 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目 計(jì)算器課程設(shè)計(jì) 課 程 名 稱 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 院 部 名 稱 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 地 點(diǎn) 學(xué) 時(shí) 指 導(dǎo) 教 師 目 錄 1 摘要 ..................................................................................................................................................................2 第一章 緒論 ...................................................................................................................................................3 課題簡介 ....................................................................................................................