【正文】 稱 Microprocessor ICs AT89X52 Switchesamp。 （ 2）通過(guò)工具欄中的（從庫(kù)中選擇元件命令）命令，在 pick devices 窗口中選擇電路所需的元件，放置元件到編輯區(qū)并調(diào)整其相對(duì)位置，進(jìn)行元件參數(shù)設(shè)置，元器件間連線?？傊撥浖且豢罴?單片機(jī)和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大 ，可仿真 5 AVR、 PIC。 ③ 目前支持的單片機(jī)類型有： 68000 系列、 51 系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11 系列以及各種外圍芯片。 該軟件的特點(diǎn)： （ 1） 全部滿足提出的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 編譯調(diào)試程序后，從 Build 一欄可以看到 “ creating hex file from ?jsq?…” “?jsq?0 Error(s),0 Warning(s).” 下一步就可以在 Proteus 軟件了調(diào)用 hex 文件及燒入單片機(jī)。 (5)對(duì)沒(méi)有語(yǔ)法錯(cuò)誤的程序進(jìn)行仿真調(diào)試，調(diào)試成功后將 HEX 文件寫(xiě)入到單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的 ROM 中。 (3)通過(guò) uVision 2 的相關(guān)選擇項(xiàng)，配置編譯環(huán)境、連接定位器以及 Debug調(diào)試器的功能。 3. 采用 KEIL 開(kāi)發(fā)的 89S52 單片機(jī)應(yīng)用程序一般需要以下步驟 (1)在 uVision 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建新項(xiàng)目（ Project），擴(kuò)展文件名為 .UV2,并為該項(xiàng)目選定合適的單片機(jī) CPU 器件（本設(shè)計(jì)采用 ATMEL 公司下的AT89S52） (2)用 uVision 的文本編輯器編寫(xiě)源文件，可以是匯編文件（ .ASM） ,也 可以使 C 語(yǔ)言文件（擴(kuò)展名 .C），并將該文件添加到項(xiàng)目中去。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件 (.ABS)。開(kāi)發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。下面詳細(xì)介紹 Keil 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)各部分 17 功能和使用。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C 來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。運(yùn)行 Keil 軟件需要 Pentium或以上的 CPU， 16MB 或更多 RAM、 20M 以上空閑的硬盤(pán)空間、 WIN9 NT、WIN20 WINXP 等操作系統(tǒng)。機(jī)器匯編是通過(guò)匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用 于 51 單片機(jī)的匯編軟件有早期的 A51，隨著單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件也在不斷發(fā)展， Keil 軟件是目前最流行開(kāi)發(fā) 51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年來(lái)各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。 開(kāi)發(fā)軟件介紹 在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，所用的編程和仿真軟件有 ： KEIL uVision 與 porteus仿真軟件。 計(jì)算器的程序主要包括以下功能模塊： 掃描鍵模塊，分為讀鍵程 序、判鍵程序段、運(yùn)算操作子程序等部分； 基于 LCD 液晶顯示屏的顯示模塊； 主模塊，為系統(tǒng)的初始化。 圖 算術(shù)運(yùn)算程序設(shè)計(jì)流程圖 開(kāi)始 運(yùn)算符是？ 加 乘 減 除 運(yùn)算結(jié)溢出？ 除數(shù)為0？ 錯(cuò)誤信息送顯示 數(shù)值送顯示緩沖 Y Y N N 16 軟件的可靠性設(shè)計(jì) 提高本儀器其可靠性措施主要有： 為防止程序跑飛，軟件中設(shè)置了軟件陷阱。 圖 顯示程序流程圖 N Y N 是否顯示完 返回 LCD 初始化 顯示漢或ACSII 碼 顯示開(kāi)始 顯示圖形 相應(yīng)功能設(shè)置 送地址 送數(shù)據(jù) N N 相應(yīng)功能設(shè)置 送行地址和列地址 送數(shù)據(jù) 是否 顯示完 Y Y 15 算術(shù)運(yùn)算程序設(shè)計(jì) 算術(shù)運(yùn)算程序的過(guò)程為：先判斷輸入的運(yùn)算符是 +、 、 *、 / 中的哪一個(gè)，若是 +或 ，則 要判斷運(yùn)算結(jié)果是否溢出，溢出則顯示錯(cuò)誤信息，沒(méi)溢出就顯示運(yùn)算結(jié)果，若是 /，則要先判斷除數(shù)是否為零，為零就顯示錯(cuò)誤信息，不為零則顯示運(yùn)算結(jié)果，若是 ，則直接顯示運(yùn)算結(jié)果。 圖 鍵掃程序流程圖 Y N 開(kāi)始 有鍵閉合？ 去抖動(dòng) 確有鍵按下 判斷鍵號(hào) 釋放 返回 返回 Y N Y N 14 顯示程序設(shè)計(jì) 顯示程序的過(guò)程為：顯示開(kāi)始時(shí)，先進(jìn)行 LCD 的初始化，判斷是否顯示漢字或 ACSII 碼或圖形，若不 顯示，則返回，若顯示的是漢字或 ACSII 碼，則進(jìn)行相應(yīng)功能的設(shè)置，然后送地址和數(shù)據(jù)，再判斷是否顯示完 ,顯示完則返回，沒(méi)有顯示完則繼續(xù)送地址，若顯示的是圖形，則先進(jìn)行相應(yīng)功能的設(shè)置，再送行地址和列地址，然后送數(shù)據(jù)，最后判斷是否顯示完，顯示完則返回，沒(méi)有顯示完則繼續(xù)送行地址和列地址。 圖 LCD 接口 電路 13 計(jì)算器系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 鍵掃程序設(shè)計(jì) 鍵掃程序的過(guò)程為：開(kāi)始時(shí)，先判斷是否有鍵閉合，無(wú)鍵閉合時(shí)，返回繼續(xù)判斷，有鍵閉合時(shí)，先去抖動(dòng)，然后確定是否有鍵按下，若無(wú)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(méi)有釋放按鍵，則返回繼續(xù)釋放。 P0口作為液晶顯示的數(shù)據(jù)端口， ，控制 LCD液晶顯示屏 顯示輸出數(shù)據(jù)。 由16 個(gè)鍵組成，在單片機(jī)中正好用一個(gè) P 端口來(lái)實(shí)現(xiàn) 16 個(gè)按鍵功能。 本系統(tǒng)選用的是非編碼 44 矩陣鍵盤(pán)。當(dāng)系統(tǒng)功能比較復(fù)雜，按鍵數(shù)量很 多時(shí)，采用編碼鍵盤(pán)可以簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)。通用計(jì)算機(jī)使用的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)就是編碼鍵盤(pán)。 圖 計(jì)算器 控制系統(tǒng) 硬件原理圖 鍵 盤(pán)接口電路 計(jì)算器鍵盤(pán)可分為兩類：編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)。 該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)的總外圍電路不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的干擾。 計(jì)算器主要包括： 44非編碼鍵盤(pán)模塊電路， LCD液晶顯示屏 模塊電路。 該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法。 AT89S52 主控制模 塊 LCD 液晶顯示屏 模塊 非編碼鍵盤(pán)模塊 11 根據(jù)第提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，結(jié)合以上三條原則，確定了系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)。進(jìn)行功能擴(kuò)展時(shí)，應(yīng)該在原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)修改軟件程序和少量硬件完成。 功能擴(kuò)展是否靈活是衡量一個(gè)系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。而且，所用芯片數(shù)量越少，地址和數(shù)據(jù)總線在電路板上受干擾的可能性也就越小。所以，在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)得時(shí)候，在滿足可靠性和實(shí)時(shí) 性的前提下，盡可能的通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)硬件功能。 LCD 液晶顯示屏顯示輸出 。 單片機(jī)硬件分配： P0、 P3 口：做為數(shù)據(jù)輸出口，控制 LCD 液晶顯示屏顯示數(shù)據(jù)的結(jié)果。 計(jì)算器系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 框圖如圖 所示。故選擇靜態(tài)顯示和用編碼鍵盤(pán)。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) 10 鍵盤(pán)掃描；功能模塊二，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 —加減乘除運(yùn)算；功能模塊三，顯示器靜 /動(dòng)態(tài)顯示。該系統(tǒng)通過(guò)單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì) 4*4 鍵盤(pán)掃描進(jìn)行實(shí)時(shí)的按鍵檢測(cè)，并把檢測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來(lái)。單片機(jī)廣泛用于智能產(chǎn)品，智能儀表，測(cè)控技術(shù)，智能接口等，具有操作簡(jiǎn)單，實(shí)用方便，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，而其中 AT89S52以 MCS51 為內(nèi)核，是單片機(jī)中最典型的代表，應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。通常由單塊集成電路芯片組成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器CPU，存儲(chǔ)器和 I/O 接口電路等。 但是而基于 SRAM 編程的 FPGA,其編程信息需存放在外部存儲(chǔ)器上 ,需外部存儲(chǔ)器芯片 ,且使用方法復(fù)雜 ,保密性差，而其對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算器而言，實(shí)用 FPGA 有點(diǎn)大材小用，成本太高。 方案一：采用 FPGA 控制 FPGA 是一種高密度的可編程邏輯器件 ,自從 Xilinx 公司 1985 年推出第一片F(xiàn)PGA 以來(lái) ,FPGA 的集成密度和性能提高很快 ,其集成密度最高達(dá) 500 萬(wàn)門(mén) /片以上 ,系統(tǒng)性能可達(dá) 200MHz。 表 LCD1602 指令表 指令 1 清顯示 指令碼 01H, 光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置； 指令 2 光標(biāo)復(fù)位 指令碼 02H, 光標(biāo)返回到地址 00H 位置 ； 指令 3 光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D 位 → 光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移； S 位 → 屏幕上所有文字是否左移或者右移， 高電平有效，低電平無(wú)效； 指令 4 顯示開(kāi)關(guān)控制 D 位 → 控制整體顯示的開(kāi)與關(guān)，高電平表示開(kāi)顯示，低電平表示關(guān)顯示； 8 C 位 → 控制光標(biāo)的開(kāi)與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo)； B 位 → 控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 ； 指令 5 光標(biāo)或顯示移位 S/C 位 → 高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo) 指令 6 功能命令設(shè)置 DL 位 高電平時(shí)為 4 位數(shù)據(jù)總線，低電平時(shí)為 8 位總線； N—位低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)為雙行顯示； F—位低電平時(shí)顯示 5x7 的點(diǎn)陣字 符 ,高電平時(shí)為 5x10 的點(diǎn)陣字符； 指令 7 字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置 指令 8 DDRAM 地址設(shè)置 指令 9 讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF 位 → 為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù) 指令 10 寫(xiě)數(shù)據(jù) 指令 11 讀數(shù)據(jù) 2 、 LCD 的特點(diǎn)： （ 1）低壓微功耗； （ 2）平板型結(jié)構(gòu)； （ 3）被動(dòng)顯示型 (無(wú)眩光，不刺激人眼，不會(huì)引起眼睛疲勞 )； （ 4）顯示信息量大 (因?yàn)橄袼乜梢宰龅煤苄?)； （ 5）易于彩色化 (在色譜上可以非常準(zhǔn)確的復(fù)現(xiàn) )； （ 6）無(wú)電磁輻射 (對(duì)人體安全，利于信息保密 )； （ 7）長(zhǎng)壽命 (這種器件幾乎沒(méi)有什么劣化問(wèn)題，因此壽命極長(zhǎng)，但是液晶背光壽命有限，不過(guò)背光部分可以更換 )。 第 7～ 14 腳 D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 當(dāng) RS 和 RW 共同為低電平時(shí) （ 00）可以寫(xiě)入指令或者顯示地址； 當(dāng) RS 為低電平 RW 為高電平時(shí)（ 01）可以讀入忙信號(hào)； 當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時(shí)（ 10）可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。 第 4 腳 RS 為寄存器選擇，高電平選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平選擇指令寄存器。 關(guān)于 LCD1602 的詳細(xì)資料見(jiàn)表 和表 。 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，豐富的指令可以完成液晶 7 的時(shí)序控制、工作方式式設(shè)置和數(shù)據(jù)顯示等。 LCD1602 液晶顯示屏 模塊內(nèi)部自帶字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM） ,字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字 、英文字母的大小寫(xiě)、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫(xiě)的英文字母 “A”的代碼是（ 41H），顯示時(shí)模塊把代碼 41H 發(fā)給液晶模塊，