【正文】 言來(lái)控制單片機(jī)無(wú)疑是一個(gè)理想的選擇。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)。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。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。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。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）。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)。內(nèi)建有160個(gè)5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM。 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)。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。矩陣鍵盤(pán)采用四條I/O線作為行線，四條I/O線作為列線組成鍵盤(pán)，在行線和列線的每個(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵。按鍵部分，采用4*4鍵盤(pán)。本設(shè)計(jì)選用以AT89S51單片機(jī)為主控單元。 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。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。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。 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)。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。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。在編程時(shí)，EA/Vpp腳還需加上21V的編程電壓。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。Pin29:當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此引腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)，PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在P0和P2口上，外部程序存儲(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。它還有一個(gè)特點(diǎn)是，當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ALE會(huì)跳過(guò)一個(gè)脈沖。：上電自動(dòng)復(fù)位 手動(dòng)復(fù)位電路 內(nèi)部時(shí)鐘方式 外部時(shí)鐘方式 復(fù)位方式和時(shí)鐘方式圖244 復(fù)位方式圖與時(shí)鐘方式圖Pin30:ALE/當(dāng)訪問(wèn)外部程序器時(shí)，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。8051的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開(kāi)始執(zhí)行程序。 雙列直插式封裝引腳圖Pin9:RESET/Vpc復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng)8051通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。 MCS51內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖MCS51的引腳說(shuō)明：MCS51系列單片機(jī)中的8038051及8751均采用40Pin封裝的雙列直插DIP結(jié)構(gòu)，下圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。INTEL的 MCS51系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS96系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。時(shí)鐘電路：8051內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8051單片機(jī)需外置振蕩電容。全雙工串行口：8051內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。定時(shí)/計(jì)數(shù)器：8051有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷，用于控制程序轉(zhuǎn)向。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)：8051內(nèi)部有128個(gè)8位用戶(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)專(zhuān)用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專(zhuān)用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶(hù)只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶(hù)數(shù)據(jù)，所以，用戶(hù)能使用的RAM只有128個(gè)，可存放讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶(hù)定義的字型表。 MCS51系列單片機(jī)簡(jiǎn)介8051是MCS51系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。整個(gè)計(jì)算器系統(tǒng)的工作過(guò)程為：首先存儲(chǔ)單元初始化，顯示初始值和鍵盤(pán)掃描，判斷按鍵位置，查表得出按鍵值，單片機(jī)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存與相應(yīng)處理轉(zhuǎn)換，之后送入LED顯示器動(dòng)態(tài)顯示。本計(jì)算器是以MCS51系列8051單片機(jī)為核心構(gòu)成的簡(jiǎn)易計(jì)算器系統(tǒng)。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（見(jiàn)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體集成電路），并在內(nèi)部裝有定時(shí)不操作自動(dòng)斷電電路。除顯示計(jì)算結(jié)果外，還常有溢出指示、錯(cuò)誤指示等。為減小計(jì)算器的尺寸，一鍵常常有多種功能。高檔計(jì)算器由微處理器和只讀存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的運(yùn)算程序，有較多的隨機(jī)存儲(chǔ)單元以存放輸入程序和數(shù)據(jù)。 計(jì)算器系統(tǒng)現(xiàn)狀計(jì)算器一般由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、鍵盤(pán)、顯示器、電源和一些可選外圍設(shè)備及電子配件通過(guò)人工或機(jī)器設(shè)備組成。此外還有MOTOROLA公司的產(chǎn)品，日本幾大公司的專(zhuān)用單片機(jī)。因此以80C51為核心的單片機(jī)占據(jù)了半壁江山?，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。甚至單片機(jī)廠商還可以根據(jù)用戶(hù)的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。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。像80C51就采用了HMOS(即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體