【正文】 P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p3 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。 在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2口輸出 P2 鎖 存器的內(nèi)容。 在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR） 時， P2 口送出高八位地址。對 P2 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。 在 flash 編程和校驗(yàn)時， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸 出電流（ IIL）。 P1口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。 在 flash 編程時， P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)。 當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯 電平。 7 圖 AT89S52 引腳圖 （ 1）口線： P0、 P P P3 共四個八位口。同時該芯片還具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。掉 電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 此外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。在單芯片上 ，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。 GND：接地。 通過對比，故采用方案三作為系統(tǒng)顯示模塊。 方案比較與選擇 本設(shè)計中的顯示模塊使 用的是 LCD1602液晶顯示。如圖 132所示。如圖 131所示。 顯示模塊 方案構(gòu)思 方案一：采用 LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示 采用 LED數(shù)碼管的靜態(tài)顯示，其特點(diǎn)是：其亮度較高；這種顯示方式接口，編程容易且管理簡單；不足的是，占用的 I/O的線資源較多。若是采用獨(dú)立按鍵，需頻繁按鍵，為軟件設(shè)計增加負(fù)擔(dān)，且操作 4 界面不友好；若是采用矩陣式按鍵，可以方便地輸入一個數(shù)值，使操作界面更具有人性化，且節(jié)約了寶貴的 I/O口資源。 圖 矩陣鍵盤輸入 方案比較與選擇 本設(shè)計中的輸 入模塊使用的是矩陣鍵盤輸入。 圖 獨(dú)立的功能按鍵 方案二：采用矩陣式鍵盤作為輸入模塊 矩陣式按鍵輸入模塊，其特點(diǎn)是：電路和軟件稍復(fù)雜，但相比之下，當(dāng)鍵數(shù)越多時，越節(jié)約 I/O口，比較節(jié)省資源。 3 輸入模塊 方案構(gòu)思 方案一：采用獨(dú)立式按鍵作為輸入模塊 獨(dú)立式按鍵輸入模塊，其特點(diǎn)是：直接用 I/O口構(gòu)成單個按鍵電路，接口電路配置靈活、按鍵識別和軟件結(jié)構(gòu)簡單；但是當(dāng)鍵數(shù)較多時，占用 I/O口較多，比較浪費(fèi)資源。該器件與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容；且是單片機(jī)中最典型的代表，應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。單片機(jī)廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)品，智能儀表，測控技術(shù)，智能接口等，具有操作簡單、實(shí)用方便、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)。通常由單塊集成電路芯片組成，內(nèi)部包含有計算機(jī)的基本功能部件：中央處理器 CPU，存儲器和 I/O 接口電路等。 但是基于 SRAM 編程的 FPGA，其編程信息需存放在外部存儲器上，需外部存儲器芯片，且 使用方法復(fù)雜，保密性差，而其對于一個簡單的計算器而言，使用 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 FPGA以來， FPGA的集成密度和性能提高很快，其集成密度最高達(dá) 500萬門 /片以上，系統(tǒng)性能可達(dá) 200MHz。 2 對字符液晶顯示模塊的工作原理，如初始化、清屏、顯示、調(diào)用及外特性有較清楚的認(rèn)識，并會使用 LCD（液晶顯示模塊）實(shí)現(xiàn)計算結(jié)果的顯示；掌握液晶顯示模塊的驅(qū)動和編程，設(shè)計 LCD 和單片機(jī)的接口電路，以及利用單片機(jī)對液晶模塊的驅(qū)動和操作； 在充分分析內(nèi)部邏輯的概念，進(jìn)行軟件和調(diào)試，學(xué)會使用，并能夠以其為平臺設(shè)計出具有四則運(yùn)算能力簡易計算器的硬件電路和軟件程序。 設(shè)計目的 本設(shè)計旨在進(jìn)一步掌握單片機(jī)理論知識，理解嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的硬軟件設(shè)計，加強(qiáng)對實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的能力。 系統(tǒng)開發(fā)意義 今天，人們的日常生活中已經(jīng)離不開計算器了，社會的各個角落都有它的身影，比如商店，辦公室，學(xué)校??。計算器在人們的日常中是比較的常見的電子產(chǎn)品之一。 關(guān)鍵字： AT89S52；液晶屏 LCD1602；矩陣鍵盤 1 前言 系統(tǒng)開發(fā)背景 隨著社會的發(fā)展，科學(xué)的進(jìn)步，人們的生活水平在逐步的提高，尤其是微電子技術(shù)的發(fā)展，猶如雨后春筍般的變化。本系統(tǒng)硬件部分由 AT89S52 單片機(jī)、 LCD1602 液晶屏、鍵盤、指示燈系統(tǒng)等部分構(gòu)成。本系統(tǒng)可進(jìn)行簡易的計算信息，還具有時間校準(zhǔn)等功能。目錄 1 前言 ..................................................... 1 系統(tǒng)開發(fā)背景 ............................................... 1 系統(tǒng)開發(fā)意義 ............................................... 1 設(shè)計目的 ................................................... 1 2 方案 ..................................................... 2 芯片 ....................................................... 2 輸入模塊 ................................................... 3 方案構(gòu)思 ................................................ 3 顯示模塊 ................................................ 4 方案構(gòu)思 ................................................ 4 方案比較與選擇 .......................................... 5 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計及說明 ............................................ 5 系統(tǒng)組成及總體框圖 ......................................... 5 元件簡介 ................................................ 5 AT89S52 特點(diǎn) ............................................. 5 74LS08 簡要說明 ......................................... 11 LCD1602 液晶顯示屏 ...................................... 12 4 設(shè)計原理分析 ............................................. 14 設(shè)計方案的確定 ............................................ 15 計算器硬件方案及硬件資源分配 ............................... 15 硬件資源分配 ........................................... 15 鍵盤電路的設(shè)計 ............................................ 16 顯示電路的設(shè)計 ............................................ 17 5 計算器的軟件設(shè)計 ......................................... 18 計算器的軟件規(guī)劃 .......................................... 18 鍵盤掃描的程序設(shè)計 ........................................ 18 顯示模塊的程序設(shè)計 ........................................ 20 主程序的設(shè)計 .............................................. 21 軟件的可靠性設(shè)計 .......................................... 21 結(jié)束語 ..................................................... 22 致謝 ....................................................... 23 附錄一 實(shí)物圖 .............................................. 24 附錄二 軟件程序 ............................................ 26 1 基于單片機(jī)的電子的計算器 摘要： 簡易計算器是一種非常廣泛日常工具，對現(xiàn)代社會越來越流行。它可以進(jìn)行一些簡易的計算。該電路采用 AT89S52 單片機(jī)作為核心，功耗小，能在 3V 的低壓工作，電壓可選用 3~5V電壓供電。軟件部分在 keil 環(huán)境下用 C51 語言編寫，包括簡易計算顯示等。電子產(chǎn)品的更新速度快就不足驚奇了。如何使計算器技術(shù)更加的 成熟，充分利用已有的軟件和硬件條件，設(shè)計出更出色的計算器，使其更好的為各個行業(yè)服務(wù)，成了如今電子領(lǐng)域重要的研究課題。因此設(shè)計一款簡單實(shí)用的計算器會有很大的實(shí)際意義。通過本設(shè)計的學(xué)習(xí)，使我掌握單片機(jī)程序設(shè)計和微機(jī)接口應(yīng)用的基本方法，并能綜合運(yùn)用本科階段所學(xué)軟、硬件知識分析實(shí)際問題 ，提高解決畢業(yè)設(shè)計實(shí)際問題的能力，為單片機(jī)應(yīng)用和開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。 2 方案 芯片 本設(shè)計中的芯片可以采用兩種方案，一種是以 FPGA 為核心處理芯片 ，配備相應(yīng)的外設(shè)；另一種是以AT89S52處理器，配備相應(yīng)的外設(shè)。由于 FPGA器件集成密度高，方便易用，開發(fā)和上市周期短，在數(shù)字設(shè)計和電子生產(chǎn)中得到迅速普及和應(yīng)用，并一度在高密度的可編程邏輯器件領(lǐng)域中獨(dú)占鰲頭。 方案二：采用 AT89S52 單片機(jī)是單片微型機(jī)的簡稱，故又稱為微控制器 MCU（ Micro Control Unit）。因此，單片機(jī)只要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個單片機(jī)控制系統(tǒng)。其中 AT89S52是一種帶 8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROMFlash Programable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 COMOS8的微處理器。 方案比較與選擇： 通過以上兩種方案的論證和比較，從設(shè)計的實(shí)用性、方便性和成本等諸多方面考慮，最終選擇了以AT89S52 單片機(jī)作為中央處理單元進(jìn)行計算器的設(shè)計，這樣設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)對九位整數(shù)加、減、乘、除的四則運(yùn)算。其原理圖如圖 121所示。其原理圖如圖 222所示。 鍵盤輸入預(yù)置用于計算，按鍵較多。 通過對比，故采用方案二作為系統(tǒng)輸入模塊。如果采用單片機(jī)或 CPLD/FPGA來控制的話，勢必存在浪費(fèi) I/O口資源的問題。 圖 4 位數(shù)碼管靜態(tài)顯示 方案二：采用 LED數(shù)碼管動態(tài)顯示 采用 LED數(shù)碼管的動態(tài)顯示，其特點(diǎn)是：其亮度比靜態(tài)顯示的亮度要差一些；但其電路比較簡單，適合于顯示位數(shù)較多的情況。 圖 4 位數(shù)碼管的動態(tài)顯示 方案三：采用 LCD1602液晶顯示 采用 LCD1602液晶顯示，其特點(diǎn)是：可以調(diào)節(jié)其背光亮度，這種顯示方式接口，編程雖然有些麻煩， 5 但管理較方便，占用的 I/O口資源線也不多。 在計算器運(yùn)算中，需顯示的數(shù)字、符號較多，按很據(jù)個方面的特點(diǎn)，而后可以發(fā)現(xiàn) LCD液晶顯示，雖然在價格上的確是稍貴于 LED數(shù)碼管；但數(shù)碼管在硬件設(shè)計電路中，會因線太多、線路復(fù)雜而過于繁瑣，則舍棄 LED數(shù)碼管，選擇 LCD液晶顯示。 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計及說明 系統(tǒng)組成及總體框圖 A T 8 9 S 5 2主 控 制 模 塊L C D 液 晶 顯 示 屏 模 塊電 源 模 塊