【正文】 .......5 ： ...................................................................................................6 ........................................................................................................................6 .....................................................................................................................7 ........................................................................................................................8 ..................................................................................................................................9 ..........................................................................................................9 ..........................................................................................................9 ........................................................................................................................9 .....................................................................................................................9 4硬件設(shè)計(jì) ................................................................................................................................. 11 ............................................................................................................... 11 硬件電路圖 .................................................................................................................. 12 4． 3引腳鎖定 ..................................................................................................................... 12 ......................................................................................................................... 12 ............................................................................................................... 12 ............................................................................................................ 13 ............................................................................................................ 14 ..................................................................................................... 14 ........................................................................................................... 15 ....................................................................................................................................... 15 ................................................................................................................................ 16 附錄（程序清單） ...................................................................................................................... 16 4 基于單片機(jī)的 多功能計(jì)算器 設(shè)計(jì) 方案一：采用獨(dú)立式按鍵作為輸入模塊，其特點(diǎn)：直接用 I/O 口構(gòu)成單個(gè)按鍵電路，接口電路配置靈活、按鍵識(shí)別和軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是當(dāng)鍵數(shù)較多時(shí)，占用 I/O 口較多，比較浪費(fèi)資源； 其原理圖如圖 1 所示： VCCKey110KR6VCCKey210KR7VCCKey310KR8VCCKey410KR9P34P35P36P33 圖 1 獨(dú)立的功能按鍵 方案二：采用矩陣式鍵盤作為輸入電路，其特點(diǎn)：電路和軟件稍復(fù)雜，但相比之下，當(dāng)鍵數(shù)越多時(shí)越節(jié)約 I/O 口，比較節(jié)省資源。 該設(shè)計(jì)電路是采用 AT89C51 單片機(jī)為主要控 制電路，然后使用 74LS245 緩沖驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)六位 LED 數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)， 利用 加上 4 4矩陣鍵盤 完成電路的實(shí)際操作。我們這次設(shè)計(jì)的多功能科學(xué)計(jì)算器也是利用 AT89C51 單片機(jī) 制作而成。大約 20 元。 該計(jì)算器可以實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)算還可以實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)和倒計(jì)時(shí)的功能。電子信息工程專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì) 題目 基于單片機(jī)的 多功能 計(jì)算器 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)類型 應(yīng)用型 導(dǎo)師姓名 林澤坤 史俊 主要內(nèi)容及目標(biāo) 使用 AT89C51 單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)多功能計(jì)算器，主要用到矩陣鍵盤， LED 數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù) 。要求進(jìn)行硬件、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 要求： （ 1） 6 位數(shù)范圍內(nèi)的計(jì)算 顯示 （ 2） 要有錯(cuò)誤提示 具有的設(shè)計(jì)條件 需要購(gòu)買單片機(jī)、 數(shù)據(jù)緩沖 器 、開(kāi)關(guān) 等電子元件一批。 計(jì)劃學(xué)生數(shù)及任務(wù) 計(jì)劃需要 3 人 計(jì)劃設(shè)計(jì)進(jìn)程 從接題開(kāi)始收集資料、準(zhǔn)備設(shè)計(jì) 第 1 周 畫出設(shè)計(jì)框圖，制定設(shè)計(jì)方案 第 2 周 畫出電路原理圖， 編寫軟件程序； 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 、 電路調(diào)試和完善，同時(shí)編寫設(shè)計(jì)報(bào)告 參考文獻(xiàn) （ 1）《 跟我學(xué)用單片機(jī) 》 肖洪兵 第 2 版 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 , （ 2）《 單片機(jī)高級(jí)教程 》 何立民 第 1 版．北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ， （ 3）《 單片機(jī)基礎(chǔ) 》 李廣第 第 1 版．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2 摘要： 單片機(jī)的出現(xiàn)是計(jì)算機(jī)制造技術(shù)高速發(fā)展的 產(chǎn)物，它是嵌入式控制系統(tǒng)的核心，如今，它已廣泛的應(yīng)用到我們生活中的各個(gè)領(lǐng)域，電子、科技、通信、汽車、工業(yè)等。 該計(jì)算器設(shè)計(jì)是采用 C語(yǔ)言編寫，實(shí)現(xiàn)了六位數(shù)范圍內(nèi)的加、減、乘、除基本的四則運(yùn)算，此外該計(jì)算器除了具備基本的計(jì)算功能以外還具有計(jì)時(shí)和倒計(jì)時(shí)的功能，也就是說(shuō)該計(jì)算器具有兩個(gè)工作模式，計(jì)算模式和計(jì)時(shí)模式，而計(jì)時(shí)模式里又包含正計(jì)時(shí)和倒計(jì)時(shí)的功能，這樣一個(gè)簡(jiǎn)易的計(jì)算器實(shí)現(xiàn)了多功能，比較實(shí)用和方便。電路比較簡(jiǎn)單，但是很實(shí)用方便。 其原理圖如圖 2 所示： 5 S2SWPBS3SWPBS4SWPBS5SWPBS6SWPBS7SWPBS8SWPBS9SWPBS10SWPBS11SWPBS12SWPBS13SWPBS14SWPBS15SWPBS16SWPBS17SWPBP10 P11 P12 P13P15P16P17P14 圖 2 矩陣鍵盤輸入 本設(shè)計(jì)使用鍵盤輸入預(yù)置 用于計(jì)算或計(jì)時(shí) ， 按鍵較多。若采用矩陣式按鍵，可以方便地輸入一個(gè) 數(shù) 值，使操作界面更具人性化，節(jié)約了寶貴的 I/O 口資源。 ： 方案一：用 LCD 顯示，要用 LCD 顯示，需要學(xué)習(xí)其專用的驅(qū)動(dòng)控制芯片，比如 HD61203，軟件實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，且 LCD 的價(jià)格昂貴。 方案三： 采用 LED 數(shù)碼管并行動(dòng)態(tài)顯示，顯示亮度不及靜態(tài)顯示，但電路簡(jiǎn)單，適合于顯示位數(shù)較多的情況。 LED 數(shù)碼管 顯示器由 6 個(gè)發(fā)光二極管組成，因此也稱之為 6 段 LED 顯示器，其排列形狀如 上。 模塊 功能介紹 ： 模塊 該設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路是 由 74LS245來(lái)驅(qū)動(dòng)的 。 74LS245 還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。 當(dāng)片選端 /CE 低電平有效時(shí)， AB/BA=“0”，信號(hào)由 B 向 A 傳輸；（接收） AB/BA =“1”，信號(hào)由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng) /CE 為高電平時(shí)， A、 B 均為高阻態(tài)。 P0 口與 74LS245 輸入端 相連 ,/CE 端接地，保證數(shù)據(jù)現(xiàn)暢通。 7 模塊 該設(shè)計(jì)的核心控制電路是 AT89C51單片機(jī) 。 其引腳圖以及工作原理如下： 現(xiàn)簡(jiǎn)要介紹各引腳的功能。 XTAL1(18腳 )：當(dāng)采用芯片內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，接外部晶振的一個(gè)引腳；當(dāng)采用外部時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，外部信號(hào)由此腳輸入。 ALE/PROG(30 腳 )： ALE 即允許地址鎖存信號(hào)輸出，當(dāng)單片機(jī)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)該腳的輸出信號(hào)用于鎖存 P0的低 8位地址，其輸出的頻率為時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6。 /PSEN(29腳 )：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)，低電平有效，用于實(shí)現(xiàn)外部程序存儲(chǔ)器的 讀操作。 ⑷ .多功能 I/O引 ： P0口 (32～ 39腳 )： P0數(shù)據(jù) /地址復(fù)用總線端口。 P2口 (21～ 28腳 )： P2動(dòng)態(tài)端口。除作 I/O端口外，它還提供特殊的第二功能，其具體 8 含義為： (10腳 )RXD：串行數(shù)據(jù)接收端。 (12腳 )INT0：外部中斷 0請(qǐng)求端，低電平有效。 (14腳 )T0：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0計(jì)數(shù)輸入端。 (16腳 )WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通，低電平有效。通過(guò)程序的編寫使簡(jiǎn)單的器件實(shí)現(xiàn)豐富的功能。該計(jì)算器只能實(shí)現(xiàn)正 整數(shù)范圍內(nèi)的四則運(yùn)算。 雖然有點(diǎn)誤差但 誤差不大 基本達(dá)到要求。 一開(kāi)始默認(rèn)的模式是計(jì)算模式即 矩陣鍵盤執(zhí)行 計(jì)算 模式下的功能。 10 開(kāi)始 計(jì)算器初始化 是否為計(jì)算模式 是否為計(jì)時(shí)模式 是否為倒 計(jì)時(shí)模式 結(jié)束 Y NO Y NO Y NO 執(zhí)行該模式下的操作 執(zhí)行該模式下的操作 執(zhí)行該模式下的操作 11 4 硬件設(shè)計(jì) 74LS245 驅(qū)動(dòng)電路 AT89C51 主控制電路 矩陣鍵盤控制電路 LED 顯示電路 12 硬件電路圖 4． 3 引腳鎖定 P0口接驅(qū)動(dòng)器 74LS245。 P2口 接 4*4矩陣鍵盤 ； P3口 接 外部中斷 0。 9