【正文】 V 圖 復(fù)位電路 在振蕩運(yùn)行的情況下，要實(shí)現(xiàn)復(fù)位操 作，必須使 RES 引腳至少保持兩個(gè)機(jī)器周期（ 24 個(gè)振蕩器周期）的高電平。 圖 AT89C51 芯片管腳圖 第 7 頁(yè) 共 67 頁(yè) 3. 單片機(jī)的復(fù)位 ： 電路如圖 所示 .RST：復(fù)位輸入 ,在 RESET（圖中表示為 RST ）輸入端出現(xiàn)高電平時(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù)位和初始化 .。作為輸入 ，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上 拉電阻拉高，且作為輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸 第 6 頁(yè) 共 67 頁(yè) 出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 GND：接地。 低功耗的閑置和掉電模式 5 個(gè)中斷源 32 可編程 I/O 線 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 與 MCS51 兼容 由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。因此，總的電路設(shè)計(jì)方案以單片機(jī) AT89C— 51 來(lái)做為核心元器件，外圍采用4*4 行列式鍵盤作為輸入，采用 LCM1602 液晶顯示器來(lái)做輸出 圖 硬件設(shè)計(jì)框圖 控制部分 單片機(jī) 輸入部分鍵盤 輸出部分 液晶 第 5 頁(yè) 共 67 頁(yè) 2. 簡(jiǎn)易計(jì)算器 部分電路設(shè)計(jì) AT89C51常用指令 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 軟件流程大致如下： 開(kāi)始 ， 然后是系統(tǒng)的初始化，進(jìn)行鍵盤掃描，對(duì)掃描的鍵 值進(jìn)行判斷（分為數(shù)字鍵和功能鍵）， 如果是數(shù)字 鍵，執(zhí)行數(shù)字鍵處理子程序，即顯示數(shù)字并將數(shù)值存儲(chǔ)；如果是命令鍵 ，即 第 4 頁(yè) 共 67 頁(yè) 先判斷是否為清屏，如為清屏鍵，則執(zhí)行清屏子程序，若為 +*/運(yùn)算鍵則顯示相應(yīng)的符號(hào)并存儲(chǔ)結(jié)果， 若 都不是則為 =鍵，即要先判斷上個(gè) 符號(hào)位，然后調(diào)用對(duì)應(yīng)的運(yùn)算子程序運(yùn)算，就可以得到需要的結(jié)果。 軟件部分設(shè)計(jì) 軟件部分的設(shè)計(jì)思路是 將整個(gè)程序劃分為鍵盤掃描部分，顯示部分，運(yùn)算程序部分，清屏顯示部分。在電機(jī)的作用下，產(chǎn)生冷熱變化，從而影響它的透光性，來(lái)達(dá)到顯示的目的。 方案二：使用液晶顯示器來(lái)顯示。 方案一：使用 8 位 LED 數(shù)碼管來(lái)做顯示。獨(dú)立式按鍵接口電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 . 但是在本實(shí)驗(yàn)中根據(jù)實(shí)際的需要 19 個(gè)按鍵， 所以我們采用方案二 。但是這種方式采用了大量的 I/O 口線。 第 2 頁(yè) 共 67 頁(yè) 目錄 引言 ........................................................................................................ 1 目錄 ........................................................................................................ 2 ................................................................... 3 硬件部分設(shè)計(jì)方案 ..................................................................... 3 軟件部分設(shè)計(jì) ............................................................................. 3 硬件設(shè)計(jì)原理圖 ........................................................................ 4 2. 簡(jiǎn)易計(jì)算器部分電路設(shè)計(jì) ............................................................ 5 AT89C51 常用指令 ..................................................................... 5 顯示及顯示接口 ...................................................................... 11 鍵盤、液晶顯示的組合接口 .................................................. 15 算術(shù)邏輯運(yùn)算處理 .................................................................. 18 ......................................................................... 19 致謝 ...................................................................................................... 21 參考文獻(xiàn) .............................................................................................. 22 第 3 頁(yè) 共 67 頁(yè) 案 硬件部分設(shè)計(jì)方案 1 單片機(jī)部分 單片機(jī)以 AT89C51 來(lái)做為核心元器件。目前只做到按鍵與顯示的結(jié)合（ 即 在顯示器上 可以顯示數(shù)字鍵還有命令鍵 +*/ =清零）；加法子程序已經(jīng)編寫成功并嚴(yán)整無(wú)誤，但在整體調(diào)試中未能圓滿實(shí)現(xiàn)，本部分正在調(diào)試中。 隨著社會(huì)需求，計(jì)算器也從原有單一的數(shù)字加減計(jì)算演變?yōu)閺?fù)雜的多種運(yùn)算。 隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，微處理器芯片的集成程度越來(lái)越高，單片機(jī)已可以在一塊芯片上同時(shí)集成CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、并行和串行接口、看門狗、前置放大器、 A／ D 轉(zhuǎn)換器、 D／ A 轉(zhuǎn)換器等多種電路，這就很容易將計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量控制技術(shù)結(jié)合，組成智能化測(cè)量控制系統(tǒng)。那時(shí)的計(jì)算器是臺(tái)式的，在美國(guó)波士頓的電子博覽會(huì)上展出過(guò)。 簡(jiǎn)易計(jì)算器主要用于加減乘除；科學(xué)計(jì)算器，又增添了初等函數(shù)運(yùn)算（有的還帶有數(shù)據(jù)總加、求平均值等統(tǒng)計(jì)運(yùn)算） 。計(jì)算器的程序一般都已經(jīng)固定，只需按鍵輸入數(shù)據(jù)和運(yùn)算符號(hào)就會(huì)得出結(jié)果， 很容易就 能掌握。 第 1 頁(yè) 共 67 頁(yè) 引言 計(jì)算器 （ Calculator） 是微型電子計(jì)算機(jī)的一種特殊類型。它與一般通用計(jì)算機(jī)的主要區(qū)別在于程序輸入方式的不同。而一般計(jì)算機(jī)的程序可以根據(jù)需要隨時(shí)改動(dòng)，或重新輸入新的程序 。 現(xiàn)代電子計(jì)算器首次問(wèn)世是 1963 年。與計(jì)算機(jī)相比，它小巧玲瓏，計(jì)算迅捷，一般問(wèn)題不必事 先編寫復(fù)雜的程序。這種技術(shù)促使機(jī)器人技術(shù)也有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前人們已經(jīng)完全可以設(shè)計(jì)并制造出具有某些特殊功能的簡(jiǎn)易智能機(jī)器人?，F(xiàn)在不在單一的在某一方面而是涉及到生活的方方面面 . 由于我對(duì)知識(shí)掌握的不夠熟練，重點(diǎn)不夠清楚，導(dǎo)致在重點(diǎn)與非重點(diǎn)處花費(fèi)的時(shí)間不成比例，進(jìn)度緩慢，這是設(shè)計(jì)沒(méi)能全部完成的部分原因。等調(diào)試成功后，其它運(yùn)算子程序的問(wèn)題將迎刃而解。 2 按鍵部分 方案一：采用 4*4 行列式鍵盤，分別設(shè)定數(shù)字鍵和功能鍵，采用查詢方式，每次有鍵按下時(shí)，先判斷是實(shí)數(shù)字鍵還是功能鍵。 方案二：采用獨(dú)立式按鍵。 3 顯示部分 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，使用的顯示器主要有 LED（發(fā)光二極管顯示器）、 LCD 液晶顯示器以 及 CRT 接口 。 LED 顯示器是是由發(fā)光二極管顯示字段組成的顯示器件，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段 LED，這種顯示器有共陰極和共陽(yáng)極兩種，它具有成本低廉、配置靈活和單片機(jī)接口方便等特點(diǎn)。 液晶是介于固態(tài)和液態(tài)間的有機(jī)化合物，將其加熱會(huì)變成透明液態(tài)，冷卻后變成結(jié)晶的混濁固態(tài)。 LCD 還具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)（ 1） 低壓、微功耗（ 2）顯示信息量大（ 3） 長(zhǎng)壽命 （ 4） 無(wú)輻射 ， 無(wú)污染 。 對(duì)于其中的 鍵盤掃描部分 在編寫時(shí) 又分為動(dòng)態(tài)掃描和靜態(tài)掃描 ；運(yùn)算程序部分包括加 、 減 、 乘 、 除四個(gè)子程序。 硬件設(shè)計(jì) 原理圖 簡(jiǎn)易計(jì)算器大致分為：?jiǎn)纹瑱C(jī)、液晶顯示、鍵盤三大部分 。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 1 主要特性： 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ) 器 ， 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) ， 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 。 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 128*8 位內(nèi)部 RAM 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 可編程串行通道 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 2 管腳說(shuō)明： 如圖 VCC：供電電壓。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收 。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。當(dāng) P3 口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： P3 口管腳 備選功能 ： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些 控制信號(hào)。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間 。 CPU 在第二個(gè)機(jī)器周期內(nèi)執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位操作，以后每一個(gè)機(jī)器周期重復(fù)一次，直至 RES端電平變低。內(nèi)部復(fù)位操作使堆棧指示器 SP 為 07H，各端口都為 1（ P0P3 口的內(nèi)容均勻 0FFH），特殊功能寄存器都復(fù)位為 0，但不影響 RAM 的狀態(tài)。 圖 （ a）為加電自動(dòng)復(fù)位電路。當(dāng)振蕩頻率選用 6MHz 時(shí)， C 選 22uF，R 選 1K，便能可靠地實(shí)現(xiàn)加電自動(dòng)復(fù)位，若采用 RC 電路接斯密特電路的輸入端，斯密特電路輸出端接 MCS51 和外圍電路的復(fù)位端，能使系統(tǒng)可靠地同步復(fù)位。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖 信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率