【正文】 停止工作， 允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 8 位微控制器 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash。 2. AT89S52 引腳功能 AT89S52 單片機(jī)為 40 引腳芯片見(jiàn)圖 22。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口接收低 8 位地址字節(jié)。對(duì) P2 端口寫 “1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高 ，此時(shí)可以作為輸入口使用。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR） 時(shí)， P2 口送出高八位地址。 在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸出 P2鎖存器的內(nèi)容。晶振工作時(shí)， RST 腳持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無(wú)效。 EA/VPP—— 外部訪問(wèn)允許，欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。 如 EA端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。 XTAL1—— 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL1， XTAL2接石英晶體振蕩器。 圖 23 外接晶體引腳圖 XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端， XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。晶振的頻率可以在 1MHz24MHz內(nèi)選擇，在本設(shè)計(jì)電路中選用了 12MHz。機(jī)器周期＝ 12時(shí)間周期，如 12MHz 的機(jī)器周期為 1 微秒。 RST/VPD—— 當(dāng)出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期高電平時(shí)，單片機(jī)復(fù)位。如圖24所示。 單片機(jī)是為了工業(yè)控制需要滿足而誕生的，是自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心部件，因而也主要用于工業(yè)控制、智能化儀器儀表、家用電器中。 由于單片機(jī)主要面向工業(yè)控制，工作環(huán)境比較惡劣，入高溫，強(qiáng)電磁干擾，甚至含有腐蝕性氣體，在太空中工作的單片機(jī)控制系統(tǒng)，還必須具有抗輻射能力，這決定了單片機(jī) CPU 于通用微機(jī) CPU 具 有不同的技術(shù)特征和發(fā)展方向 。液晶顯示器有厚度薄、適用于河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式計(jì)算機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、 PDA 移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。 HD44780 的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括顯示數(shù)據(jù) RAM（ DDRAM）、字符發(fā)生器 ROM（ CGROM）、字符發(fā)生器 RAM（ CGRAM）、指令寄存器 IR、數(shù)據(jù)寄存器 DR、地址計(jì)數(shù)器 AC（ Address Counter）和忙標(biāo)志 BF（ Busy Flag）等邏輯電路。 采用的 LCD1602 液晶模塊是標(biāo)準(zhǔn) 16 針插座，接口電路如圖 26 所示，及各引腳說(shuō)明如表 25 所示。因此， DDRAM 的地址也就意味著顯示字符的地址，顯示字符時(shí)首先要向 LCD 送顯示字符地址。 LCD16 字 *2 行 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D OE OF 10 ?? 27 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4A 4B 4C 4D 4E 4F 50 ?? 67 圖 26 DDRAM 單元地址與顯示屏字符位的對(duì) 應(yīng)關(guān)系 設(shè)計(jì)方案比較及確定 本設(shè) 計(jì)中的芯片可以采用兩種方案，一種是以 FPGA 為核心處理芯片；另一種是以 AT89S52 處理器。 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(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 /片以上，系統(tǒng)性能可達(dá) 200MHz。 但是基于 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，使用 FPGA 有點(diǎn)大材小用，成本太高。 單片機(jī)是單片微型機(jī)的簡(jiǎn)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(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。 而其中 AT89S52 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory） 的低電壓，高性能 COMOS8 的微處理器。 通過(guò)以上兩種方案的論證和比較，從設(shè)計(jì)的實(shí)用性、方便性和成本等諸河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 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(jì)算器的設(shè)計(jì)，這樣設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)六 位整數(shù)、兩位小數(shù)的加、減、乘、除的四則運(yùn)算。獨(dú)立式按鍵輸入模塊，其 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。 圖 27 獨(dú)立功能按鍵圖 方案二，采用矩陣式鍵盤作為輸入模塊。其原理圖如圖 28 所示。矩陣鍵盤采用四條 I/O 線作為行線，四條 I/O 線作為列線組成鍵盤，在行線和列線的每個(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵。 LCD 顯示模塊設(shè)計(jì)方案比較及確定 方案一，采用 LED 數(shù)碼管靜態(tài)顯示。如果采用單片機(jī)或 CPLD/FPGA 來(lái)控制的話，勢(shì)必存在浪費(fèi) I/O 口資源的問(wèn)題。 圖 29 矩陣鍵盤輸入圖 方案二，采用 LED 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示。如圖 210 所示。 LCD1602，工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示 16x02 即 32 個(gè)字符（ 16 列 2行），故簡(jiǎn)稱 1602。 圖 211 液晶顯示模塊圖 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 表 21 LCD1602 的引腳說(shuō)明 第 1 腳 Vss 為地電源 第 2 腳 VDD 接 5V 正電源 第 3 腳 Vo 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。 第 5 腳 Rw 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第 714 腳 D0D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 清零、開(kāi)平方、開(kāi)立方功能模塊設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)要求在任何時(shí)候按下 AC 清零鍵，都必須退出當(dāng)前操作，數(shù)據(jù)清零，準(zhǔn)備下一次的運(yùn)算，故應(yīng)采用獨(dú)立鍵盤產(chǎn)生下降沿輸入給單片機(jī)外部中斷處理。 圖 212 清零、開(kāi)方、開(kāi)立方模塊圖 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 電源模塊設(shè)計(jì) 由于 AT89S52 和 LCD1602 都是采用 5V 供電，而且其他模塊功能也采用5V 電平，本系統(tǒng)采用 LM7805 作為穩(wěn)壓芯片， 220V 交流電 經(jīng)過(guò)初級(jí)和次級(jí)的電容濾波，最終得到穩(wěn)定的 5V電壓供給系統(tǒng)使用。 初 始 化開(kāi) 始鍵 盤 掃 描是 否 有 按 鍵 按 下 ？返 回 值 0 9 ？計(jì) 算 第 一 次 輸 入 的數(shù) 值 大 小鍵 盤 掃 描否是 否 有 按 鍵 按 下 ？返 回 值 0 9 ？計(jì) 算 第 二 次 輸 入 的數(shù) 值 大 小否運(yùn) 算 計(jì) 算 結(jié) 果繼 續(xù) 判 斷 是 否有 按 鍵 按 下按 鍵 值 0 9 ？L C D 顯 示是否是是是是是 圖 31 總程序流程圖 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 外圍程序 模塊設(shè)計(jì) 顯示程序設(shè)計(jì) LCD1602 在上電以后，應(yīng)該先等待 50 毫秒左右，讓其內(nèi)部芯片初始化后再對(duì)其進(jìn)行操作。要顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候，先設(shè)置好顯示坐標(biāo)，再往里面寫入要顯示的 ASCII 碼， LCD 則通過(guò)刷新和替換來(lái)顯示新的數(shù)據(jù) ， 其程序流程圖如下圖 32 所示 。 開(kāi)始 初始化 設(shè)置坐標(biāo) 發(fā)送 ASII 顯示數(shù)據(jù) 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 開(kāi) 始按 鍵 賦 值第 一 行有 鍵 按 下第 二 行有 鍵 按 下第 三 行有 鍵 按 下第 四 行有 鍵 按 下判 斷 哪 一 列按 鍵 按 下返 回 按 鍵初 始 值返 回 行 列的 初 始 值結(jié) 束 圖 33 掃描鍵盤流程圖 清零程序設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)要求以及硬件結(jié)構(gòu)， AC 按鍵直接接入單片機(jī)外部中段 0，則程序應(yīng)使用中斷來(lái)清除各數(shù)據(jù)存儲(chǔ)變量達(dá)到清零的目的，并把清零標(biāo)志位至 1，在主程序中不斷查詢標(biāo)志位，若為 1， 則清零 ， 程序框圖如下圖 34 所示 。 answer =pow(2,10)。 } 執(zhí)行 2^10 = include main() { double root。 printf(answer is %f\n,root)。 圖 41 小數(shù) 加法運(yùn)算仿真圖 整數(shù)加法運(yùn)算， 235+623=858，計(jì)算結(jié)果如下圖 42 所示 。 圖 43 小數(shù)減法運(yùn)算仿真圖 整數(shù)減法運(yùn)算， 8999925563=64436，計(jì)算結(jié)果如下圖 44 所示 。 圖 45 小數(shù)減法得數(shù)為負(fù)數(shù)運(yùn)算仿真圖 三、 小數(shù)乘法運(yùn)算， =213，計(jì)算結(jié)果如下圖 46 所示 。 圖 47 整數(shù)乘法運(yùn)算仿真圖 小數(shù)乘法運(yùn)算， 247。 圖 48 小數(shù)除 法運(yùn)算仿真圖 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 四、 整數(shù)除法運(yùn)算， 85247。 圖 49 整數(shù)除法運(yùn)算仿真圖 五、 開(kāi)根號(hào)運(yùn)算， 5 =，計(jì)算結(jié)果如下圖 410 所示 。 圖 411 平方運(yùn)算仿真圖 七、 立方運(yùn)算， 38 =512，計(jì)算結(jié)果如下圖 412 所示 。 第一次編寫的程序只能實(shí)現(xiàn)得數(shù)不比 9 大的運(yùn)算，而且小數(shù)點(diǎn)和負(fù)數(shù)的功能還不能實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)我自己的驗(yàn)證以及請(qǐng)教同學(xué)終于發(fā) 現(xiàn)程序那兒錯(cuò)了，經(jīng)過(guò)修改程序，現(xiàn)在這個(gè)計(jì)算器可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算器的加減乘除、開(kāi)平方、開(kāi)立方的功能 了，得數(shù)可以是小數(shù)和負(fù)數(shù)，小數(shù)的結(jié)果可以精確到 。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)深深地讓我體會(huì)到做一個(gè)設(shè)計(jì)人員的不易與艱辛。 Hennessy J L. Computer anization and design: The hardware/software interface. 2nd Edition, San Francisco: Man Kaufmann, 1994 [6]Carreira J, Madeira H and Silva J G. Xception: A technique for the experimental evaluation of dependability in modern puters. IEEE Transactions on Software Engineering, 1998, 24(2): 125136 [7]Koopman P and DeVale K. Comparing the robustness of POSIX operating systems. In: Proceedings of the IEEE 29th International Symposium on FaultTolerant Computing, Madison, IEEE CS Press, June 1999, pp. 3037 [8]譚浩強(qiáng) . C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) [M].北京： 清華大學(xué) 出版社 ， 2021 [9]劉?；?. C語(yǔ)言 程序設(shè)計(jì)與實(shí)訓(xùn)教程 [M].北京： 科學(xué) 出版社 ， 2021 [10]張磊 . C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) [M].北京： 高等教育出版社 ， 2021 [11]嚴(yán)桂蘭 . C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) [M].廈門： 廈門大學(xué) 出版社 ， 2021 [12]張靖武 ,周靈杉 .單片機(jī)系統(tǒng)的 PROTEUS 設(shè)計(jì)與仿真 [M].北京：北京電子工業(yè)出版社 [13]靳達(dá) .求是科技 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例導(dǎo)航 [M].：人民郵電出版社 ,2021 [14]劉守義 . 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) [M].：西安電子 科技大學(xué)出版社 ,2021 [15]林志琦 .基于 PROTEUS 的單片機(jī)可視化軟硬件仿真 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ,2021 [16]胡輝 .單片機(jī)原理與應(yīng)用 .北京：北京水利水電出版社， 2021 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 [17]徐愛(ài)鈞 .智能化測(cè)量控制儀表原理與設(shè)計(jì) ,第二版 ,北京：北京航天航空大學(xué)出版社 , [18]孫育才等 .MCS51 系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用 ,第四版 :東南大學(xué)出版社 , [19]李萍等 .智能儀器實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，大連：大連交通大學(xué) , [20]郭天祥 .新概念 51 單片機(jī) C 語(yǔ)言教程 :入 門、提高、開(kāi)發(fā)、拓展全攻 略 ,北京 :電子工業(yè)出版社 ,2021 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 30 致 謝 感謝徐老師對(duì)我們的信任和關(guān)心，老師給我們開(kāi)會(huì)時(shí)說(shuō)，你們需