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1、电子设计实验名称：基于STC89C52RC单片机的简易计算器设计 姓 名： _学 号：指导老师： 目录一、可行性研究.3二、设计方案简述.4 2.1、功能介绍.4基本功能.4扩展功能.4 2.2、总体设计方案.5总体设计思路.5方案论证与比较.6系统组成.7三、详细设计.12 1.各个模块设计.12 输入模块：键盘扫描.13 运算模块：单片机控制.14 显示模块：LCD1602显示.15 2.硬件电路设计.16 硬件连接.16 3.元件的介绍17 STC89C52单片机组成.17 复位和复位电路.18 LCD1602显示器.19 4.PCB设计以及结果显示.225、 总结24附录主要程序代码.
2、25一、设可行性分析：1.2.1 经济可行性由于只是实验性质的编程，所以在设计和开发都不需要过多的经费，但是系统投入运行以后，硬件维护和损耗所造成的耗费是必须的，但是数目也不会很大。所以经过初步分析，经济上基本上是可行的1.2.2技术可行性在技术方面，因为都学习了C语言，硬件课程设计等课程，对于开发语言c语言也有一定的掌控能力，应该能够完成相应的任务。1.2.3 运行可行性该成果简单易操作，非常容易使用。1.2.4 法律可行性由于我们需要完成的功能相对简单，没有太多涉及到很专业方面的内容，更没有计划将系统利用到商业用途，所以不存在侵权或者版权纠纷方面的问题。1.2.5结论该系统的软硬件都比较容
3、易理解和实现，所以，具有实现一计算器的可行性。二、设计方案简述2.1功能概述系统基本功能：（1）由于设计的计算器要进行四则运算，为了得到较好的显示效果，经综合分析后，最后采用LCD 显示数据和结果。（2）采用键盘输入方式，键盘包括数字键（09）、符号键（+、-、）、清除键(onc)和等号键（=），故只需要16 个按键即可，设计中采用集成的计算键盘。（3）在执行过程中，开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LCD显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LCD上输出运算结果。（4）错误提示：当计算器执
4、行过程中有错误时，会在LCD上显示相应的提示,如：当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时，计算器会在LCD上提示overflow；当除数为0时，计算器会在LCD上提示error。扩展功能：加上括号的混合运算2.2总体设计思路本设计主要采用以下基本模块来实现：控制器模块，输入模块，输出模块和电源模块。通过对控制器进行编程。使其对输入模块的信号进行处理计算，然后通过输出模块反馈给使用者以计算结果。STC89C52单片机4*4键盘LCD显示 晶振电路复位电路线路原理框图方案论证与比较控制部分的设计方案论证与选择根据设计要求，控制器主要用于红外信号的接收和辨认、控制步进电机的动作，控制显示
5、步进电机的转速等。对于控制器的选择有以下三种方案。方案一：采用计算器专用芯片实现。用计算器专用芯片进行设计并编程实现。这种设计方案计算效率高、速度快、而且成本也相对较低，是厂家做计算器的最佳方案。但是本人对计算器专用芯片掌握的不够，还不足以实现设计计算器，所以这个方案不可去。 方案二：采用FPGA（现场可编程门阵列）作为系统的控制器。FPGA将所有器件集成到一块芯片上，体积小，节省空间，提高了稳定性；直接面向用户，具有极大的灵活性和通用性，使用方便，硬件测试和实现快捷，开发效率高，工作可靠性好。可以实现各种复杂的逻辑功能，规模大，密度高，采用并行的输入输出方式，系统处理速度高，适合作为大规模实
6、时系统的控制核心。由FPGA内部编程实现计算器功能，本设计对数据处理速度的要求不是很高，FPGA的高速处理的优势得不到充分的体现，由于其集成度高，使其成本偏高，同时由于芯片的引脚较多，实物电路板布线复杂，加重了电路设计和实际焊接的工作。并且FPGA的价格相对较高，性价比太低。 方案三、用单片机实现。由于单片机集成了运算器电路、控制电路、存储器、中断系统、定时器/计数器以及输入/输出口电路等，所以用单片机设计控制电路省去了很多分立元器件。由于单片机是可编程芯片，并且它可以运用C语言编写，对于一些复杂的计算功能，可以调用C语言库函数。使编写程序变得非常简单。所以该课题用单片机实现，不仅功能易于实现
7、，而且精确度高，稳定性好，抗干扰能力强。并且由于其成本低、体积小、技术成熟和功耗小等优点，且技术比较成熟。性价比也相当高。更重要的是本人经过几年的学习，对单片机已有深刻的理解，并且可以灵活运用。综上所述，并通过各个方面综合比较为达到最佳效果。我们采用方案三利用单片机控制器。显示电路的设计方案论证与选择方案一：数码管显示方案。数码管显示使用两个四位一体动态数码管显示方案，此设计电路如图所示。采用动态数码管显示，具有程序简单， 对外界环境要求低，易于维护，同时其精度比较高，精确可靠，操作简单。显示直观的特点。但只能显示数字和一些代码，不能显示汉字及一些常用的符号，且硬件设计比较复杂。方案二;LCD
8、1602显示器所谓1602是指显示的内容为16*2,即可以显示两行，每行16个字符。目前字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于大部分的字符型液晶。字符型LCD1602通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC(15脚)和地线GND(16脚)，其控制原理与14脚的LCD完全一样，引脚定义如下表所示： HD44780内置了DDRAM、CGROM和CGRAM。 DDRAM就是显示数据RAM，用来寄存待显示的字符代码。共80个字节，其地址和屏幕的对应关系如下表： HD44780的指令集1
9、.清屏指令 功能： 清除液晶显示器，即将DDRAM的内容全部填入空白的ASCII码20H; 光标归位，即将光标撤回液晶显示屏的左上方; 将地址计数器(AC)的值设为0。 2.光标归位指令 功能： 把光标撤回到显示器的左上方; 把地址计数器(AC)的值设置为0; 保持DDRAM的内容不变 3.进入模式设置指令 功能：设定每次定入1位数据后光标的移位方向，并且设定每次写入的一个字符是否移动。参数设定的情况如下所示： 位名设置 I/D 0=写入新数据后光标左移 1=写入新数据后光标右移 S0=写入新数据后显示屏不移动 1=写入新数据后显示屏整体右移1个字 4.显示开关控制指令 功能：控制显示器开/关、光标显示/关闭以及光标是否闪烁。参数设定的情况如下： 位名设置 D0=显示功能关 1=显示功能开 C0=无光标 1=有光标 B0=光标闪烁 1=光标不闪烁 5.设定显示屏或光标移动方向指令 功能：使光标移位或使整个显示屏幕移位。参数设定的情况如下： S/C R/L设定情况 0 0光标左移1格，且AC值减1 0 1光标右移1格，且AC值加1 1 0显示器上字符全部左移一格，但光标不动 1 1显示器上字符全部右移一格，但光标不动 6.功能设定指令 功能：设定数据总线位数、显示的行数及字型。参数设定的情况如下： 位名
