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1、 应用物理学专业 2015 届毕业论文本 科 毕 业 论 文题 目：基于 51 单片机简易计算器的设计院 （系）：物理与电子工程学院 专 业：应用物理学 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 2014 年 11 月 5 日TONGREN UNIVERSITY学号： 应用物理学专业 2015 届毕业论文目录摘要 1关键字 1引言 11、 单片机及其应用 21.1 单片机介绍 21.2 单片机应用 21.3 AT89C51 单片机 32、 LCD1602 和 74LS08 的工作理 72.1 选取 LCD1602 2.2 LCD1602 的功能和指令现2.3 74LS08 的功能3、 系统实
2、现模块框架3.1 硬件设计电路框图3.2 实现原理框图4、 硬件设计及仿真4.1 晶振、复位电路的设计4.2 按键电路的设计4.3 LCD1602 显示电路的设计5、 软件设计 应用物理学专业 2015 届毕业论文6、 总结7、 参考文献8、 附件 应用物理学专业 2015 届毕业论文摘要：简易计算器在人们的生活中应用极为广泛，由于它主要进行一些简单的运算，适用性强，并且方便携带，所以在许多的地方都必不可缺，比如在办公，交易等等。本系统主要介绍计算器实现简易计算的这个详细的过程，它的电路是以 AT89C51 单片机作为核心器件的，并且它的功耗低，能再 3V 的低压下工作，有时也可按照要求提升一
3、定的电压。它的硬件部分主要由 AT89C51 单片机、按键、LCD1602 显示屏、指示灯系统等部分构成。软件部分，是在 Keil 平台用 C 语言编写程序，包括运算、复位、延时、计算等。其次电路的设计会再proteus 上面进行仿真，以保障硬件电路的正确。关键字：AT89C51 单片机；LCD1602 显示屏；74LS08；按键；C 语言。引言：计算器是日常学习和生活中的好帮手， 比如对工科的学生来说，常常要用到基本的 +，-，* ，/ 运算，备有一个科学计算器在手边，可以把繁琐的计算迅速解决，对学习事半功倍。单片机是一种集成的电路芯片，它是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处
4、理器 CPU，存储器（RAM、ROM），多种 I/O 口和中断系统，定时器/计时器等功能集成到一块半导体芯片上构成的一个小而完善的计算机系统。本设计要制作的就是单片机于生活中最为常见的一种应用简易计算器。本简易计算器 AT89C51 单片机作为核心，可以显示简易的计算，简易计算器显示电路由 LCD1602 组成,硬件方面AT89C51 单片机，晶振，按键， LCD1602 显示屏。 应用物理学专业 2015 届毕业论文1、单片机及其应用1.1 单片机介绍单片机，全称单片微型计算机，又称微控制器，是把中央处理器、存储器、定时/计数器、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。它在
5、硬、软件系统和 I/O 口接口控制方面的能力都有独特之处，它在组成、逻辑功能上也是具有了微机系统的基本条件的。但是，它毕竟是单片机，它的许多功能还得靠外接输入/输出设备来实现，这样才能构成实用的单片机应用系统。旧的单片机的定义已不能满足，所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器。单 片 机 是 靠 执 行 程 序 来 运 行 的 ， 并 且 可 以 随 着 要 求 修 改 一 些 程 序 ， 已达 到 实 现 不 同 的 功 能 ， 尤 其 是 一 些 比 较 特 殊 的 独 特 的 功 能 ， 如 果 用 别 的 器件 这 样 的 功 能 ， 就 会 需 要 更 多 的 力 气 才 能 完
6、 成 ， 有 的 甚 至 是 无 法 做 到 的 ， 这就 更 不 用 说 它 的 成 本 以 及 商 业 价 值 了 。 所 以 用 单 片 机 以 后 ， 这 些 功 能 几 乎 都可 以 通 过 单 片 机 很 容 易 就 实 现 。1.2 单 片 机 应 用目 前 ， 单 片 机 已 经 以 各 种 不 同 的 方 式 融 入 我 们 的 生 活 ， 大 到 科 学 研 究 ，小 到 生 活 中 的 小 机 器 ， 并 且 在 许 许 多 多 的 领 域 都 是 不 可 或 缺 的 ， 像 现 在 的 各种 智 能 的 IC 卡 ， 医 疗 机 器 上 面 的 的 智 能 检 测 ，
7、汽 车 、 飞 机 等 交 通 工 具 的 智能 导 航 系 统 ， 包 括 上 面 的 录 音 机 、 视 频 摄 像 机 都 离 不 开 单 片 机 ， 更 不 用 说 一切 自 动 的 家 用 电 器 和 一 些 智 能 机 器 了 。 所 以 ， 学 习 单 片 机 的 开 发 和 应 用 是 电子 信 息 自 动 化 时 代 必 不 可 少 的 。 单 片 机 广 泛 应 用 于 仪 器 仪 表 、 家 用 电 器 、 医 应用物理学专业 2015 届毕业论文用 设 备 、 专 用 设 备 的 智 能 化 管 理 及 过 程 控 制 等 领 域 。 ， 大 致 可 分 如 下 几 个
8、范 畴 ： （ 1） 在 自 动 化 和 实 时 测 控 中 的 应 用 （ 2） 计 算 机 网 络 通 信 和 智 能 仪 器 设 备 领 域 中 的 应 用（ 3） 在 交 通 设 备 领 域 和 航 天 航 空 中 的 应 用 同 时 ， 单 片 机 在 嵌 入 式 系 统 应 用 领 域 中 也 有 着 重 要 的 地 位 。1.3 AT89C51 单 片 机 51 单 片 机 是 单 片 机 中 的 一 个 子 系 列 ， AT98C51 也 只 是 其 中 的 一 种 ,AT89C51是 一 种 带 2K 字 节 闪 烁 可 编 程 、 可 擦 除 只 读 存 储 器 的 低 电
9、 压 ， 高 性 能 CMOS 8 位 的 单 片 机 。 它 的 主 要 功 能 部 件 包 括 ：（ 1） 8 位 的 CPU。（ 2） 片 内 振 荡 器 。（ 3） 128 字 节 的 片 内 数 据 存 储 器 。（ 4） 4KB 的 片 内 程 序 存 储 器 。（ 5） 寻 址 范 围 为 64KB 的 外 部 数 据 存 储 器 和 程 序 存 储 器 。（ 6） 21 个 字 节 的 专 用 寄 存 器 。（ 7） 4 个 8 位 的 并 行 I/O 口 。（ 8） 一 个 全 双 工 的 串 行 口 。（ 9） 2 个 16 位 的 定 时 /计 数 器 。（ 10） 5
10、个 中 断 源 ， 2 个 中 断 优 先 级 。（ 11） 111 条 指 令 ， 具 有 位 寻 址 功 能 。（ 12） 片 内 采 用 单 总 线 结 构 。 应用物理学专业 2015 届毕业论文引 脚 的 介 绍 ：P0 口 （ P0.0P0.7） ： P0 口 为 一 个 8 位 漏 级 开 路 双 向 I/O 口 。 第 二 功能 是 访 问 外 部 存 储 器 时 ， 它 分 时 作 为 低 8 位 地 址 线 和 8 位 双 向 数 据 线 。 当P0 口 作 为 普 通 输 入 口 时 ， 应 先 向 口 锁 存 器 写 “1”。 P1 口 （ P1.0P1.7） P1 口
11、 是 一 个 内 部 提 供 上 拉 电 阻 的 8 位 双 向 I/O 口 。P1 口 管 脚 写 入 1后 ， 被 内 部 上 拉 为 高 ， 可 用 作 输 入 ， P1 口 被 外 部 下 拉为 低 电 平 时 ， 将 输 出 电 流 ， 这 是 由 于 内 部 上 拉 的 缘 故 。P2（ P2.0P2.7） 口 ： P2 口 为 一 个 内 部 上 拉 电 阻 的 8 位 双 向 I/O 口 ，当 P2 口 被 写 1时 ， 其 管 脚 被 内 部 上 拉 电 阻 拉 高 ， 且 作 为 输 入 。 P2 口 当用 于 外 部 程 序 存 储 器 或 16 位 地 址 外 部 数
12、据 存 储 器 进 行 存 取 时 ， P2 口 输 出地 址 的 高 八 位 。 在 给 出 地 址 1时 ， 它 利 用 内 部 上 拉 优 势 ， 当 对 外 部 八 位地 址 数 据 存 储 器 进 行 读 写 时 ， P2 口 输 出 其 特 殊 功 能 寄 存 器 的 内 容 。P3（ P3.0P3.7） 口 ： P3 口 管 脚 是 8 个 带 内 部 上 拉 电 阻 的 双 向 I/O口 。 当 P3 口 写 入 1后 ， 它 们 被 内 部 上 拉 为 高 电 平 ， 并 用 作 输 入 。 P3口 也 可 作 为 AT89C51 的 一 些 特 殊 功 能 口 （ 第 二
13、功 能 ） ， 如 下 表 所 示 ：P3.0 RXD（ 串 行 输 入 口 ）P3.1 TXD（ 串 行 输 出 口 ）P3.2 /INT0（ 外 部 中 断 0）P3.3 /INT1（ 外 部 中 断 1）P3.4 T0（ 记 时 器 0 外 部 输 入 ）P3.5 T1（ 记 时 器 1 外 部 输 入 ） 应用物理学专业 2015 届毕业论文P3.6 /WR（ 外 部 数 据 存 储 器 写 选 通 ）P3.7 /RD（ 外 部 数 据 存 储 器 读 选 通 ）RST： 复 位 输 入 。 当 振 荡 器 复 位 器 件 时 ， 要 保 持 RST 脚 两 个 机 器 周 期 的高
14、电 平 时 间 。XTAL1： 反 向 振 荡 放 大 器 的 输 入 及 内 部 时 钟 工 作 电 路 的 输 入 。XTAL2： 来 自 反 向 振 荡 器 的 输 出 。2、LCD1602 的工作原理2.1 选取 LCD1602 和原理LCD 是 1968 年之后发展起来的一种光电显示元件，它最大的优点就是耗能特别低，这是其他显示器件不可以比拟的。它的工作电压在 1.5V-6V，功耗小，寿命长与小时，响应速度在 10-200ms，并且工作温度也很广，在-20到+85。在本次设计中，我选的 LCD1602 显示屏，主要是它是一个成品，这样对我的设计的稳定性有一定的保障。本身的 LCD 是不发光，是由于给它施加电压之后，造成的电场是 LCD 里的 TN 型液晶体排列发生改变，而形成不透光的部分从而看上去是显示黑色 1。2.2 LCD1602 功能和指令实现 应用物理学专业 2015
