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1、 2011 届届毕业设计说毕业设计说明明书书题题 目目:基于基于单单片机的多功能片机的多功能计计算器的算器的设计设计系 、 部： 电 气 与 信 息 工 程 系 学生姓名： 指导教师： 职 称 高 级 讲 师 专 业： 通 信 技 术 班 级： 0 8 0 1 学 号： 完成时间： 2011 年 5 月 9 号 目录目录摘要摘要11 一、系统设计一、系统设计22 1.1、功能介绍、功能介绍.2 1.1.1、基本功 能.2 1.1.2、扩展功 能.2 1.2、总体设计方案、总体设计方案.2 1.2.1、总体设计思路.2 1.2.2、方案论证与比较.2 1.2.3、系统组成.8 二、重要器件的知识
2、介绍二、重要器件的知识介绍88 2.1、单片机的知识介绍、单片机的知识介绍.8 2.1.1、单片机的主要性能.8 2.1.2、单片机的功能特性描叙.9 2.1.3、单片机的内部结构方框图及芯片引脚 图.9 2.1.4、单片机各引脚功能说 明.10 2.1.5、单片机时钟电 路.11 2.1.6、单片机复位电 路.12 2.1.7、单片机下载口电 路.12 三、软件设计三、软件设计1313 3.1、液晶显示设、液晶显示设 计计.13 3.2、键盘输入设、键盘输入设 计计.15 3.3、计算器函数设、计算器函数设 计计.15 3.4、程序流程、程序流程 图图.18 3.5、程序清、程序清 单单.2
3、0 产品使用说明产品使用说明2121 参考文献参考文献2222附录附录 1 1、元器件清单、元器件清单2323 附录附录 2 2、系统原理、系统原理 图图2424 附录附录 3 3、实物照片、实物照片2424 附录附录 4 4、程序清单、程序清单2727 致致 谢谢4646摘要本设计采用单片机作为控制芯片，用 C 语言对其进行编程实现，输入由 4*4 行列式键 盘控制，输出采用人性化的 SBY12864K-ZK 型液晶实现。该计算器为多功能计算器，在未 进行计算时，它是一个万年历时钟，并且带脑钟和星期显示，所以数据均可随时进行校准， 校准数据采用的是独立式键盘，是将 4*4 行列式键盘的一根线
4、拉低，然后读取与这根线交 叉的 4 根线的所处状态来判断按键是否被按下。 对于计算这个部分我采用的是行列键盘，10 个数字键，一个小数点键，四个符号键， 一个多功能键，通过判别该多功能键连续按的次数来决定该键此时的命令。由于 C 语言库 函数繁多，所以我采用调用 C 语言库函数来解决多种运算类型，这样编程更简单，运行起 来也更可靠。 。 关键字：单片机，点阵图形液晶，行列键盘，关键字：单片机，点阵图形液晶，行列键盘，C 语言库函数。语言库函数。AbstractAbstract The design uses a single-chip microcomputer as the control
5、chip, using C programming language of its input from 4 * 4 matrix keyboard control, the output of the use of human SBY12864K-ZK-type liquid crystal to achieve. Multi-function calculator for the calculator, before the calculation, it is a calendar clock and bell and weeks with the brain showed that t
6、here may at any time calibration data, calibration data is used in stand-alone keyboard, is a 4 * 4 matrix keyboard down one line, and then read with the root of the cross-line 4-line state to determine which button has been pressed, which is only four keys for the three calendar button calibration
7、and the control of the brain clock, and the other button is used to switch into the mode of calculation. For this part of the calculation I used the keyboard matrix, 10 numeric keys, a decimal point key, four symbol keys, a multi-function keys, multi-function through the identification of the row by
8、 the number of keys to determine the order of the key at this time. C language library function as a result of many, so I used to call C language library function to solve a wide range of operator types, such programming is much simpler, it is also more reliable. Keywords: Single-chip, dot-matrix gr
9、aphic LCD, matrix keyboard, C language library function.一、系统设计一、系统设计1.1、功能介绍、功能介绍1.1.11.1.1、基本功能、基本功能根据所学知识，自行设计一个计算器，要求自行设计供电电源，该计算器能够实现加 减乘除四则混合运算，能够实现连续计算。1.1.21.1.2、扩展功能、扩展功能（1） 、该计算器能够实现浮点数的运算。 （2） 、该计算器在不进行计算时能够当时钟用，并且该时钟可显示星期和日历，同时 能够修改其值。 （3） 、该计算器能够实现加减乘除以外的其他运算。1.2、总体设计方案、总体设计方案1.2.11.2.1、
10、总体设计思路、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。1.2.21.2.2、方案论证与比较、方案论证与比较1.2.2.11.2.2.1、控制部分的设计方案论证与选择、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。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
11、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：采用方案二：采用 FPGA（现场可编程门阵列）作为系统的控制器。（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
12、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。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，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
