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1、多功能计算器的设计毕业设计(论文) 2013 届毕业设计（论文） 题 目： 多功能计算器的设计 学 院： 浦江学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 电子 0904 姓 名： 于颖 指导教师： 袁建华 起讫时间： 2012-11-012013-06-10 2013年6月I 多功能计算器的设计 摘要本设计就是利用单片机的原理来进行多功能计算器的设计的，设计过程中的主控制器选用了AT89C52单片机，采用TC1602液晶显示器，输入按键为44矩阵键盘，通过软硬件相结合，来实现整数的“加”、“减”、“乘”、“除”运算。在计算器基本功能顺利完成的基础上，对系统进行了简单的扩展，增加了电子表功能，达到预
2、期的要求，系统功能也更加完善。本计算器系统简单，实用性强，成本低，使用维护方便，软件功能强，运行稳定可靠等优点。关键词：计算器，运算，扩展 Design of multi-function calculatorABSTRACT This design principle is the use of single-chip design for multi-function calculator, the design process of the main controller selects the AT89C52 microcontroller, using TC1602 LCD moni
3、tors, input keys for the 4 4 matrix keyboard, through a combination of hardware and software to achieve integer plus, minus, multiply, in addition to operation. The successful completion of the basic functions of the calculator, based on a simple extension of the system, increasing the spreadsheet f
4、unctions, to achieve the desired requirements, the system functions more perfect. This calculator system is simple, practical, low cost, easy maintenance, software features strong, stable and reliable.Key Words：Calculator , Operation , Expand目 录摘要IABSTRACTII第一章 绪论11.1引言11.2设计任务11.3论文结构2第二章 课题背景32.1
5、AT89Cxx系列单片机的简介32.2计算器系统简介42.3计算器的总体功能描述5第三章 计算器的硬件系统设计63.1计算器的硬件系统框架63.2最小系统的设计63.3键盘接口电路的设计83.4显示电路的设计93.5 DS1302实时时钟电路的设计10第四章 计算器的软件系统设计124.1汇编语言和C语言的特点及选择124.2主模块程序的设计134.3键盘扫描模块程序的设计144.4运算模块程序的设计164.5显示模块程序的设计174.6 DS1302实时时钟模块程序的设计19第五章 计算器系统的组装与调试215.1软件系统的调试与仿真215.2硬件系统的组装与调试22第六章 总结和展望25参
6、考文献26附录一 计算器电路原理图27附录二 程序代码28致谢41IV南京工业大学本科生毕业设计(论文）第一章 绪论1.1引言当今社会，随着科技的不断发展与进步，人民生活水平和物质水平的不断提高，多种多样的电子产品走进了千家万户，给我们的生活、学习、工作、娱乐提供了很多的便利。在这当中，计算器作为一种简单，快捷的操作，正确率高，被广泛用于便携式计算工具，已经成为人类生活中不可或缺的助手。单片机是计算机、自动控制和大规模集成电路技术相结合的产物，融计算机结构和控制功能于一体，因此除单片机外它还有其他名称，例如“嵌入式微处理器”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”等。如今，单片机凭借其微小的体积和低
7、廉的成本在各个领域被广泛使用，例如用于家用电器、工业控制等，所以许多大学里都开设了单片机原理与应用这方面的课程。这是一门结合了技术性和实践性的学科，学习及研究它不论对我们自身还是社会的发展都是及其有意义的。计算器就是利用单片机制作的产物，所以本设计的主控制器选用了AT89C52单片机，采用TC1602液晶显示器，输入按键为44矩阵键盘，通过软硬件相结合，来实现整数的“加”、“减”、“乘”、“除”运算。在此基础上还加入了DS1302实时时钟电路的设计，使其本省还具有了电子表的功能。1.2设计任务这次设计主要是通过单片机的原理和应用，在电子技术基础的基本理论的指导下，我采用Protues仿真软件和
8、eil编程软件来进行设计计算器，然后制作实物。它的主要设计任务有以下几个部分，首先是硬件系统的设计，然后运用keil进行软件系统部分的设计。利用protues仿真平台，进行软件部分调试及仿真；对照设计好的仿真图进行计算器实物的焊接。在将软件程序放入硬件之后，对整体电路进行调试与测试，看是否存在问题。 1.3. 论文结构 本文共由六章组成，第二章为基础理论部分，介绍单片机的发展现状、AT89Cxx系列单片机的简介,计算器系统简介计算器的总体功能描述,；第三章为计算器的硬件系统设计，从结构上分析计算器的硬件系统框架，最小系统的设计,键盘接口电路的设计，显示电路的设计及DS1302实时时钟电路的设计
9、；第四章介绍计算器的软件系统设计，主要介绍主模块程序的设计，键盘扫描模块程序的设计，运算模块程序的设计，显示模块程序的设计以及DS1302实时时钟模块程序的设计；第五章为计算器系统的组装与调试，对系统的软硬件分别进行了调试；第六章为论文总结，对本次毕业设计做了相关小结并提出了下一步要做的工作。42 第二章 课题背景2.1 AT89Cxx系列单片机的简介 MCS-51系列单片机具有性能优越，技术成熟，可靠性高，成本效益的优点，所以其迅速占领了工业测量和控制及自动化工程的主要市场，成为主流的芯片应用。由于其卓越的性能和完美的结构，导致后来许多微控制器制造商多遵循参考它的架构。和爱特梅尔公司一样，飞
10、利浦，达拉斯和其他领先的半导体公司已经推出与MCS-51单片机产品兼容。这些知名厂商加入51系列获得了突飞猛进的发展，进一步丰富和发展的51系列，产品性能有了很大的提高。其主要特性有：1、80C51核心处理单元。2、64/32/16/8B片内Flash ROM，具有在应用可编程（IAP）、在系统可编程（ISP）的功能，可实现远程软件升级，无需编程器。3、1K字节RAM； 4、双DPTR数据指针；5、支持6时钟或12时钟模式；6、4个8位I/O口， P1口、P2口、P3口可直接驱动LED；7、SPI和增强型UAPT；8、有PCA（可编程计数器阵列），具有PWM的捕获/比较功能；9、3个16位定时
11、器/计数器；10、可编程看门狗定时器；11、低EMI方式（ALE禁止）；12、兼容TTL和COMS逻辑电平；13、掉电模式和低功耗模式等；14、全静态操作0Hz24Hz；图2-1为AT89Cxx系列单片机的引脚排列图：图2-1 AT89Cxx系列单片机引脚排列图 2.2计算器系统简介计算器的组成包括运算器、控制器、存储器、键盘、显示器、电源和一些可选外围设备及电子配件通过人工或机器设备。低级计算器运算器，控制器由数字逻辑电路简单的串行操作，随机存取存储器是只有一个或两个细胞，用于累加存储。高级计算器和只读存储器由微处理器来实现各种复杂的计算程序，有更多的随机存取记忆体单元来存储程序和数据输入。
12、键盘是计算机输入成员，一般的接触或传感器类型。为了减少计算器的大小，一键常常有多种功能。计算机显示输出部件，发光二极管显示器，液晶显示器等。除了显示的结果，但也经常会有溢出指示，错误指示。计算器的电源使用AC电源适配器或电池，电池或太阳能供电的AC转换器转换器充电。为了节约能源，计算器生产大规模集成电路采用CMOS工艺（互补型金属 - 氧化物 - 半导体集成电路），内部配备掉电定时器电路不自动操作。计算器可选外设，微型打印机，盒式磁带驱动器和磁机。2.3计算器的总体功能描述这次设计是多功能计算器的设计，所以它实现的不仅仅是简单的运算，还添加了电子表的功能，其主要实现功能如下所述：1、本设计为基
13、于单片机的多功能计算器的设计，它的基本功能是进行四则运算“加”、“减”、“乘”、“除”；2、进行基本的四则运算，键盘由16个键组成，其中包含数字键09，符号键“+”、“-”、“*”、“/”、“=”和清零键；3、设计运算的过程中的数字和符号在显示器上都需要显示，按下“=”号键时，计算结果自动显示出来；4、可以连续多次的运算，也就是说前面计算所得的结果还可以作为后面运算的第一个值； 5、错误提示，例如除数为0，或者运算结果超过了计算器本身设定的范围时(溢出)，可以在显示器上提示错误并内部归零；6、附加功能：在以上几点完成的情况下对系统进行下一步的扩展，增加了时钟芯片，这样系统既可以作为计算器，也可
14、作为电子表，电子表具有调时。第三章 计算器的硬件系统设计3.1计算器的硬件系统框架计算器的硬件系统框架如图3-1所示：单片机按键及键扫电路显示电路复位、晶振电路实时时钟电路电源系统图3-1 计算器的硬件系统框架图3.2最小系统的设计单片机最小系统一般由单片机，复位电路和晶振电路组成，我们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出等加到上述电路中。1、单片机的选择在前面我们已经介绍了AT89C系列的单片机，本设计中我们采用AT89C52单片机，它的性能好，价格低。其引脚图如图3-2所示。图3-2 AT89C52引脚图2、晶振电路的设计本次设计的系统对于时间要求不是很高，只要按图来进行设计就可以使系统可靠起振并运行的稳定。但是由于图中的电容C2、C3的作用是对系统时钟频率的微调和稳定，所以在这次计算器系统的实际应用中一定要注意正确选择参数（本设计采用30pF），振荡频率范围是1.2MHz12MHz
