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1、简易计算器的设计 目录1引言12芯片简介22.1AT89S52单片机特点及引脚图22.1.1AT89S52单片机特点及性能22.1.2AT89S52单片机引脚说明32.2LCD12864液晶显示器52.2.112864简介52.2.2模块引脚说明53方案的选择与论证73.1单片机的选择方案与论证73.2显示器的选择方案和论证73.3按键部分的选择方案和论证74计算器系统原理概述94.1系统设计结构图94.2按键功能键说明95系统硬件设计115.1时钟电路115.2复位电路115.3键盘电路125.4显示电路126电路板制作与测试146.1电路板的制作146.2 电路元件的安装与测试147系统软
2、件流程图设计158总结169致谢17附录18原理图18PCB图19元件清单20参考文献20实物图片21源程序22摘要随着经济的发展，不断推动着科技的发展，而科技的发展又带动了电子行业，各种各样的电子产品纷纷涌出。计算器作为日常生活中常使用的电子产品之一，它的功能化、小型化、轻便化已成为未来智能化计算器的发展方向。本设计是基于AT89S52单片机进行的简易计算器系统设计，单片机P1、P3口作为输入端，接4*6矩阵式键盘，通过在4*6矩阵式键盘输入，进行两位数的加、减、乘、除等简单运算；单片机P0、P2端口外接显示模块，把计算的结果在LCD12864液晶显示器上显示。关键词：单片机；4*6矩阵式键
3、盘；显示器；计算器iiAbstractWith the economic development, and constantly promote the development of science and technology, and the development of science and technology led to the electronics industry, all kinds of electronic products have emission. Calculator as a daily use electronic products, its functi
4、on, miniaturization, light has become the future development direction of the intelligent calculator.The design is based on the AT89S52single-chip microcomputer for a simple calculator system design, chip P1, P3as input, then 4 *6matrix keyboard, through the4 *6matrix keyboard input, two digit plus,
5、 minus, multiplication, addition calculator for simple operation; single chip P0, P2 port external display module, the calculation results in the LCD12864LCD display.Keywords:Single chip microcomputer;4*6matrix keyboard;display;calculatoiii1引言计算器是一种在日常生活中应用广泛的电子产品，无论是在超市商店，还是在办公室，或是家庭都有着它的身影，如何使计算器变
6、得越来越智能化已经成为电子领域研究的重要课题之一。最早的计算工具诞生在中国。中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策，又被叫做算筹。中国古代计算工具领域中的另一项发明珠算盘，发展到明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同。17世纪初，西方国家的计算工具有了较大的发展，英国数学家纳皮尔发明的纳皮尔算筹，英国牧师奥却德发明了计圆柱型对数算尺，这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算，甚至可以计算三角函数，指数函数和对数函数，这些计算工具不仅带动了计算器的发展，也为现代计算器发展奠定了良好的基础，成为现代社会应用广泛的计算工具。1642年，年仅19岁的法国伟大科学家帕斯卡引用算盘的原理，发明了第一部机
7、械式计算器，在他的计算器中有一些互相联锁的齿轮，一个转过十位的齿轮会使另一个齿轮转过一位，人们可以像拨电话号码盘那样，把数字拨进去，计算结果就会出现在另一个窗口中，但是只能做加减计算。1694年，莱布尼兹在德国将其改进成可以进行乘除的计算。此后，一直要到20世纪50年代末才有电子计算器的出现。现今，市面上已经出现了使用太阳能电池的计算器，使用ASIC设计的计算器。轻便化、小型化、智能化已经成为计算器未来的发展方向。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上，概括的讲：一块芯片就成了一台计算机，因此对其进行必要的外部硬件连接和程序编写，即可实现计
8、算功能。12芯片简介2.1AT89S52单片机特点及引脚图2.1.1AT89S52单片机特点及性能AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。AT89S52使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，AT89S52拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准性功能：(1)与MCS-51单片机产品兼容；(2)K支持在线编程(ISP)的F
9、LASH结构程序存储器，1000次擦写寿命；(3)全静态操作：0Hz-33MHz；(4)三级加密程序存储器；(5)32个可编程I/O口线；(6)3个16位定时器/计数器；(7)6个中断源；(8)全双工UART串行通道；(9)低功耗空闲和掉电模式；(10)掉电后中断可唤醒；(11)看门狗定时器；(12)双数据指针；(13)掉电标识符。工业级产品，温度范围(-40C到85C)，PU为无铅环保产品。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一
10、切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。其PDIP图如下图2-1所示：图2-1 AT89S52单片机的引脚配置图2.1.2AT89S52单片机引脚说明P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0不具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写
11、“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVXDPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVXRI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的
12、内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P3输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。端口引脚第二功能：P3.0RXD(串行输入口)；P3.1TXD(串行输出口)；P3.2(外中断0)；P3.3(外中断1)；P3.4T0(定时/计数器0)；P3.5T1(定时/计数器
13、1)；P3.6(外部数据存储器写选通)；P3.7(外部数据存储器读选通)；此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。ALE/：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是，每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元
14、的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。：程序储存允许（）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次信号。/VPP：外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存端状态。如端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。FLA
15、SH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。XTAL1：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。2.2LCD12864液晶显示器2.2.112864简介12864汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。主要技术参数和显示特性:电源：VDD3.3V+5V(内置升压电路，无需负压)。(1)控制器：ST7920(2)显示内容：12864(3)显示颜色：黄绿(4)显示角度：6：00钟直视(5)LCD类型：STN(6)与MCU接口：8位或4位并行/3位串行(7)配置LED背光(8)多种软件功能：光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等。2.2.2模块引脚说明表1 128X64引脚说明引脚号引脚名称方向功能说明1VSS-模块的电源地2VDD-模块的电源正端3V0-
