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基于单片机的科学计算器设计毕业设计论文.pdf
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基于单片机的科学计算器设计毕业设计论文.pdf
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湖南电子科技职业学院毕业设计
3
摘要
在现代科技迅猛发展的当今,计算器依然是人们日常生活中不可或缺的电子产品之
一。计算器始终在不断发展及完善之中,功能必将更加强大。基于这样的理念,本设计
采用 AT89C51 单片机作为主控芯片,使用 C 语言为系统进行编程,采用 4*4 矩阵键盘作
为输入模块,输出模块采用 LCD1602 液晶显示,从而实现基于单片机的基本功能。
本设计重点说明以下几个方面内容:
1. 基于单片机的计算器所具备哪些基本功能,对矩阵键盘输入原理及液晶显示原
理进行简单的阐述。
2. 介绍系统的整体设计理念,展示系统设计的流程框图,并对功能模块的划分,
及所选用的元器件性能参数进行详细说明。
3. 对系统的每个功能模块的软硬件设计,进行详细说明。
关键词 单片机,AT89C52,LCD1602 液晶,矩阵键盘,C 语言
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湖南电子科技职业学院毕业设计
4
ABSTRACT
In the rapid development of modern science and technology today, the
calculator is still one of the electronic products is an integral part of people's
daily life. The calculator always among the continuous development and
improvement, the function will certainly be more powerful. Based on this concept,
the design uses AT89C51 microcontroller as the master chip, using the C
programming language for the system, with 4 * 4 matrix keyboard as an input module,
output module LCD1602 LCD display, in order to achieve the basic functions of
the MCU.
This design highlights the following aspects:
1.microcontroller-based calculator with basic functions, the principle of a
simple exposition of principle and LCD matrix keyboard input.
2.describes the system's overall design concept, showing the flow diagram of
the system design, the and function module framing, and optional Component
performance parameters described in detail.
3.of each functional module of the system hardware and software design in detail.
Key words microcontroller AT89C52,LCD1602 LCD,matrix keyboard,C language
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湖南电子科技职业学院毕业设计
5
目录
摘要
.............................................................................................................................................
3
ABSTRACT
.....................................................................................................................................
4
第一章 绪论
.............................................................................................................................
5
1.1 课题的研究背景及意义
..............................................................................................
5
1.2 本课题研究的主要内容
..............................................................................................
7
第二章 设计任务及方案
...........................................................................................................
8
2.1 设计任务
......................................................................................................................
8
2.2 设计方案
......................................................................................................................
8
第三章 系统硬件设计
...............................................................................................................
9
3.1 单片机最小硬件系统
..................................................................................................
9
3.1.1 主控芯片 AT89C52 单片机简介
......................................................................
9
3.1.2 复位电路
........................................................................................................
14
3.1.3 时钟电路
........................................................................................................
15
3.2 键盘接口电路
............................................................................................................
16
3.3 液晶显示电路
............................................................................................................
17
第四章 系统软件设计
...........................................................................................................
21
4.1 键盘扫描部分程序设计
............................................................................................
21
4.2 运算部分程序设计
....................................................................................................
21
4.3 显示部分程序设计
....................................................................................................
22
4.4 主函数程序设计
........................................................................................................
23
第五章 仿真和调试
...............................................................................................................
25
5.1 keil 系统概述
........................................................................................................
25
5.3proteus 7.1 介绍
.....................................................................................................
26
5.4 Proteus 对于本设计的仿真步骤
...........................................................................
26
5.5 仿真结果
....................................................................................................................
27
结论
...........................................................................................................................................
29
参考文献
...................................................................................................................................
30
附录 A:
............................................................................................................................
31
附录 B
................................................................................................................................
44
致 谢
.........................................................................................................................................
45
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第一章 绪论
1.1
课题的研究背景及意义
计算器一般由运算器,存储器,控制器,键盘,显示器,电源和一些外围设备及电
子配件组成。低档的计算器的运算器,控制器由数字逻辑电路实现简单的串行运算。其
随机存储器只有一到二个单元,供累加存储用。高档计算器由只读存储器和微处理器一
同实现各种复杂的运算程序。且有较多的随机存储单元用来存放输入程序和数据。键盘
是计算器的输入部件,采用接触式或传感式。显示器是计算器的输出部件,有发光二极
管显示器或液晶显示器等。除显示计算结果外,还常有溢出指示、错误指示等显示。计
算器电源采用电池或者交流转换器池。为节省电能,计算器都采用 CMOS 工艺制作的大
规模集成电路(见互补金属-氧化物-半导体集成电路),并在内部装有定时不操作自动断
电电路。计算器可选用的外围设备有盒式磁带机,微型打印机,磁卡机等等。
计算器的基本类型:
算术型计算器:可进行加、减、乘、除等简单的四则运算,又称简单计算器。
科学型计算器:可进行乘方、开方、指数、对数、三角函数、统计等方面的运算,
又称函数计算器。
程序计算器:可以编程序,把较复杂的运算步骤贮存起来,进行多次重复的运算。
当今社会,随着人们物质生活的不断提高,电子产品已经走进了家家户户,无论是
生活或学习,还是娱乐和消遣几乎样样都离不开电子产品,大型复杂的计算能力是人脑
所不能胜任的,而且比较容易出错。计算器作为一种快速通用的计算工具方便了用户的
使用。
计算器这一程序机器实际上是从计算机中割裂出来的衍生品,但因其方便快捷的操
作模式,已经被广泛应用于商业等日常生活中,极大的方便了人们对于数字的整合运算。
起源和发展最早的计算工具诞生在中国。筹策是中国古代最早采用的一种计算工具,又
被称之为做算筹。这种算筹的制作材料多是竹子,木头,或兽骨.一束约二百七十枚,
使用时可以放在布袋里面随身携带。直到科技发达的今天,中国群众任然有很多在使用
珠算盘,珠算盘是中国古代计算工具领域中的另一项发明,到明代时期。珠算盘的结构
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已经几乎与现代的珠算盘相同。
在 17 世纪初期,计算工具在西方国家的有了非常大的发展,英国数学家-纳皮尔发
明了纳皮尔算筹,英国牧师-奥却德发明了圆柱型对数计算尺,这种计算尺能够实现多
种计算功能,不仅能够实现基本的四则运算,也可以进行乘方和开方运算。更为强大的
是,这种计算尺还可以计算三角函数,指数函数和对数函数。这些计算工具积极推动了
计算器的发展,为现代计算器的发展奠定了非常良好的基础,慢慢演变,成为现代社会
中广泛应用的计算工具。
在 1642 年, 19 岁的法国科学家-帕斯卡引用了算盘的原理,发明了世界上第一部
机械式计算器,他的计算器装置中有一些齿轮互相联锁,当其中此轮转过十位之后,就
会使与其相连接的另一个齿轮转过一位,使用者可以像使用电话号码拨盘那样,直接把
数字拨进去,此后计算结果就可以出现在另一个窗口中,但是只可以做加减计算,不能
做乘除运算。
在 1694 年,德国的莱布尼兹将机械式计算器进行了改进,使其可以进行乘除运算。
自此此后,一直等到 20 世纪 50 年代末,电子计算器才开始出现。
1.2 本课题研究的主要内容
本设计主要研究的是,基于单片机的简易计算器,采用 AT89C52 单片机作为主控器
件,矩阵键盘输入,液晶显示器讲计算过程及结果显示输出,通过 C 语言编程,实现建
议简易计算器的功能。
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