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大学毕业论文-—基于mcs51单片机的简易计算器的设计与实现.doc
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2023-07-08
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大学毕业论文-—基于mcs51单片机的简易计算器的设计与实现.doc
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江苏农牧科技职业学院毕业论文(设计)
I
基于 MCS-51 单片机的简易计算器的设计与实现
【摘要】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,可是它还在发展之中,以后必将出现功能更加强大的计算器,所以本次设计
是基于 51 单片机来设计的计算器,实现基本功能加减乘除,采用 LCD 显示结果数据。
【关键词】MCS-51;MM74C922;Protues;矩阵键盘;计算器
Design and implementation of a simple calculator based on
MCS-51 single chip microcomputer
【 Abstract 】 Nowadays, with the continuous improvement of people's living, electronic
products have already walked into each and every family, whether life or learning, or
entertainment and recreation almost everything cannot do without the electronic products,
computing capability of large and complex is the human brain are not competent, and
relatively easy to go wrong. The calculator as a fast general-purpose computing tools are easy
to use, but it is still in development, later will appear a calculator function more powerful, so
this design is to design based on 51 single chip computer, the realization of the basic functions
of add, subtract, multiply and divide, uses LCD to display the results of data.
【Keywords】MCS-51;MM74C922;Protues;Matrix keyboard ;calculator
江苏农牧科技职业学院毕业论文(设计)
II
目 录
第一章 绪论 ............................................1
1.1 设计背景 .........................................1
1.2 设计内容 .........................................1
1.3 设计意义 .........................................1
第二章 设计方案及技术基础 ...............................1
2.1 设计方案 .........................................1
2.2 方案论证及设计 ...................................1
2.3 MCS-51 单片机及开发环境介绍 ......................2
2.3.1 MCS-51 系列单片简介 .........................2
2.3.2 MM74C922 芯片 ...............................3
第三章 硬件设计 .........................................4
3.1 硬件电路设计 .....................................4
3.1.1 电路设计原理 ................................4
3.1.2 硬件电路设计 ................................5
3.2 时钟电路 .........................................5
3.3 复位电路 .........................................6
3.4 输入模块:键盘接口电路 ...........................6
第四章 软件设计 .........................................8
4.1 主程序设计 .......................................8
4.2 外部中断 0 处理程序 ...............................8
4.2.1 键值转化为键盘上按键值程序 ..................9
4.2.2 算术运算程序 ...............................10
4.3 LCD 显示程序 ....................................10
第五章 开发体会 ........................................13
5.1 Keil 软件调试 ...................................13
5.2 Protues 软件仿真 ................................14
第六章 总结 ............................................15
参考文献 ...............................................16
江苏农牧科技职业学院毕业论文(设计)
III
致 谢 ...............................................17
附 录 ...............................................18
江苏农牧科技职业学院毕业论文(设计)
1
第一章 绪论
1.1 设计背景
随着社会的发展,科学的进步,人们的生活水平在逐步的提高,尤其是微电子技术
的发展,犹如雨后春笋般的变化。电子产品的更新速度快就不足惊奇了, 单片机的应用
已经越来越贴近生活。计算器在人们的日常中就是比较的常见的电子产品之一。可是它
还在发展之中,以后必将出现功能更加强大的计算器,基于这样的理念,本次设计是用
单片机来设计一个简易计算器。
1.2 设计内容
本次设计是基于MCS-51单片机来设计的计算器。计算器将完成的功能有加,减,乘,
除等功能。设计的关键所在,必须非常熟悉单片机的原理与结构,同时还要对整个设计
流程有很好的把握,将单片机和其他模块完整的衔接。
1.3 设计意义
此次论文的价值和核心在于倡导自己把所学知识运用到现实生活,为现实生活服务,
把自己的知识转化为实物哪怕是很简单的物件,很简单的功能,但真真切切的让自己感
受到创造的快乐,为自己今后的工作做好铺垫,往后通过更多的学习,更多的尝试,把
知识的作用真正发挥出来,改变大家的生活。
第二章 设计方案及技术基础
2.1 设计方案
为了满足计算器的基本要求,可以基本的运算(加减乘除),数据归零和出错警告提
示,我们采用基于 51 单片机,结合 MM74C922 芯片设计一个简易的计算器,用 4*4 的矩
阵键盘实现数据输入,实现基本功能加减乘除,并用 LCD 显示数据。设计仿真和调试要
用到 Keil、Protues 等软件。
2.2 方案论证及设计
根据功能与要求,本系统选用 MCS-51 单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电
路,实现对计算器的设计。具体设计如下:
(1)由于要设计的是简单的计算器,可以进行四则运算,为了得到较好的显示效果,
采用 LCD 显示数据和结果。
江苏农牧科技职业学院毕业论文(设计)
2
(2)另外键盘包括数字键(0~9)、符号键(+、-、×、÷)、清除键和等号键,故
只需要 16 个按键即可,设计中采用集成的计算键盘。
(3)执行过程:开机显示零,等待键入数值,当键入数字,通过 LCD 显示出来,当
键入+、-、*、/运算符,计算器在内部执行数值转换和存储,并等待再次键入数值,当
再键入数值后将显示键入的数值,按等号就会在 LCD 上输出运算结果。
(4)错误提示:当计算器执行过程中有错误时,会在 LCD 上显示相应的提示,如:
当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时,计算器会在 LCD 上提示溢出;
当除数为 0 时,计算器会在 LCD 上提示错误。
2.3 MCS-51 单片机及开发环境介绍
2.3.1 MCS-51 系列单片简介
MCS-51 单片机较之前的单片机相比,功能增强许多,就其指令和运行速度而言,超
过了 Intel8085 的 CPU 和 Z80 的 CPU,成为工业控制系统中较为理想的机种。目前与
MCS-51 单片机兼容的一些单片机的时钟频率达到 40MHz 甚至更高。51 系列单片机的特点:
(1)8 位 cpu;(2)片内带振荡器,频率范围为 1.2MHz~12MHz;(3)片内带 128M
的数据存储器;(4)片内带 4KB 的程序存储器;(5)程序存储器的寻址空间为 64KB;
(6)片外数据存储器的寻址空间为 64KB;(7)128 个用户位寻址空间;(8)21 个字节
特殊功能寄存器;(9)4 个 8 位的 I/O 并行接口:P0、P1、P2、P3;(10)两个 16 位定
时、计数器;(11)两个优先级别的五个中断源;(12)一个全双工的串行 I/O 接口,可
多机通信;(13)111 条指令,包含乘法指令和除法指令;(14)片内采用单总线结构;
(15)有较强的位处理能力;(16)采用单一+5V 电源
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