基于51单片机的简易计算器设计毕业论文(设计)word格式可编辑.doc
《基于51单片机的简易计算器设计毕业论文(设计)word格式可编辑.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于51单片机的简易计算器设计毕业论文(设计)word格式可编辑.doc(47页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、河南河南#学校学校 毕毕业业设设计计(论论文文) 基于基于 5151 单片机的简易计算器单片机的简易计算器 系系 部部: : 自动控制系自动控制系 专专 业业: : 电气自动化电气自动化 班班 级级: : 自自 083083 姓姓 名名: : 崔崔 # # # # 学学 号号: : 091415302091415302 指导老师指导老师: : 许许 # # 二零一二年五月八日二零一二年五月八日 基于 51 单片机的简易计算器 I 摘要摘要 工程实践教学环节是为了学生能够更好地巩固和实践所学专业知识而设置的, 在本次工程实践中,我以智能化测量控制仪表原理与设计 、 MCS-51 系列单 片微型计
2、算机及其应用课程中所学知识为基础,设计了简易计算器。本系统以 MCS-51 系列中的 8051 单片机为核心,能够实现多位数的四则运算。该系统通过 检测矩阵键盘扫描,判断是否按键,经数据转换把数值送入数码管动态显示。本 系统的设计说明重点介绍了如下几方面的内容:基于单片机简易计算器的基本功 能,同时对矩阵键盘及数码管动态显示原理进行了简单的阐述;介绍了系统的总 体设计、给出了系统的整体流程框图,并对其进行了功能模块划分及所采用的元 器件进行了详细说明;对系统各功能模块的软、硬件实现进行了详细的设计说明。 关键词关键词:MCS-51; 8051 单片机;计算器;加减乘除 Based on the
3、 simple calculator 51 SCM II Abstract The engineering practice teaching is to students better to consolidate and practice have set up by the professional knowledge, in this engineering practice, I to the intelligent measurement control instrument principle and design “, “the MCS-51 series single chi
4、p computer and its application“ course knowledge as the foundation, the design the simple calculator. This system to MCS-51 of the 8051 series single chip microcomputer as the core, can realize the connection arithmetic. The system through the test matrix keyboard scan, judge whether key, the data t
5、ransfer the numerical into digital tube dynamic display. This system mainly introduced the design that the following aspects of content: based on single chip microcomputer simple calculator basic functions, and the matrix keyboard and a digital tube dynamic display of the principle of a simple expat
6、iated; introduced the design of the whole system, the whole process of the system are discussed, and its function module partition and the components for a detailed explanation; the functional modules of the system hardware and software of the implementation of the detailed design instructions. Key
7、words: MCS-51; 8051 single chip microcomputer; Calculator; Add, subtract, multiply and divide: 目录 III 目录目录 第 1 章 绪 论 1 1.1 课题简 介 1 1.2 设计目 的 1 1.3 设计任 务 1 1.4 章节安排说 明 1 第 2 章 计算器系统简 介 2 2.1 单片机发展现 状 2 2.2 计算机系统现 状 2 2.3 简易计算器系统简 介 3 第 3 章 计算机硬件系统简 介 4 3.1 计算机硬件需 IV 求 4 3.2 MCS-51 系列单片机简 介4 3.3 外围电路设
8、计 8 3.3.1 振荡电路设 计 8 3.3.2 复位电路设 计 9 3.3.3 键盘电路设 计 9 3.3.4 数码管显示电路设 计 10 3.4 硬件原理 图 11 第 4 章 计算器软件系统设 计 12 4.1 系统模块 图 12 4.2 系统流程 图 12 4.3 计算器主程序设 计 目录 V 12 4.3.1 计算器主程序设 计 12 4.3.2 存储单元分 配 13 4.4 计算器子程序设 计 14 4.4.1 输入程序设 计 14 4.4.2 运算程序设 计 15 4.4.3 显示程序设 计 16 第 5 章 结论与展 望 18 5.1 结 论 18 5.2 不足与展 望 18
9、 参考文 献 19 附录 程序源代 VI 码 20 基于 51 单片机的简易计算器 1 第第 1 1 章章 绪论绪论 1.1 课题简介课题简介 单片机由于其微小的体积和极低的成本,广泛的应用于家用电器、工业控制 等领域中。在工业生产中。单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也 是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故 又称为微控制器。 本系统就是充分利用了 8051 芯片的 I/O 引脚。系统统采用 MSC-51 系列单片 机 Intel8051 为中心器件来设计计算器控制器,实现了能根据实际输入值显示并 存储,计算程序则是参照教材。至于位数和功能,如果有需
10、要可以设计扩充原系 统来实现 。 1.2 设计目的设计目的 通过本次工程实践,运用智能化测量控制仪表原理与设计 、 MCS-51 系 列单片微型计算机及其应用所学知识及查阅相关资料,完成简易计算器的设计, 达到理论知识与实践更好结合、提高综合运用所学知识和设计能力的目的。 通过本次设计训练,可以使我们在基本思路和基本方法上对基于 MCS-51 单 片机的嵌入式系统设计有一个比较感性的认识,并具备一定程度的设计能力。 1.3 设计设计任务任务 在本次工程实践中,主要完成如下方面的设计任务: (1) 简要综述单片机技术发展的国内外现状及数码管动态显示和矩阵键盘基 本原理; (2) 掌握 MCS-5
11、1 系列某种产品(例如 8051)的最小电路及外围扩展电路的 设计方法; (3) 了解单片机数据转换功能及工作过程; (4) 完成主要功能模块的硬件电路设计及必要的参数确定; (5)用 protues 软件完成原理电路的绘制; (6) 完成系统设计说明书。 1.4 章节安排说明章节安排说明 整个设计总共分为四个章节,第一章是前言部分,主要介绍了设计基于单片 机简易计算器的意义、目的及主要内容;第二章简要介绍了单片机发展的国内外 现状及键盘扫描,数据转换,和动态显示原理进行了简要的说明。第三章是器件 简介,这一部分主要介绍了系统的所用主要器件的选择。第四章是系统详细设计 河南机电高等专科学校毕业
12、论文 2 阶段,分为硬件设计和程序设计。按照程序设计的各部分实现的功能不同,将整 个软件系统分成了三个块,并对每一个功能块所采用的元器件进行了详细介绍。 此外还编写了主要功能模块的基本程序,详尽阐述了各模块的工作过程。还有总 流程图,源代码,硬器件铺线图。 基于 51 单片机的简易计算器 3 第第 2 2 章章 计算器系统简介计算器系统简介 2.1 单片机发展现状单片机发展现状 单片机的发展趋势:低功耗 CMOS 化;微型单片化;主流与多品种共存;单 片机从 8 位、16 位到 32 位,数不胜数,应有尽有,有与主流 C51 系列兼容的, 也有不兼容的,但它们各具特色,互成互补,为单片机的应用
13、提供广阔的天地。 纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势,大致有: ( (1) ) 低功耗低功耗 CMOSCMOS 化化 MCS-51 系列的 8051 推出时的功耗达 630mW,而现在的单片机普遍都在 100mW 左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了 CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象 80C51 就采用了 HMOS(即高密度金属氧化 物半导体工艺)和 CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS 虽然功耗较 低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而 CHMOS 则具备了高速和低功耗 的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗象电池
14、供电的应用场合。所以这种工 艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。 ( (2)微型单片化)微型单片化 现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、 只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路 集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如 A/D 转换器、PMW(脉宽调制 电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将 LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上, 这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据 用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。 此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求
15、单片机除了功能强和 功耗低外,还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中 SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。 ( (3) ) 主流与多品种共存主流与多品种共存 现在虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍以 80C51 为核心的单片机占主 流,兼容其结构和指令系统的有 PHILIPS 公司的产品,ATMEL 公司的产品和中国 台湾的 Winbond 系列单片机。所以 C8051 为核心的单片机占据了半壁江山。而 Microchip 公司的 PIC 精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头,中国台湾的 HOLTEK 公司近年的单片机产量与日俱
16、增,与其低价质优的优势,占据一定的市场 分额。此外还有 MOTOROLA 公司的产品,日本几大公司的专用单片机。在一定的 河南机电高等专科学校毕业论文 4 时 期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走 的是依存互补,相辅相成、共同发展的道路。 2.2 计算器系统现状计算器系统现状 计算器一般由运算器、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组成。低档计算器的运算器、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、二个单元,供累 加存储用。高档计算器由微处理器和只读存储器实现各种复杂的运算程序,有 较多的随机存储单
17、元以存放输入程序和数据。键盘是计算器的输入部件,一般 采用接触式或传感式。为减小计算器的尺寸,一键常常有多种功能。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。计算器电源采用交流转换器或电池,电池可 用交流转换器或太阳能转换器再充电。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微型打印机、盒 式磁带机和磁卡机等。 2.3 简易计算器系统简介简易计算器系统简介 本计算器是以 MCS-51 系列 8051 单片机为核
18、心构成的简易计算器系统。该系 统通过单片机控制,实现对 4*4 键盘扫描进行实时的按键检测,并把检测数据存 储下来。整个计算器系统的工作过程为:首先存储单元初始化,显示初始值和键 盘扫描,判断按键位置,查表得出按键值,单片机则对数据进行储存与相应处理 转换,之后送入数码管动态显示。整个系统可分为三个主要功能模块:功能模块 一,实时键盘扫描;功能模块二,数据转换为了数码管显示;功能模块三,数码 管动态显示。 基于 51 单片机的简易计算器 5 第第 3 三章三章 计算机主要硬件简介计算机主要硬件简介 3.1 计算器硬件计算器硬件需求需求 89C51 单片机一片,按钮 17 个, 1K 电阻 17
19、 个,22pF 电容两个,22uF 一个, 微型振荡器一个,3 个 74HC595,4 位共阳极的七段数码管 3 个,组成 12 位显示 屏,4 个 9012 三极管控制 3 个数码管模块的第 1、2、3、4 位的显示,另外有连 线和电阻若干,220V5V 电源适配器一个。89C51 单片机的 P1 口和 P3 口作键盘 口,16 个端口分别接 16 个按钮,顺序是数字 0-9,小数点,等号, “+-x/”四个 运算符号, 1 个复位键接在单片机复位端,按下时给单片机复位信号,中断全部 运算清楚全部内存和寄存器,回到单片机启动初始状态。12 位数码管用于显示当 前数值的 10 亿位到个位,运算
20、中的最大值不能超过 2 的 32 次方,这是因为程序 中的运算中间值采用 long 类型保存的缘故, 3.2 MCS-51 系列单片机简介系列单片机简介 8051 是 MCS-51 系列单片机的典型产品,以这一代表性的机型进行系统的讲 解。 8051 单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定 时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线 和控制总线等三大总线,现在我们分别加以说明: 1.中央处理器中央处理器 中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是 8 位数据宽度的处理器,能 处理 8 位二进制数据或代码,CPU 负责控制、指挥和调度
21、整个单元系统协调的工 作,完成运算和控制输入输出功能等操作。 2. 数据存储器数据存储器( (RAM) ) 8051 内部有 128 个 8 位用户数据存储单元和 128 个专用寄存器单元,它们是 统一编址的,专用寄存器只能用于存放控制指令数据,用户只能访问,而不能用 于存放用户数据,所以,用户能使用的 RAM 只有 128 个,可存放读写的数据, 运算的中间结果或用户定义的字型表。 3.程序存储器程序存储器( (ROM) 8051 共有 4096 个 8 位掩膜 ROM,用于存放用户程序,原始数据或表格。 4.定时定时/ /计数器计数器( (ROM) ): 8051 有两个 16 位的可编程
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 51 单片机 简易 计算器 设计 毕业论文 word 格式 编辑
链接地址:https://www.31doc.com/p-3919551.html