单片机课程设计报告-简易计算器源程序剖析.doc

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宁德师范学院
单片机课程设计报告
题 目
班 级
姓 名
学 号
指导老师 设计时间
1方案设计与论证
本设计可以采用两种方案，一种是以 FPGA为核心处理芯片，配备相应的外设；另外一种是以
AT89S51处理器，配备相应的外设。
方案一：采用FPGA控制
FPGA是一种高密度的可编程逻辑器件 ，自从Xilinx公司1985年推出第一片FPGA以来,FPGA的集成密
度和性能提高很快，其集成密度最高达 500万门/片以上，系统性能可达200MHz。由于FPGA器件集成度 高，方便易用，开发和上市周期短，在数字设计和电子生产中得到迅速普及和应用 ，并一度在高密度的可编
程逻辑器件领域中独占鳌头。
但是而基于SRAM编程的FPGA,其编程信息需存放在外部存储器上 ，需外部存储器芯片，且使用方法
复杂，保密性差，而其对于一个简单的计算器而言，实用 FPGA有点大材小用，成本太高。
方案二：采用 AT89S51
单片机是单片微型机的简称，故又称为微控制器 MCU( Micro Con trol Un it )。通常由单块集成电路芯
片组成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器 CPU，存储器和I/O接口电路等。因此，单片
机只要和适当的软件及外部设备相结合， 便可成为一个单片机控制系统。 单片机广泛用于智能产品， 智
能仪表，测控技术，智能接口等，具有操作简单，实用方便，价格便宜等优点，而其中AT89S52以MCS-51 为内核，是单片机中最典型的代表，应用于各种控制领域。
通过以上两种方案论证和比较，从设计的实用性，方便性和成本出发，选择了以 AT89S52单片机
作为中央处理单元进行计算器的设计，这样设计能够实现对四位加减乘除和除法四位小点数的运算。
本设计需要使用LCD液晶显示屏和编码键盘。故选择静态显示和用编码键盘。使用 LCD液晶显
示屏显示运算结果。
2硬件设计

主要用到的硬件：AT89S52 LCD液晶显示屏 编码键盘
硬件分配：
1、 P1、P3 口 ：做为输出口，控制 LCD液晶显示屏显示数据的结果。
2、 P2 口 ：做为输入口，与键盘连接，实现数据的输入。
3、 LCD液晶显示屏显示输出。
显示电路
单片机最小系统
键盘电路
电源电路
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#
图2-1系统结构框图
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前面叙述了该系统的设计说明，系统采用了比较简单的设计方案， 所以该系统的硬件设计的总外围 电路不会产生过多的干扰。在下面的阐述中，对系统的外围电路分别予以介绍。键盘部分采用编码键盘， 显示部分采用LCD液晶显示屏完全能够很好的实现显示方面的要求。


键盘可分为两类：编码键盘和非编码键盘。编码键盘是较多按键（ 20个以上）和专用驱动芯片的
组合，当按下某个按键时，它能够处理按键抖动、连击等问题，直接输出按键的编码，无需系统软件干 预。通用计算机使用的标准键盘就是编码键盘。在智能仪器中，使用并行接口芯片 8279或串行接口芯
片HD7279均可以组成编码键盘， 同时还可以兼顾数码管的显示驱动， 其相关的接口电路和接口软件均
可在芯片资料中得到。当系统功能比较复杂， 按键数量很多时，采用编码键盘可以简化软件设计。 非编
码键盘成本低廉。
从成本角度出发，本设计选用的是非编码键盘。如图 2-2-1
图2-2-1扫描键盘电路

当系统需要显示少量数据时， 采用LCD液晶显示屏进行显示是一种经济实用的方法。 晶显示的数据端口， - 口作为其控制端口，控制 LCD液晶显示屏显示输出数据。 最终电路如图2-2-2所示：
P0 口作为液
LCD1
1602
4 602液晶
234 + 111
345
a uu 巳
4
A
A
■ O
■
二
■ Cm
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图2-2-2 LCD液晶显示屏显示
3软件设计

主程序主要是用来对 LCD液晶显示屏进行初始化的。对输入按键判断，然后进行加减乘除，最后 计算出结果，显示出计算结果 。流程图如图3-1所示：
液晶初始化
N
*
扫描键盘
加减乘除运算
子程序
液晶显示
结束
图3-1主程序流程图


键盘扫描子程序，首先读出 P1