1、啪/工商統(tǒng)盅忍甫修院啪/工商統(tǒng)盅忍甫修院弟三T1 匚 HHJhOBF 1 5 TJT J Tt電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（說(shuō)明書(shū)）畢業(yè)設(shè)計(jì)（說(shuō)明書(shū)）題目專(zhuān) 業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：學(xué)生姓名：校外指導(dǎo)教師：俞海云校內(nèi)指導(dǎo)教師：李翠鳳二零一五年四月簡(jiǎn)易計(jì)算器的設(shè)計(jì)與制作摘要：近十幾年，單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的很快，其中電子產(chǎn)品的更新速度迅猛。 計(jì)算器是我們?nèi)粘Ｉ钪斜容^常見(jiàn)的電子產(chǎn)品之一。在很多領(lǐng)域的數(shù)據(jù)處理中要 用到數(shù)學(xué)運(yùn)算，作為計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理系統(tǒng)更顯得重要。此項(xiàng)目設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核 心部件的計(jì)算器，采用4*4矩陣式鍵盤(pán)，16個(gè)鍵依次對(duì)應(yīng)09、+”、-”、 “*”、/”、“ = ”和清除鍵。使用單片機(jī)最小應(yīng)

2、用系統(tǒng)1模塊，簡(jiǎn)單方便。 采用LCD1602A作顯示。本次設(shè)計(jì)是以STC89C52單片機(jī)為核心、器件，外圍輔 助器件為L(zhǎng)CD顯示器、控制按鍵來(lái)設(shè)計(jì)的計(jì)算器。利用此設(shè)計(jì)熟悉單片機(jī)微控 制器及C語(yǔ)言編程，對(duì)其片資源及各個(gè)I/O端口的功能和基本用途的了解。掌握 Microsoft Visual C+ 6.0應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，常用的LCD顯示器的使用方法和一 般鍵盤(pán)的使用方法。本計(jì)算器系統(tǒng)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，成本低，使用維護(hù)方便，軟 件功能強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：STC89C52； LCD1602；計(jì)算器；矩陣鍵盤(pán)目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark19 o

3、Current Document 緒論2 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 1.1系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的背景和意義2 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 1.2設(shè)計(jì)目的2 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 1.3設(shè)計(jì)任務(wù)2 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 方案論證與比較3 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 2.1主機(jī)方案設(shè)計(jì)與選擇32.1.1方案一：采用FPG

4、A控制3 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 2.1.2方案二：采用STC9C52單片機(jī)3 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 2.2從機(jī)方案設(shè)計(jì)與選擇42.2.1方案一：采用8255A芯片控制采集和數(shù)碼管顯示42.2.2方案二：采用液晶LCD1602做為顯示4 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及說(shuō)明5 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 3.1系統(tǒng)總框圖5 HYPERLINK l bookm

5、ark57 o Current Document 3.2元件介紹5 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)11 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 4.1外接鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)11 HYPERLINK l bookmark103 o Current Document 4.2顯示電路設(shè)計(jì)11 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)12 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document 5.1鍵盤(pán)掃描程

6、序設(shè)計(jì)12 HYPERLINK l bookmark113 o Current Document 5.2顯示模塊的程序設(shè)計(jì)13 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 5.3運(yùn)算程序設(shè)計(jì)14 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 調(diào)試15 HYPERLINK l bookmark126 o Current Document 6.1硬件調(diào)試15 HYPERLINK l bookmark129 o Current Document 6.2軟件的調(diào)試16 HYPERLINK l bookmark137 o

7、Current Document 結(jié)論17 HYPERLINK l bookmark140 o Current Document 致謝18 HYPERLINK l bookmark143 o Current Document 參考文獻(xiàn)19 HYPERLINK l bookmark156 o Current Document 附錄入元件清單20 HYPERLINK l bookmark159 o Current Document 附錄B原理圖21 HYPERLINK l bookmark162 o Current Document 附錄C PCB圖22 HYPERLINK l bookmark1

8、65 o Current Document 附錄D實(shí)物圖23緒論1.1系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的背景和意義隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)地額進(jìn)步，人們的生活水平在逐步提高，尤其是微電 子技術(shù)的發(fā)展，猶如雨后春筍般的變化。電子產(chǎn)品的更新速度快就不驚奇了。計(jì) 算機(jī)在人們的日常中是比較常見(jiàn)的電子產(chǎn)品之一。充分利用已有的軟件和硬件條 件設(shè)計(jì)出更出色的電子產(chǎn)品之一。如何使計(jì)算器技術(shù)更加的成熟，充分利用已有 的軟件和硬件條件，設(shè)計(jì)出更出色的計(jì)算器，使其更好的為各個(gè)行業(yè)服務(wù)，成了 如今電子領(lǐng)域重要的研究課題。今天，人們的日常生活中已經(jīng)離不開(kāi)計(jì)算器了，社會(huì)的各個(gè)角落都有它的身 影，比如商店、辦公、室學(xué)校。因此設(shè)計(jì)一款簡(jiǎn)單實(shí)用的計(jì)算器會(huì)

9、有很大的實(shí)際意義。1.2設(shè)計(jì)目的通過(guò)本次課題設(shè)計(jì)，應(yīng)用單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)等所學(xué) 相關(guān)知識(shí)及查閱資料，完成簡(jiǎn)易計(jì)算器的設(shè)計(jì)，以達(dá)到理論與實(shí)踐更好的結(jié)合、 進(jìn)一步提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和設(shè)計(jì)的能力的目的。通過(guò)本次設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，可以使我在基本思路和基本方法上對(duì)基于MCS-51單 片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一個(gè)比較感性的認(rèn)識(shí)，并具備一定程度的設(shè)計(jì)能力。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)在本次課程設(shè)計(jì)中，主要完成如下方面的設(shè)計(jì)任務(wù)：（1）簡(jiǎn)要闡述單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及LED動(dòng)態(tài)顯示和矩陣鍵盤(pán)基 本原理；（2）掌握MCS-51系列某種產(chǎn)品（例如8051）的最小電路及外圍擴(kuò)展電路 的設(shè)計(jì)方法；（3）了解單片機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

10、功能及工作過(guò)程；（4）完成主要功能模塊的硬件電路設(shè)計(jì)及必要的參數(shù)確定；（5）用protel軟件完成原理電路圖的繪制。方案論證與比較2.1主機(jī)方案設(shè)計(jì)與選擇2.1.1方案一：采用FPGA控制FPGA是一種高密度的可編程邏輯器件，自從XiLin公司1985年崔出第一 片F(xiàn)PGAD以來(lái)，F(xiàn)PGA的集成密度和性能提高好呢快，其集成密度高達(dá)500萬(wàn) 門(mén)/片以上，系統(tǒng)性能可達(dá)200MHz。使用方便簡(jiǎn)易，開(kāi)發(fā)和上市的周期短，在數(shù) 字設(shè)計(jì)和電子生產(chǎn)中得到迅速和應(yīng)用，并一度在高密度的可編程邏輯器件領(lǐng)域中 獨(dú)占鰲頭。但是基于SRMA編程的FPGA，其編程信息需存放在外部存儲(chǔ)器上，需外 部存儲(chǔ)芯片，且使用方法復(fù)雜，

11、保密性差，而其對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算器而言，使 用FPGA有點(diǎn)大材小用，成本太高。2.1.2方案二：采用STC9C52單片機(jī)單片機(jī)是單片微型機(jī)的簡(jiǎn)稱(chēng)，即MicroControlUnit（MCU）。通常由單塊集 成電路組成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器CPU、存儲(chǔ)器和 I/O幾口電路等。因此，單片機(jī)只要和是單的軟件及外部設(shè)備相結(jié)合，即可成為 一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。單片機(jī)廣泛用于智能產(chǎn)品，智能儀表、測(cè)控技術(shù)、智能接 口等，具有操作簡(jiǎn)單，實(shí)用方便，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，而其中有STC89C52以MCS-51 位內(nèi)核，是經(jīng)典的單片機(jī)代表。同時(shí)它的功耗低，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引 腳完全兼容。片上

12、Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適合于常規(guī)編程器， 擁有8位CPU，使其與眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)能夠靈活結(jié)合。此外，STC89C52克降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件的可選擇節(jié)電模 式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù) 工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停 止，知道下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。8位微控制器8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash。 同時(shí)該芯片還具有PDI、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需 求。方案二符合了輕便、成本低、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此我們選擇方案二。2.2從機(jī)方案設(shè)計(jì)與選擇2.2.1

13、方案一：采用8255A芯片控制采集和數(shù)碼管顯示采用8255A為輔助擴(kuò)展芯片（控制鍵盤(pán)信號(hào)采集以及數(shù)碼管顯示），采用 普通數(shù)碼管顯示。由于此方案采用了擴(kuò)展芯片，程序設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。而且采用普 通數(shù)碼管顯示，并不能顯示“+”、_”“*”“/”等運(yùn)算符號(hào)。同時(shí)數(shù)碼管顯 示編程實(shí)際編寫(xiě)比較復(fù)雜，參數(shù)多容易混亂。2.2.2方案二：采用液晶LCD1602做為顯示LCD1602已經(jīng)使用的很普遍了，LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無(wú)背光）或者 16腳（帶背光）接口，1602液晶模塊的讀寫(xiě)操作、屏幕和光標(biāo)操作都是通過(guò)指 令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。市面上的字符液晶大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制 原理完全相同的，因

14、此HD44780寫(xiě)的液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因 此HD44780寫(xiě)的控制程序可以用于大部分的液晶，也包括1602。在對(duì)液晶模塊 初始化的過(guò)程中我們需要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符光標(biāo)是自動(dòng)右 移的，無(wú)需人工干預(yù)。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生儲(chǔ)存器（CGROM）已經(jīng)儲(chǔ)存了 160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符 圖形。同時(shí)1602的價(jià)格便宜，供貨商多，基本的電子商店都能買(mǎi)到。省事省力， 體積也小。適合于這個(gè)方案。因此我們選擇整體的方案二。系統(tǒng)設(shè)計(jì)及說(shuō)明3.1系統(tǒng)總框圖圖3.1方案二系統(tǒng)框圖3.2元件介紹STC89C52:STC89C52是ST

15、C公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具 有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做 了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O 口線(xiàn)，看 門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù) 器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷 結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種 軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù) 器、串口、中斷繼續(xù)

16、工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz， 6T/12T 可選。參數(shù)特點(diǎn)：增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選 擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051.2工作電壓：5.5V3.3V （5V單片機(jī)）/3.8V2.0V （3V 單片機(jī)）工作頻率范圍：040MHz，相當(dāng)于普通8051的080MHz，實(shí)際工作頻 率可達(dá)48MHz4.用戶(hù)應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)片上集成512字節(jié)RAM通用I/O 口（32個(gè)），復(fù)位后為：P0/P1/P2/P3是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0 口是漏極開(kāi)路輸出，作為總線(xiàn)

17、擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O 口用時(shí)， 需加上拉電阻。ISP （在系統(tǒng)可編程）/IAP （在應(yīng)用可編程），無(wú)需專(zhuān)用編程器，無(wú) 需專(zhuān) 用仿真器，可通過(guò)串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶(hù)程 序，數(shù)秒即可完 成一片具有EEPROM 功能共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器T0、T1、T2外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由 外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒通用異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART工作溫度范圍：-40+85C（工業(yè)級(jí)）/075C（商業(yè)級(jí)）STC89C52RC引腳功能說(shuō)明：VCC （40引腳）：電源電壓VSS

18、 （20引腳）：接地P0端口（P0.0P0.7, 3932引腳）：P0 口是一個(gè)漏極開(kāi)路的8位雙向I/O 口。作為輸出端口，每個(gè) 引腳能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載，對(duì)端口 P0寫(xiě)入“1”時(shí)，可以作為高阻抗輸入。在 訪(fǎng)問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用 總線(xiàn)。此時(shí)，P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。在Flash ROM編程時(shí)，P0端口接收指令 字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。P1端口（P1.0P1.7，18引腳）：P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙 向I/O 口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。 對(duì)端口寫(xiě)入1時(shí)，

19、通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。 P1 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一 個(gè)電流（I/L）。此外，P1.0和P1.1還可以作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部技術(shù)輸入（P1.0/T2） 和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體參見(jiàn)下表3-2-1：在對(duì)Flash ROM編程和程序校驗(yàn)時(shí)，P1接收低8位地址。表3.1引腳號(hào)功能特性P1.0T2 （定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出P1.1T2EX （定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2捕獲/重裝觸發(fā)和方向控制）P2端口（P2.0P2.7, 2128引腳）：P2 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位 雙向I/O

20、端口。P2的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸 入。對(duì)端口寫(xiě)入1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時(shí)可用作輸入 口。P2作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引 腳會(huì)輸出一個(gè)電流（I/L）。在訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行“MOVX DPTR”指令）時(shí)，P2送出高8位地址。在訪(fǎng)問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如 執(zhí)行“MOVX R1 ”指令）時(shí)，P2 口引腳上的內(nèi)容（就是專(zhuān)用寄存器（SFR） 區(qū)中的P2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪(fǎng)問(wèn)期間不會(huì)改變。在對(duì)Flash ROM編程和程序校驗(yàn)期間，P2也接收高位地址和一些控制信號(hào)。P3端口（

21、P3.0P3.7，1017引腳）：P3是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙 向I/O端口。P3的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。 對(duì)端口寫(xiě)入1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。 P3做輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸 入一個(gè)電流（I/L）。在對(duì)Flash ROM編程或程序校驗(yàn)時(shí)，P3還接收一些控制信號(hào)。P3 口除作為一般I/O 口外，還有其他一些復(fù)用功能，如下表表3-2-2所示：表3-2-2： P3 口引腳復(fù)用功能表表3.2引腳號(hào)復(fù)用功能P3.0RXD （串行輸入口）P3.1TXD （串行輸出口）P3.2INT0 （外部中斷

22、0）P3.3INTt （外部中斷1）P3.4T0 （定時(shí)器0的外部輸入）P3.5T1 （定時(shí)器1的外部輸入）P3.6W（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7E（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）RST （9引腳）：復(fù)位輸入。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效， 用來(lái)完成單片機(jī)單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。看門(mén)狗計(jì)時(shí)完成后，RST引腳輸出 96個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR （地址8EH）上的DISRTO位可以 使此功能無(wú)效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE/ PROG（30引腳）：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ) 器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在Flash編程時(shí)，此引腳（PR

23、OG）也用作 編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外 部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE 脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址位8EH的SFR的第0位置“ 1”，ALE 操作將無(wú)效。這一位置“1”，ALE僅在執(zhí)行MOVX或MOV指令時(shí)有效。否則 ALE將被微弱拉高。這個(gè)ALE使能標(biāo)志位（地址位8EH的SFR的第0位）的 設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。EA/VPP（31引腳）：訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H到 FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，EA必須接GND。注意加密方式1時(shí)，EA 將內(nèi)部鎖定

24、位RESET。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應(yīng)該接VCC。在Flash編程期 間，也接收12伏VPP電壓。XTAL1（19引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2（18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。LCD1602LCD1602主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:16X2個(gè)字符 芯片工作電壓:4.55.5V 工作電流:2.0mA（5.0V）模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.95 X4.35（WXH）mm 引腳功能說(shuō)明第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí) 對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以

25、通過(guò)一個(gè)10K的電位 器調(diào)整對(duì)比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令 寄存器。第5腳：R/W為讀寫(xiě)信號(hào)線(xiàn)，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。 當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命 令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線(xiàn)。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。1602液晶模塊的讀寫(xiě)操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（說(shuō)明：1為高電平、0為低電平）如下表3-2-3：

26、表3.3序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開(kāi)/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯地址8置數(shù)據(jù)存貯地址001顯示數(shù)據(jù)存貯地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫(xiě)數(shù)到CGRAM或DDRAM10要寫(xiě)的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊 的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)

27、要先輸入顯示字 符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖3-2是1602的內(nèi)部顯示地址。LCD16字X2行0001Og030405060708090A0B000D0EOF1027404I42*434445464748494A4B4C4D4E4F5067圖3.2例如第二行第一個(gè)字符的地址是40H，那么是否直接寫(xiě)入40H就可以將光 標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置呢？這樣不行，因?yàn)閷?xiě)入顯示地址時(shí)要求最高 位D7恒定為高電平1所以實(shí)際寫(xiě)入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是01000000B( 40H) +10000000B(80H)=11000000B(C0H)。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1外接鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輸入數(shù)字和其他功能按

28、鍵時(shí)要用到很多按鍵，在這種情況下，編程會(huì) 很簡(jiǎn)單，但是會(huì)占用大量的I/O 口資源，因此在很多情況下都不采用這樣的方式， 而是采用矩陣鍵盤(pán)的方式。矩陣鍵盤(pán)采用四條I/O線(xiàn)作為行線(xiàn)，四條I/O線(xiàn)作為 列線(xiàn)組成鍵盤(pán)，在行線(xiàn)和列線(xiàn)的每個(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵。這樣鍵盤(pán)上按鍵的 數(shù)量就為4*4個(gè)。這樣行列式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)能有效的提高單片機(jī)系統(tǒng)中I/O 口的利用 率。計(jì)算器的鍵盤(pán)布局如圖3.2所示：一般有16個(gè)鍵組成，在單片機(jī)中正好有 一個(gè)P端口實(shí)現(xiàn)16個(gè)按鍵功能，這種形式在單片機(jī)系統(tǒng)中最常用。圖4.1矩陣鍵盤(pán)內(nèi)部電路4.2顯示電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用LCD液晶顯示器來(lái)顯示輸出數(shù)據(jù)。LCD的特性有：1、+5V電 壓，對(duì)

29、比可調(diào)度；2、內(nèi)含復(fù)位電路；3、提供各種控制命令，如：清屏、字符閃 爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能；4、有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM;5、 內(nèi)建有160個(gè)5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM;6、8個(gè)可由用戶(hù)自定義的 5X7的字符發(fā)生器CGRAM。本設(shè)計(jì)通過(guò)D0-D7引腳向LCD寫(xiě)指令字或?qū)憯?shù)據(jù)以使LCD實(shí)現(xiàn)不同的功 能或顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。其接口電路如圖4-2所示。圖4.2 LCD接口電路系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)5.1鍵盤(pán)掃描程序設(shè)計(jì)鍵掃程序的過(guò)程為：開(kāi)始時(shí)，先判斷是否有鍵閉合，無(wú)鍵閉合時(shí)，返回繼續(xù) 判斷，有鍵閉合時(shí)，先去抖動(dòng)，然后確定是否有鍵按下，若無(wú)鍵按下，則返回繼 續(xù)判斷是否有鍵閉合，若有鍵

30、按下，則判斷鍵號(hào)，然后釋放，若釋放按鍵完畢， 則返回，若沒(méi)有釋放按鍵，則返回繼續(xù)釋放。其流程圖如圖5-1所示。5.2顯示模塊的程序設(shè)計(jì)顯示程序的過(guò)程為：顯示開(kāi)始時(shí)，先進(jìn)行LCD的初始化，判斷是否顯示漢 字或ACSII碼或圖形，若不顯示，則返回，若顯示的是漢字或ACSII碼，則進(jìn) 行相應(yīng)功能的設(shè)置，然后送地址和數(shù)據(jù)，再判斷是否顯示完，顯示完則返回，沒(méi) 有顯示完則繼續(xù)送地址，若顯示的是圖形，則先進(jìn)行相應(yīng)功能的設(shè)置，再送行地 址和列地址，然后送數(shù)據(jù)，最后判斷是否顯示完，顯示完則返回，沒(méi)有顯示完則 繼續(xù)送行地址和列地址。其流程圖如圖5-2所示。液晶初始化讀取ASA11碼液晶顯不( 結(jié)束 圖5.2液晶顯

31、示程序框圖5.3運(yùn)算程序設(shè)計(jì)算術(shù)運(yùn)算程序的過(guò)程為：先判斷輸入的運(yùn)算符是+、-、*、/中的哪一個(gè)， 若是+或-，則要判斷運(yùn)算結(jié)果是否溢出，溢出則顯示錯(cuò)誤信息，沒(méi)溢出就顯示運(yùn) 算結(jié)果，若是/，則要先判斷除數(shù)是否為零，為零就顯示錯(cuò)誤信息，不為零則顯 示運(yùn)算結(jié)果，若是-，則直接顯示運(yùn)算結(jié)果。其流程圖如圖5-3所示。功能鍵數(shù)字鍵數(shù)于顯不保存功能 鍵根據(jù)上次的數(shù)值 和助能鍵計(jì)算功能鍵數(shù)字鍵數(shù)于顯不保存功能 鍵根據(jù)上次的數(shù)值 和助能鍵計(jì)算等待輸入圖5.3鍵盤(pán)掃描程序框圖調(diào)試6.1硬件調(diào)試在電路板焊接完成后，先用萬(wàn)用表檢查各接線(xiàn)是否焊接良好，是否有松動(dòng)和 漏焊。在通電調(diào)試之前，必須認(rèn)真檢查電路連線(xiàn)是否正確，對(duì)

32、照調(diào)試之前電路圖 按照一定順序逐漸檢測(cè)，特別要注意電源是否接錯(cuò)，電源與地是否有短接，二 極管是否接反，輕輕撥一撥元器件，觀(guān)察焊點(diǎn)是否牢固。調(diào)試方法：包括多級(jí)調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試。在調(diào)試過(guò)程中要針對(duì)可能出現(xiàn)的故障 認(rèn)真分析，直至檢查出原因并排除。本次硬件調(diào)試過(guò)程中，對(duì)所出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了認(rèn)真的分析和改正，最后能夠 很好的達(dá)到設(shè)計(jì)要求的效果。6.2軟件的調(diào)試軟件調(diào)試一般分為以下四個(gè)階段：1、編寫(xiě)程序并查錯(cuò)；2、在C語(yǔ)言的編譯系統(tǒng)中編譯源程序；3、對(duì)程序進(jìn) 行編譯連接，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)程序中存在的錯(cuò)誤；4、改正錯(cuò)誤。在本次調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題有：（1）在程序中有的函數(shù)名未定義；（2）在抄錄程序時(shí)，少錄入一些字符，如：

33、“；”、”、-”等符號(hào)， 而出現(xiàn)錯(cuò)誤；（3）有一些函數(shù)名錄入時(shí)少寫(xiě)一個(gè)字母或順序顛倒；（4）沒(méi)有注意函數(shù)名的調(diào)用及定義；（5）芯片引腳定義出錯(cuò)而導(dǎo)致沒(méi)有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在軟件調(diào)試過(guò)程中，對(duì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行了認(rèn)真的分析和修改，多次調(diào)試成功 后，能夠很好的達(dá)到既定的設(shè)計(jì)效果結(jié)論課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問(wèn)題， 鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程。隨著 科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域， 在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在。因此作為電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)掌握單片 機(jī)的開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的。我的題目是簡(jiǎn)易計(jì)算器，對(duì)于我們這些實(shí)踐中的新手來(lái)說(shuō)，這是一次考驗(yàn)。 怎么才能找到課堂所學(xué)與實(shí)際應(yīng)用的最佳結(jié)合點(diǎn)？怎樣讓自己的業(yè)余更接近專(zhuān) 業(yè)？怎樣讓自己的計(jì)劃更具有序性，而不會(huì)忙無(wú)一用？這都是我們所要考慮和努 力的。這次課程設(shè)計(jì)我學(xué)到很多很多的東西，學(xué)會(huì)了怎么樣去制定計(jì)劃，怎么樣 去實(shí)現(xiàn)這個(gè)計(jì)劃，并掌握了在執(zhí)行過(guò)程中怎么樣去克服心理上的不良情緒。不僅 鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)，掌握 了一種系統(tǒng)的研究方