基于MCS-51單片機的簡易計算器的設計與實現姓名：陳俐園班級：計應102班指導老師：劉雪蘭目錄

3.2.4.

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1.緒論硬件設計軟件設計設計方案系統仿真致謝緒論隨著社會的發展，科學的進步，人們的生活水平在逐步的提高，尤其是微電子技術的發展。電子產品的更新速度快就不足驚奇了,單片機的應用也已經越來越貼近生活。計算器在人們的日常中就是比較的常見的電子產品之一。可是它還在發展之中，以后必將出現功能更加強大的計算器，基于這樣的理念，本次設計是用單片機來設計一個簡易計算器。計算器將完成的功能有加，減，乘，除等功能。此次論文的價值和核心在于倡導自己把所學知識運用到現實生活，為現實生活服務，把自己的知識轉化為實踐，為自己今后的工作做好鋪墊，往后通過更多的學習，更多的嘗試，把知識的作用真正發揮出來，改變大家的生活。設計方案

為了滿足計算器的基本要求，可以基本的運算（加減乘除），數據歸零和出錯警告提示，我們采用基于51單片機設計一個簡易的計算器。設計仿真和調試要用到Keil、Protues等軟件。

具體設計如下：（1）由于要設計的是簡單的計算器，可以進行四則運算，為了得到較好的顯示效果，采用LCD顯示數據和結果。（2）另外鍵盤包括數字鍵（0～9）、符號鍵（+、-、×、÷）、清除鍵和等號鍵，故只需要16個按鍵即可，設計中采用集成的計算鍵盤。（3）執行過程：開機顯示零，等待鍵入數值，當鍵入數字，通過LCD顯示出來，當鍵入+、-、*、/運算符，計算器在內部執行數值轉換和存儲，并等待再次鍵入數值，當再鍵入數值后將顯示鍵入的數值，按等號就會在LCD上輸出運算結果。（4）錯誤提示：當計算器執行過程中有錯誤時，會在LCD上顯示相應的提示,如：當輸入的數值或計算得到的結果大于計算器的表示范圍時，計算器會在LCD上提示溢出；當除數為0時，計算器會在LCD上提示錯誤。硬件設計電路設計原理

單片機采用AT89C51單片機，它能夠滿足數據的采集、控制和數據處理的需求。結合時鐘電路、復位電路、鍵盤輸入完成簡易計算器總電路設計。單片機輸入模塊LCD顯示電源電路時鐘電路復位電路電路設計原理圖時鐘電路時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質量也直接影響單片機系統的穩定性。在MCS－51單片機片內部有一個高增益的反相放大器，它的的輸入端為引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2，由該放大器構成的振蕩電路和時鐘電路一起構成了單片機的時鐘方式。根據硬件電路的不同，單片機的時鐘連接方式可分為內部時鐘方式和外部時鐘方式。我們采用內部時鐘方式。在內部方式時鐘電路中，必須在XTAL1和XTAL2引腳兩端跨接石英晶體振蕩器和兩個微調電容構成振蕩電路。晶振頻率均為30pF。時鐘電路連接圖復位電路

單片機復位是使CPU和系統中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態，并從這個狀態開始工作。無論是單片機剛開始接上電源時，還是斷電后或者發生故障后都要復位。復位信號從單片機的RST引腳輸入，高電平有效，其有效電平應維持至少2個機器周期。復位操作有上電自動復位與按鍵手動復位兩種方式，為了方便系統的硬件初始化，我們采用按鍵手動復位。復位電路連接圖輸入模塊：鍵盤接口電路

計算器輸入數字和其他功能按鍵要用到很多按鍵，如果采用獨立按鍵的方式，在這種情況下，編程會很簡單，但是會占用大量的I/O口資源，因此在很多情況下都不采用這種方式，而是采用矩陣鍵盤的方案。矩陣鍵盤采用四條I/O線作為行線，四條I/O線作為列線組成鍵盤。在行線和列線的每個交叉點上設置一個按鍵。這樣鍵盤上按鍵的個數就為4*4個。這種行列式鍵盤結構能有效地提高單片機系統中I/O口的利用率。鍵盤接口電路軟件設計