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51单片机的简易计算器设计(仿真+程序+原理图+PCB+设计报告)

07/09 08:57
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本设计:
基于51单片机的简易计算器设计(仿真+程序+原理图+PCB+设计报告)
仿真:proteus 7.8
程序编译器:keil 4/keil 5
编程语言:C语言
编号S0001

芯片可以替换为STC89C52/STC89C51/AT89C52/AT89C51等51单片机芯片。

一、该简易计算器设计硬件电路采用三部分电路模块构成:
1、键盘模块电路, 采用 4*4 矩阵式键盘作为输入电路;
2、LCD1602 液晶显示模块;
3、以 51 单片机作为控制核心。

二、软件程序主要由三部分组成: 主程序、按键扫描程序和 LCD1602 显示程序。

三、 性能指标
(1) 用51单片机设计一个简易计算器, 并用 1602 液晶显示相应的数据。
(2) 可以进行简单的加减乘除运算。
(3) 最大可以 9999*9999, 。
(4) 可以通过 proteus 仿真。

仿真图(提供源文件):
在这里插入图片描述

原理图(提供源文件):

单片机最小系统介绍

单片机(Microcontrollers)是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的300M的高速单片机。本文的单片机特指51单片机,具体芯片型号是 。需注意STC89C51,STC89C52,AT89C51,AT89C52都是51单片机的一种具体芯片型号。

最小系统组成:

51单片机最小系统:单片机、复位电路晶振(时钟)电路、电源

最小系统用到的引脚

1、主电源引脚(2根)

VCC:电源输入,接+5V电源

GND:接地线

2、外接晶振引脚(2根)

XTAL1:片内振荡电路的输入端

XTAL2:片内振荡电路的输出端

3、控制引脚(4根)

RST/VPP:复位引脚,引脚上

复位电路

一般来说,在电路图中,电容的的大小是10uf,电阻的大小是10k。(不特指本电路,具体参数看仿真图)

在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号,而大于1.5V的电压信号为高电平信号。可以算出电容充电到电源电压的0.7倍,即电容两端电压为3.5V、电阻两端电压为1.5V时,需要的时间约为T=RC=10K*10UF=0.1S。

也就是说在单片机上电启动的0.1S内,电容两端的电压从0-3.5V不断增加,这个时候10K电阻两端的电压为从5-1.5V不断减少(串联电路各处电压之和为总电压),所以RST引脚所接收到的电压是5V-1.5V的过程,也就是高电平到低电平的过程。

单片机RST引脚是高电平有效,即复位;低电平无效,即单片机正常工作。所以在开机0.1S内,单片机系统RST引脚接收到了时间为0.1S左右的高电平信号,所以实现了自动复位。

在单片机启动0.1S后,电容C两端的电压持续充电为5V,这是时候10K电阻两端的电压接近于0V,RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候,开关导通,这个时候电容两端形成了一个回路,电容被短路,所以在按键按下的这个过程中,电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移,电容的电压在0.1S内,从5V释放到变为了1.5V,甚至更小。根据串联电路电压为各处之和,这个时候10K电阻两端的电压为3.5V,甚至更大,所以RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。

晶振电路

晶振基本概念 晶振全名叫晶体振荡器,每个单片机系统里都有晶振,晶振是由石英晶体经过加工并镀上电极而做成的,主要的特性就是通电后会产生机械震荡,可以给单片机提供稳定的时钟源,晶振提供时钟频率越高,单片机的运行速度也就越快。 晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。

晶振起振后, 产生的振动信号会通过XTAL1引脚, 依次经过振荡器和时钟发生器的处理,得到机器周期信号,作为指令操作的依据。51单片机常用的晶振是12M和11.0592M
在这里插入图片描述

PCB图(提供源文件):

源程序(提供源文件):

复制到浏览器https://docs.qq.com/sheet/DS0xIa0llTmtNakRW
#include "reg52.h"
#include "string.h"
#include "stdio.h"
#include "lcd1602.h"
#include "keyboard.h"

#define keydeng		14
#define keyzuoyi  12

code unsigned char KeyDisPlaybuf[16] = 
{
    '1', '2', '3', '+',
    '4', '5', '6', '-', 
    '7', '8', '9', '*',
    '<', '0', '=', '/'
};

long Count(char *ch, char len)//简单计算器 仅支持加减乘除+-*/
{
    unsigned char i = 0;
    char Operation;
    long Num1=0,Num2=0;
    while(i<len && ch[i]!='+' && ch[i]!='-' && ch[i]!='*' && ch[i]!='/')
    {
        Num1*=10;
        Num1+=ch[i]-'0';
        i++;
    }
    Operation=ch[i++];
    while(i<len && ch[i]!='=')
    {
        Num2*=10;
        Num2+=ch[i]-'0';
        i++;
    }
    switch(Operation)
    {
        case'+':return Num1+Num2;
        case'-':return Num1-Num2;
        case'*':return Num1*Num2;
        case'/':return Num1/Num2;
    }
	return 0;
}

void EasyCounter(void)
{
	unsigned char buff[30];
	unsigned char text[30];
	unsigned char key;
	unsigned char i = 0;
	do
  {
			key = keycan();//读取键值	
			if(key!=0xff)//键值不等于0
			{
				text[i++]=KeyDisPlaybuf[key];//记录键值对应的字符
				text[i]='�';
        LCD_ShowStr(0,0,"                ");
				LCD_ShowStr(16-strlen(text),0,text);
			}
        if(key==keyzuoyi&&i>0)//按下"<"时删除一位
          i-=2;
	}while(key!=keydeng);//按下'='时结束输入
	sprintf(buff, "%ld", Count(text, strlen(text)));
  LCD_ShowStr(0,1,"                ");
	LCD_ShowStr(16-strlen(buff),1,buff);
}

void main(void)
{
  LCD_Init();
  while(1)
  {
    EasyCounter();
  }
}

说明书:
在这里插入图片描述

全部资料 获取方式
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