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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）：
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
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：
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