文档介绍：单片机应用课程设计报告
(2012~2013学年第2学期)
设计题目: 基于单片机简易计算器设计
班别: 2010级电子一班
姓名:
指导教师:
时间: 2013年5月26日
目录
3
2. 系统总体方案设计 3
各模块方案选择与论证 3
按键电路设计 3
显示电路设计 3
串口连接设计 4
总体方案设计 4
3. 系统硬件电路设计 5
单片机最小系统电路 5
4*4矩阵键盘电路 6
LCD显示电路 7
串口模块 8
4. 系统软件设计 10
主程序流程图 10
显示程序设计流程图 11
4*4矩阵键盘扫程序设计流程图 12
四则运算设计流程图 13
5. 实物仿真 14
仿真调试 14
6. 实物调试 15
实物调试 15
运算验证 16
7. 心得体会` 17
附录 18
计算器至少能正常显示8位数,能对整数进行简单的加、减、乘、除四则运算,在做除法时只取到小数部分的后3位;键盘包括数字键(0-9)、符号键(+、-、*、/)、清除键和等号键,共16个按键,要求能够在按按键后LCD显示屏上能够显示对应的数字和符号,在进行运算时,按等号键能将最后结果输送给LCD并显示出来。
2. 系统总体方案设计
各模块方案选择与论证
按键电路设计
采用扫描方法,该编程比较熟悉,容易理解与编写。计算器输入数字和其他功能按键要用到很多按键,如果采用独立按键的方式,在这种情况下,编程会很简单,但是会占用大量的I/O 口资源,因此在很多情况下都不采用这种方式,而是采用矩阵键盘的方案。
矩阵键盘采用四条I/O 线作为行线,四条I/O 线作为列线组成键盘,在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为4×4个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。
显示电路设计
使用LED数码管显示器,它的引脚比较多,在连接电路时比较的麻烦,并且在进行多个数据计算时,所需要的LED数码管也要更多,电路设计不美观。
LCD1602液晶显示屏使用简单,模式固定,便于移植到各种类型的程序,而且它的功耗小、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的优点。最后采用LCD1602作为显示器。
串口连接设计
为了方便单片机程序的修改与下载,制作了串口连接,减少了不必要的麻烦。使用9针母头串口,可直接与电脑连接。采用max232芯片进行连接,比较稳定,并且该芯片技术比较成熟。
总体方案设计
本计算器是以STC89C52RC单片机为核心构成的简易计算器系统。该系统通过单片机控制,实现对4*4键盘扫描进行实时的按键检测,然后进行计算,并且显示。如图1。
晶振电路
复位电路
串口连接电路
4*4矩阵
键盘
STC89C52RC
单片机系统
LCD显示电路
图1 简易计算器总体设计图
3. 系统硬件电路设计
单片机最小系统电路
该系统电路以STC89C52RC最小系统的控制核心,主要注意晶振电路的接法和复位按钮的接法采用手动复位和外部时钟方式。如图2所示。18和19引脚连接一个晶振和两个电容(30P),它们是振荡回路交联电容,如果没这两个电容的话,振荡部分会因为没有回路而停振,电路不能正常工作了。组成的晶振电路为单片机内部系统提供基本的时钟信号。
图2 单片机硬件电路原理图
第9引脚连接单片机的复位按钮,当单片机正常工作时,且晶振稳定后,如果第9引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上,则CPU就可以响应并将系统复位。在单片机启动后,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,第9引脚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,,,甚至更小。根据串联电路电压为各处之和,,甚至更大,所以
第9引脚又接收到高电平,单片机系统自动复位。在调试时发生系统错误或者死机的现象时就可以使用复位按钮,使得系统内部程序自动从头开始执行。
4*4矩阵键盘电路
计算器的键盘布局如图3所示。一般有16个键组成在单片机中正好可以用一个P口实现16个按键功能,这种形式在单片机系统中也最常用。,,P