畢業(yè)設計---基于單片機的多功能計算器的設計

1、<p>　　2011 屆畢業(yè)設計說明書</p><p>　　題 目:基于單片機的多功能計算器的設計</p><p>　　2011 屆畢業(yè)設計（論文）課題任務書</p><p>　　系：電氣與信息工程系 專業(yè)：通信技術 </p><

2、p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要…………………………………………………………………………………1</p><p>　　一、系統(tǒng)設計…………………………………………………………………………2</p><p>　　1.1、功能介紹….………………………………………………………………….…………2</p>&

3、lt;p>　　1.1.1、基本功能…………………………………………………………………..………2</p><p>　　1.1.2、擴展功能…………………………………………………………………..………2</p><p>　　1.2、總體設計方案…………………………………………………………………..………2</p><p>　　1.2.1、總體設計思路………………

4、……………………………………………...……2</p><p>　　1.2.2、方案論證與比較………………………………………………………...………2</p><p>　　1.2.3、系統(tǒng)組成………………………………………………………………………..8</p><p>　　二、重要器件的知識介紹…………………………………………………………8</p>&

5、lt;p>　　2.1、單片機的知識介紹……………………………………………………………………...…8</p><p>　　2.1.1、單片機的主要性能…………………………………………………………...…8</p><p>　　2.1.2、單片機的功能特性描敘……………………………………………………...…9</p><p>　　2.1.3、單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框

6、圖及芯片引腳圖……………………………………….9</p><p>　　2.1.4、單片機各引腳功能說明……………………………………………………...…10</p><p>　　2.1.5、單片機時鐘電路……………………………………………………………...…11</p><p>　　2.1.6、單片機復位電路……………………………………………………………...…12&

7、lt;/p><p>　　2.1.7、單片機下載口電路…………………………………………………………...…12</p><p>　　三、軟件設計………………………………………………………………………13</p><p>　　3.1、液晶顯示設計…………………………………………………………………………..13</p><p>　　3.2、鍵盤輸入設計

8、…………………………………………………………………………..15</p><p>　　3.3、計算器函數(shù)設計………………………………………………………………………..15</p><p>　　3.4、程序流程圖……………………………………………………………………………..18</p><p>　　3.5、程序清單………………………………………………………………………

9、………..20</p><p>　　產(chǎn)品使用說明………………………………………………………………………21</p><p>　　參考文獻……………………………………………………………………………22</p><p>　　附錄1、元器件清單………………………………………………………………23</p><p>　　附錄2、系統(tǒng)原理圖…………………

10、………………………………………………24</p><p>　　附錄3、實物照片…………………………………………………………………24</p><p>　　附錄4、程序清單…………………………………………………………………27</p><p>　　致 謝………………………………………………………………………………46</p><p><b

11、>　　摘要</b></p><p>　　本設計采用單片機作為控制芯片，用C語言對其進行編程實現(xiàn)，輸入由4*4行列式鍵盤控制，輸出采用人性化的SBY12864K-ZK型液晶實現(xiàn)。該計算器為多功能計算器，在未進行計算時，它是一個萬年歷時鐘，并且?guī)X鐘和星期顯示，所以數(shù)據(jù)均可隨時進行校準，校準數(shù)據(jù)采用的是獨立式鍵盤，是將4*4行列式鍵盤的一根線拉低，然后讀取與這根線交叉的4根線的所處狀態(tài)來判斷按鍵是否

12、被按下。</p><p>　　對于計算這個部分我采用的是行列鍵盤，10個數(shù)字鍵，一個小數(shù)點鍵，四個符號鍵，一個多功能鍵，通過判別該多功能鍵連續(xù)按的次數(shù)來決定該鍵此時的命令。由于C語言庫函數(shù)繁多，所以我采用調(diào)用C語言庫函數(shù)來解決多種運算類型，這樣編程更簡單，運行起來也更可靠。。</p><p>　　關鍵字：單片機，點陣圖形液晶，行列鍵盤，C語言庫函數(shù)。</p><p>

13、;　　Abstract The design uses a single-chip microcomputer as the control chip, using C programming language of its input from 4 * 4 matrix keyboard control, the output of the use of human SBY12864K-ZK-type liquid crystal

14、to achieve. Multi-function calculator for the calculator, before the calculation, it is a calendar clock and bell and weeks with the brain showed that there may at any time calibration data, calibration data is used in s

15、tand-alone keyboard, is a 4 * 4 matrix keyboard down one line, </p><p><b>　　一、系統(tǒng)設計</b></p><p><b>　　1.1、功能介紹</b></p><p>　　1.1.1、基本功能</p><p>　　根據(jù)所

16、學知識，自行設計一個計算器，要求自行設計供電電源，該計算器能夠?qū)崿F(xiàn)加減乘除四則混合運算，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)計算。</p><p>　　1.1.2、擴展功能</p><p>　?。?）、該計算器能夠?qū)崿F(xiàn)浮點數(shù)的運算。</p><p>　?。?）、該計算器在不進行計算時能夠當時鐘用，并且該時鐘可顯示星期和日歷，同時能夠修改其值。</p><p>　?。?/p>

17、3）、該計算器能夠?qū)崿F(xiàn)加減乘除以外的其他運算。</p><p>　　1.2、總體設計方案</p><p>　　1.2.1、總體設計思路</p><p>　　本設計主要采用以下基本模塊來實現(xiàn)，控制器模塊，輸入模塊，輸出模塊和電源模塊。</p><p>　　通過對控制器進行編程。使其對輸入模塊的信號進行處理計算，然后通過輸出模塊反饋給使用者以計算

18、結(jié)果。</p><p>　　1.2.2、方案論證與比較</p><p>　　1.2.2.1、控制部分的設計方案論證與選擇</p><p>　　根據(jù)設計要求，控制器主要用于紅外信號的接收和辨認、控制步進電機的動作，控制顯示步進電機的轉(zhuǎn)速等。對于控制器的選擇有以下三種方案。</p><p>　　方案一：采用計算器專用芯片實現(xiàn)。用計算器專用芯片進行

19、設計并編程實現(xiàn)。這種設計方案計算效率高、速度快、而且成本也相對較低，是廠家做計算器的最佳方案。但是本人對計算器專用芯片掌握的不夠，還不足以實現(xiàn)設計計算器，所以這個方案不可去。</p><p>　　方案二：采用FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）作為系統(tǒng)的控制器。FPGA將所有器件集成到一塊芯片上，體積小，節(jié)省空間，提高了穩(wěn)定性；直接面向用戶，具有極大的靈活性和通用性，使用方便，硬件測試和實現(xiàn)快捷，開發(fā)效率高，工作可靠性好

20、?？梢詫崿F(xiàn)各種復雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高，采用并行的輸入輸出方式，系統(tǒng)處理速度高，適合作為大規(guī)模實時系統(tǒng)的控制核心。由FPGA內(nèi)部編程實現(xiàn)計算器功能，本設計對數(shù)據(jù)處理速度的要求不是很高，F(xiàn)PGA的高速處理的優(yōu)勢得不到充分的體現(xiàn)，由于其集成度高，使其成本偏高，同時由于芯片的引腳較多，實物電路板布線復雜，加重了電路設計和實際焊接的工作。并且FPGA的價格相對較高，性價比太低。</p><p>　　方案三、用單片機

21、實現(xiàn)。由于單片機集成了運算器電路、控制電路、存儲器、中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器以及輸入/輸出口電路等，所以用單片機設計控制電路省去了很多分立元器件。由于單片機是可編程芯片，并且它可以運用C語言編寫，對于一些復雜的計算功能，可以調(diào)用C語言庫函數(shù)。使編寫程序變得非常簡單。所以該課題用單片機實現(xiàn)，不僅功能易于實現(xiàn)，而且精確度高，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強。并且由于其成本低、體積小、技術成熟和功耗小等優(yōu)點，且技術比較成熟。性價比也相當高。更重要的是本

22、人經(jīng)過幾年的學習，對單片機已有深刻的理解，并且可以靈活運用。</p><p>　　綜上所述，并通過各個方面綜合比較為達到最佳效果。我們采用方案三利用單片機控制器。</p><p>　　1.2.2.3、顯示電路的設計方案論證與選擇</p><p>　　方案一：數(shù)碼管顯示方案。數(shù)碼管顯示使用兩個四位一體動態(tài)數(shù)碼管顯示方案，此設計電路如圖1-1所示。采用動態(tài)數(shù)碼管顯示，具

23、有程序簡單， 對外界環(huán)境要求低，易于維護，同時其精度比較高，精確可靠，操作簡單。顯示直觀的特點。但只能顯示數(shù)字和一些代碼，不能顯示漢字及一些常用的符號，且硬件設計比較復雜。</p><p>　　圖1-1、兩個四位一體數(shù)碼電路圖</p><p>　　方案二;采用AT1602型液晶顯示</p><p><b>　　（一）、基本特性</b></

24、p><p><b>　　a、顯示特性</b></p><p><b>　　b、物理特性</b></p><p>　　c外形尺寸如圖1-2所示</p><p>　　圖1-2、液晶的外形尺寸</p><p><b>　?。ǘ⒔涌诙x</b></p>

25、;<p>　　AT1602與單片機的接口電路如圖1-3所示，該液晶有16個引腳，它能顯示32個字符，并且硬件電路設計簡單，顯示美觀，但驅(qū)動程序相對數(shù)碼管來說要復雜一些，其次穩(wěn)定性也不如數(shù)碼管。而且它只能顯示ASCII碼，不能夠顯示漢字，人機交互能力較差。</p><p>　　圖1-3、AT1602與單片機接口電路</p><p>　　方案三：采用漢字圖形點陣液晶顯示器RT12

26、864Ｍ顯示方案。RT12864M漢字圖形點陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形。供電電源為3.3V~+5V(內(nèi)置升壓電路，無需負壓)，能采用并行和串行兩種通信方式。并有光標顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等功能。</p><p>　　綜上所敘，12864的顯示效果好、功能齊全，所以我們選用12864液晶顯示。其與單片機的接口電路如圖1-4所示。</p><p>　　圖1-4、12864與

27、單片機的接口電路</p><p>　　1.2.2.4、單片機電源部分的設計方案論證與選擇</p><p>　　由于本次設計中單片機工作電源為5V，所以需要穩(wěn)壓，對于5V電源這里有以下兩種方案。</p><p>　　方案一：用固定式三端穩(wěn)壓器7805。如圖1-5，7805系列穩(wěn)壓器輸出固定的正電壓5V,輸入端接電容C1可以進一步濾除紋波,輸出端接電容C2能改變負載的瞬

28、態(tài)影響,使電路穩(wěn)定工作C1、C2最好采用漏電流小的鉭電容。如果采用電解電容，則電容要比圖中數(shù)值增加10倍。</p><p>　　圖1-5、固定式三端穩(wěn)壓器</p><p>　　方案二：用7805加一些外圍器件。雖然7805三端集成穩(wěn)壓管內(nèi)部有過流、過熱和安全區(qū)的保護電路，但其輸出仍有可能發(fā)生過壓的危險。因此本電路加了過壓保護電路，電路如圖1-6所示，該電路由穩(wěn)壓管VD3、電阻R3和晶閘管V

29、S組成。</p><p>　　另外由于7805的最大輸出電流為1.5A，可以通過在7805的1腳與VT1的基極相連，7805的2腳與VT1的集電極相連，這樣就可輸出1.6A～2A的電流。如需更大的電流，可再并聯(lián)幾個大功率三極管。</p><p>　　圖1-6、可擴流過壓保護5V穩(wěn)壓電源</p><p>　　綜上所述，方案一電路簡單，而且已符合本次設計的要求，再加上第

30、二種方案所用元件較多，性能價格比不高，所以我們選擇方案一，基于本次設計我們需要5V和12V電源，12V應用于步進電機。其電路如圖1-7所示。</p><p>　　圖1-7、電源模塊電路</p><p>　　1.2.2.5、鍵盤設計方案與選擇</p><p>　　方案一：獨立鍵盤。獨立鍵盤為一端接地，另一端接I/O口，并且要接上拉電阻。這種鍵盤的硬件都很容易實現(xiàn)，但每

31、一個按鍵就要用一個I/O口，非常的浪費單片機的I/O口資源，不適合本次設計。</p><p>　　方案二：通過PS2協(xié)義,用鍵盤同單片機相接，從而實現(xiàn)單片機與鍵盤通信。其電路如圖1-8所示?，F(xiàn)在PC機廣泛采用的PS/2接口為miniDIN 6引腳的連接器。</p><p>　　1—數(shù)據(jù)線（DATA）；—未用；3—電源地（GND）；4—電源（+5 V）；5—時鐘（CLK）；6—未用。<

32、/p><p>　　圖1-8、鍵盤與單片機接口圖</p><p>　　由此圖可知,使用鍵盤硬件結(jié)構(gòu)比較簡單,但鍵盤的體積太大,所以此系統(tǒng)不采用此方案。</p><p>　　方案三：自制編碼鍵盤。編碼鍵盤的電路如圖1-9所示，這種鍵盤有編程簡單，占用資源少，但其硬件比較復雜，要用很多的二極管，不是很理想。</p><p>　　圖1-9、自制編碼鍵盤電

33、路圖</p><p>　　方案四：4*4行列式鍵盤。其電路圖如圖圖1-10所示，這種鍵盤的硬件簡單，使用的I/O口也不多，而且這種鍵盤的編程方法已很成熟。所以本次設計采用這種行列式鍵盤。其電路圖如圖</p><p>　　圖1-10、4*4行列式鍵盤電路圖</p><p>　　1.2.3、系統(tǒng)組成</p><p>　　經(jīng)過方案比較與論證，最終確

34、定的系統(tǒng)組成框圖如圖1-11所示。其中單片機作為主控設備對采集輸入信號后并進行處理，最后通過輸出設備輸出給使用者。，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖。</p><p>　　圖1-11、系統(tǒng)組成方框圖</p><p>　　二、重要器件的知識介紹</p><p>　　2.1、單片機的知識介紹</p><p>　　由于ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S52型單片機

35、是即便于下載又好用，而且能夠滿足本設計的要求。所以我選擇AT89S52型單片機。</p><p>　　2.1.1、單片機的主要性能</p><p>　　2.1.2、單片機的功能特性描敘</p><p>　　2.1.3、單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖及芯片引腳圖如圖2-1和圖2-2所示</p><p>　　圖2-1、單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖及</p

36、><p>　　2.1.4、單片機各引腳功能說明</p><p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p><p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于

37、外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行</p><p>　　校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由

38、于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在

39、給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口

40、也可作為AT89S52的一些特殊功能口，如表3-1所示。</p><p>　　表2.1 AT89S52的一些特殊功能口</p><p>　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。</p><p>　　RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。</p><p>　　ALE/PROG：當訪問外部存儲

41、器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行

42、狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。</p><p>　　/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET

43、；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　2.1.5、單片機時鐘電路</p><p>　　時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所

44、需要的時鐘信號，單片機本身就是一個復雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應在唯一的時鐘信號控制下嚴格地按時序進行工作。</p><p>　　在MCS-51芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳X1，輸出端為引腳X2，在芯片的外部跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構(gòu)成了一個穩(wěn)定的自激振蕩器。 此電路采用12MHz的石英晶體。時鐘電路如下圖2-2：</p><p

45、><b>　　圖2.2時鐘電路</b></p><p>　　2.1.6、單片機復位電路</p><p>　　復位是單片機的初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當由于程序運行出錯或操作錯誤是系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需要按復位鍵以重新啟動。</p><p&

46、gt;　　RST引腳是單片機復位信號的輸入端，復位信號是高電平有效，其有效時間應持續(xù)24個振蕩周期（即2個機器周期）以上，若使用頻率為12MHz的晶振，則復位信號持續(xù)時間應超過4s才能完成復位操作。復位操作有上電自動復位和按鍵手動復位兩種方式。上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現(xiàn)的。按鍵電平復位是通過使復位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通而實現(xiàn)的。在本設計中采用了按鍵電平復位方式，其復位電路如下圖2-3。</p><

47、;p><b>　　圖2-3、復位電路</b></p><p>　　2.1.7、單片機下載口電路</p><p>　　下載口電路以一塊74HC373芯片為主，電路原理圖如圖2-4所示。由于電路中只用了一片74HC373所以完全可以把電路裝在DB25插針式并口插頭內(nèi)部，這個可以做到很小巧，可以很方便的使用。為了穩(wěn)定也可以芯片外圍加一些電阻、電容等元件，具體電路網(wǎng)上有

48、提供下載。</p><p>　　光是做好下載線是不行的，S51系統(tǒng)的ISP下載方式還要求要下載程序單片機運行在最小化系統(tǒng)中。只要把的相應引腳連接起來就可以對S51進行ISP下載了。要接的引線是S51的6,7,8,9,20,40引腳。晶振可以在3M－24M間選用，當然是看你的目標板而選擇。</p><p>　　為了方便使用我們需要做一個下載頭，電路簡單接線正確的話一般無需要調(diào)整就可以正常使用

49、，如有問題可以用軟件中的IspTest.exe(下載線調(diào)試程序) </p><p>　　檢查你的74HC373芯片是否正常和你的電腦并口是否正常。</p><p>　　圖2-4、下載口電路原理圖</p><p><b>　　三、軟件設計</b></p><p>　　本設計中采用C語言對單片機進行編程。采用的是自下而上的設

50、計方式，先設計出每一個模塊（子程序），然后再慢慢擴大，最后組成整個系統(tǒng)。</p><p>　　3.1、液晶顯示設計</p><p>　　本次設計我采用SYB12864K-ZK型液晶來作顯示模塊。對這種器件只要會看時序圖，那么所有的問題都會迎難而解。其時序圖如圖3-1。</p><p>　　圖3-1 （a）、液晶讀時序圖</p><p>　　圖

51、3-1 （b）、液晶寫時序圖</p><p>　　由時序圖我們可以寫出液晶的初始化函數(shù)、功能設置函數(shù)、清屏函數(shù)、寫指令函數(shù)、寫數(shù)據(jù)函數(shù)。</p><p>　　//LCD初始化//</p><p>　　void lcd_int()</p><p><b>　　{</b></p><p><b&

52、gt;　　ret=0;</b></p><p>　　delay(10);</p><p><b>　　ret=1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　psb=1; //將PSB置1，通信方式

53、為8BIT數(shù)據(jù)并口//</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//LCD功能設置//</p><p>　　void lcd_set()</p><p><b>　　{</b>&l

54、t;/p><p>　　command=0x30; //基本指令集//</p><p>　　write_command(command);</p><p>　　command=0x01;</p><p>　　write_command(command);</p><p>

55、;　　command=0x06;</p><p>　　write_command(command);</p><p>　　command=0x0c;</p><p>　　write_command(command);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　/

56、/清屏程序//</b></p><p>　　void clear_lcd ()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　command=0x01;</p><p>　　write_command(command);</p><p>　　command=0x34;&l

57、t;/p><p>　　write_command(command);</p><p>　　command=0x30;</p><p>　　write_command(command);</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　//寫指令程序//</b>

58、;</p><p>　　void write_command(uchar command)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　rs=0;</b></p><p>&

59、lt;b>　　rw=0;</b></p><p>　　P0=command;</p><p><b>　　en=1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p>&l

60、t;p><b>　　en=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//寫數(shù)據(jù)程序//</b></p><p>　　void write_data(uchar data0)</p><p><b>　　{ </b&g

61、t;</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　rs=1;</b></p><p><b>　　rw=0;</b></p><p><b>　　P0=data0;</b></p><p>&

62、lt;b>　　en=1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　en=0;</b></p><p><b>　　}</b></

63、p><p>　　3.2、鍵盤輸入設計</p><p>　　這里我先用4*4行列式鍵盤。鍵盤掃描函數(shù)如下：</p><p><b>　　//鍵掃描程序//</b></p><p>　　uchar keyscan()</p><p>　　{uchar scancode,tmpcode;</p>

64、<p>　　P1=0xf0; // 行全為0</p><p>　　if((P1&0xf0)!=0xf0) //有鍵按下</p><p>　　{delay(100); //延時去抖動</p><p>　　if((P1&0xf0)!=0xf

65、0) //判是否真的有鍵按下</p><p>　　{scancode=0xfe; //諑行掃描</p><p>　　while((scancode&0x10)!=0)</p><p>　　{P1=scancode;</p><p>　　if((P1&0xf0)!=0xf0) //本行有鍵按

66、下</p><p>　　{tmpcode=(P1&0xf0)|0x0f;</p><p>　　//返回特征字節(jié)碼,為1的位即對應于行和列</p><p>　　return((~scancode)+(~tmpcode));</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else

67、 scancode=(scancode<<1)|0x01; //行掃描碼左移一位</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　return(0);

68、 //無鍵按下,返回值為0</p><p><b>　　}</b></p><p>　　3.3、計算器函數(shù)設計</p><p>　　計算器的設計是本次設計的重點。因為考慮到該硬件中只有16個按鍵，所以我采用了按鍵復用的方式來解決這一難題。這16個鍵分別是0~9十個數(shù)字鍵。四個運算符號鍵，一個小數(shù)點鍵，一個多功能鍵

69、。這個多功能鍵單擊時為“=”，雙擊時為請零鍵，三擊時為運算類型選擇鍵。在待機時，該計算器顯示萬年歷，如果要進行計算則按任意鍵即可進入計算界面。默認的計算是加減乘除，如果說要進行加減乘除以外的運算，那么就三鍵等號鍵，就可進入運算類型選擇模式。選擇好相應的類型就可以進行運算啦。</p><p>　　下面我來介紹幾個重要的函數(shù)。</p><p>　?。?）、函數(shù)名: sin 

70、 功  能: 正弦函數(shù)  用  法: double sin(double x);  #include   int main(void)  {      double result, x = 0.5; 

71、;     result = sin(x);      printf("The sin() of %lf is %lf\n", x, result);      return 0;  }

72、60;</p><p>　?。?）、函數(shù)名: cos 功 能: 余弦函數(shù) 用 法: double cos(double x); #include <math.h> int main(void) { double result; double x = 0.5; result = cos(x); printf("The cosine of %lf is %lf\

73、n", x, result); return 0; }</p><p>　?。?）、函數(shù)名: tan  功  能: 正切函數(shù)  用  法: double tan(double x);  #include   int main(void)&#

74、160; {     double result, x;     x = 0.5;     result = tan(x);     printf("The tan of 

75、;%lf is %lf\n", x, result);     return 0;  }  </p><p>　?。?）函數(shù)名: asin 功 能: 反正弦函數(shù) 用 法: double asin(double x); #include <stdio.h> #include

76、 <math.h> int main(void) { double result; double x = 0.5; result = asin(x); printf("The arc sin of %lf is %lf\n", x, result); return(0); }</p><p>　　（5）、函數(shù)名: acos 功 能: 反余弦函數(shù)

77、 用 法: double acos(double x); #include <math.h> int main(void) { double result; double x = 0.5; result = acos(x); printf("The arc cosine of %lf is %lf\n", x, result); return 0; }</p&

78、gt;<p>　?。?）、函數(shù)名: atan 功 能: 反正切函數(shù) 用 法: double atan(double x); #include <math.h> int main(void) { double result; double x = 0.5; result = atan(x); printf("The arc tangent of %lf is %lf\n

79、", x, result); return(0); }</p><p>　?。?）、函數(shù)名: exp 功 能: 指數(shù)函數(shù) 用 法: double exp(double x); #include <math.h> int main(void) { double result; double x = 4.0; result = exp(x); print

80、f("'e' raised to the power \ of %lf (e ^ %lf) = %lf\n", x, x, result); return 0; }</p><p><b>　　3.4、程序流程圖</b></p><p><b>　　主程序流程圖</b></p><p

81、><b>　　顯示程序流程圖</b></p><p><b>　　鍵掃程序流程圖</b></p><p><b>　　3.5、程序清單</b></p><p><b>　　程序清單見附錄4。</b></p><p><b>　　產(chǎn)品使用說明

82、</b></p><p>　　該產(chǎn)品16個按鍵作為輸入信號，液晶為顯示器，按鍵功能如下圖所示。</p><p>　　0~9為數(shù)字鍵，其中0~3有第二功能，一個小數(shù)點鍵，一個等號鍵，該鍵為四功能鍵，四個運算符號鍵。</p><p>　　如果要使用計算器功能，則直接按3鍵即可進入計算器模式，等號鍵單鍵為“=”，雙鍵為清除，默認計算類型為加減乘除，若要進行其他

83、類型的計算，則可使用等號鍵三鍵，然后選擇運算類型進行運算，此時符號鍵所對應的運算符號也有相應的變化。該計算器的計算功能可實現(xiàn)加減乘除、正弦余弦正切余切、反正弦反余弦反正切反余切、平方、立方、m的k次方（m和k均由鍵盤輸入）、e為底的m次方、自然對數(shù)、常用對數(shù)、開平方根?？芍^功能齊全，操作簡單，給使用帶來極大方便。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p

84、>　　[1] 李廣弟 《單片機原理及應用》 北京航天航空大學出版社 2008.2</p><p>　　[2] 潘新民 《微型計算機控制技術》 電子工業(yè)出版社 2008.5</p><p>　　[3] 梅麗鳳 《單片機原理及接口技術》 清華大學出版社 2004.6</p><

85、;p>　　[4] 戴佳 《51單片機C語言應用程序設計實例精講》 電子工業(yè)出版社 2006.4</p><p>　　[5] 趙秀珍.單片微型計算機原理及其應用[M].北京：中國水利水電出版社，2001 </p><p>　　[6] 胡如龍，胡彪，鄧湘鳳.一種基于AT89C51 單片機嵌入式系統(tǒng)的溫濕度檢測控制系統(tǒng)[J]. 中國科技論文在線，</p><p&

86、gt;　　[7] 張毅剛.MCS-51單片機應用設計[M].哈爾濱：哈爾濱工大學出版社，1990 </p><p>　　[8] 馬忠梅，張凱，馬巖，單片機的C語言應用程序設計，[M]，北京：北京航空航天大學出版社，2003.11 </p><p>　　[9] 李華.MCS-51 系列單片機實用接口技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，1993</p><p>　

87、　[10] 馬忠梅.單片機的C語言Windows環(huán)境編程寶典[M]. 北京：北京航空航天大學出版社，2003 　　　</p><p>　　[11] 李光飛.單片機C程序設計指導[M].北京:北京航空航天大學出版社，2003</p><p>　　[12 ] 陳景初.單片機應用系統(tǒng)設計與實踐[M].北京：北京航空航天大學出版社，2004</p><p><b&g

88、t;　　附錄2、系統(tǒng)原理圖</b></p><p><b>　　原理圖</b></p><p><b>　　附錄3、實物照片</b></p><p><b>　　附錄4、程序清單</b></p><p>　　#include <reg52.h></

89、p><p>　　#include <stdio.h></p><p>　　#include <intrins.h></p><p>　　#include <math.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define ui

90、nt unsigned int</p><p>　　#define ulong unsigned long </p><p>　　sbit rs=P2^0;</p><p>　　sbit rw=P2^1;</p><p>　　sbit en=P2^2;</p><p>　　sbit psb=P2^3;</p>

91、;<p>　　sbit ret=P2^5;</p><p>　　sbit rd=P3^7; </p><p>　　sbit s=P1^0;</p><p>　　sbit s1=P1^4;</p><p>　　sbit s2=P1^5;</p><p>　　sbit s3=P1^6;</p>

92、<p>　　sbit s4=P1^7;</p><p>　　uchar count,s1num;</p><p>　　unsigned int nin,ss;</p><p>　　char yue,re,qi,shi,fen,miao;</p><p>　　uchar dshi,dfen,dmiao,ling,aa,t1,p;&l

93、t;/p><p>　　uchar command,data0,data1,data2,com0,j,l;</p><p>　　unsigned char command,data1,data2,com0,bb,bb0,aa,cc,i,yun;//</p><p>　　uchar lcdH,lcdL,key; </p><p>　　float

94、 ds,m,k;</p><p>　　ulong ds0;</p><p>　　bit flag,flag1,flag2,flag3,flag4;</p><p>　　uchar disbuf[9]={0}; //定義顯示緩沖區(qū)//</p><p>　　uchar code table[]={0x30,0x31,

95、0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39,0x2e};</p><p>　　uchar code table1[]={0xc8,0xd5,0xd2,0xbb,0xb6,0xfe,0xc8,0xfd,0xcb,0xc4,0xce,0xe5,0xc1,0xf9};//日~六//</p><p>　　uchar code table2[]={0x32,0x3

96、0,0x30,0x39,0xc4,0xea,0x30,0x35,0xd4,0xc2,0x30,0x31,0xc8,0xd5}; //年月日//</p><p>　　uchar code table4[]={0xd0,0xc7,0xc6,0xda,0xc1,0xf9}; //星期六//</p><p>　　uchar code tabping[]={32,29,32,

97、31,32,31,32,32,31,32,31,32};</p><p>　　uchar code tabrun[]={32,30,32,31,32,31,32,32,31,32,31,32};</p><p>　　uchar code xing1[]={3,6,0,3,5,1,3,6,2,4,0,2};</p><p>　　uchar code xing2[]={

98、4,0,0,3,5,1,3,6,2,4,0,2};</p><p>　　uchar xing[12]={0};</p><p>　　uchar tab[12]={0};</p><p><b>　　//延時//</b></p><p>　　void delay(uint ms) //延時250us</p&g

99、t;<p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　while(ms--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=0;i<125;i++);</p>&

100、lt;p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//LCD初始化//</p><p>　　void lcd_int()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　re

101、t=0;</b></p><p><b>　　delay(3);</b></p><p><b>　　ret=1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　psb=1;

102、 //將PSB置1，通信方式為8BIT數(shù)據(jù)并口//</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//寫指令程序//</b></p><p>　　void write_command(uc

103、har command)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　delay(3);</b></p><p><b>　　rs=0;</b></p><p><b>　　rw=0;</b></p><p>

104、;　　P0=command;</p><p><b>　　en=1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　en=0;</b></p>

105、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　//寫數(shù)據(jù)程序//</b></p><p>　　void write_data(uchar data0)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　delay(3);&l

106、t;/b></p><p><b>　　rs=1;</b></p><p><b>　　rw=0;</b></p><p><b>　　P0=data0;</b></p><p><b>　　en=1;</b></p><p>

107、;<b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　en=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//LCD功能設置//</p><

108、p>　　void lcd_set()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　command=0x30; //基本指令集//</p><p>　　write_command(command);</p><p>　　command=0x01;

109、</p><p>　　write_command(command);</p><p>　　command=0x06;</p><p>　　write_command(command);</p><p>　　command=0x0c;</p><p>　　write_command(command);</p>

110、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　//清屏程序//</b></p><p>　　void clear_lcd ()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　command=0x01;</p><p&

111、gt;　　write_command(command);</p><p>　　command=0x34;</p><p>　　write_command(command);</p><p>　　command=0x30;</p><p>　　write_command(command);</p><p><b&g

112、t;　　}</b></p><p>　　void display()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　command=com0;</p><p>　　write_command(command);</p><p>　　data2=lcdH;</p>

113、;<p>　　write_data(data2);</p><p>　　data1=lcdL;</p><p>　　write_data(data1);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void display1(uchar y, uchar x, uchar *p) </

114、p><p><b>　　{ </b></p><p>　　switch (y)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　case 1:write_command(0x7f+x); break; //液晶第一行</p><p>　　case 2:write_c

115、ommand(0x8f+x); break; //0x90+(x-1)</p><p>　　case 3:write_command(0x87+x);break;</p><p>　　case 4:write_command(0x97+x);break;</p><p>　　default:break;</p><p><b>　　

116、}</b></p><p>　　while(*p) </p><p>　　write_data(*p++); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　void xiaoshu()//先判斷k是否為小數(shù)，如果k為小數(shù)，就將k轉(zhuǎn)化為小數(shù)//</p><p>&l

117、t;b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　uint mg=1;</p><p><b>　　if(flag1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　

118、for(i=0;i<cc;i++)mg*=10;</p><p>　　k=k/(mg*1.0);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　cc=0;</b></p><p><b>　　flag1=0;</b></p><

119、p><b>　　}</b></p><p><b>　　//鍵掃描程序//</b></p><p>　　uchar keyscan()</p><p>　　{uchar scancode,tmpcode;</p><p>　　P1=0xf0; //

120、行全為0</p><p>　　if((P1&0xf0)!=0xf0) //有鍵按下</p><p>　　{delay(100); //延時去抖動</p><p>　　if((P1&0xf0)!=0xf0) //判是否真的有鍵按下</p><p>　　{s

121、cancode=0xfe; //諑行掃描</p><p>　　while((scancode&0x10)!=0)</p><p>　　{P1=scancode;</p><p>　　if((P1&0xf0)!=0xf0) //本行有鍵按下</p><p>　　{tmpcode=(P1&0xf0)|

122、0x0f;</p><p>　　//返回特征字節(jié)碼,為1的位即對應于行和列</p><p>　　return((~scancode)+(~tmpcode));</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else scancode=(scancode<<1)|0x01; //行掃描碼左移一位

123、</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　return(0); //無鍵按下,返回值為0</p><p>

124、;<b>　　}</b></p><p><b>　　disjia()</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　com0=0x83;lcdH=0xbc;lcdL=0xd3;display();</p><p>　　com0++; lcdH=0x

125、b7;lcdL=0xa8;display();</p><p>　　com0=0x87;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　disjian()</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　com0

126、=0x83;lcdH=0xbc;lcdL=0xf5;display();</p><p>　　com0++; lcdH=0xb7;lcdL=0xa8;display();</p><p>　　com0=0x87;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　discheng()</p>