基于51单片机的计算器设计说明

基于51单片机的计算器设计计算器作为一种常用的电子设备，广泛应用于各个领域。

在本文中，我们将基于51单片机来设计一个简单的计算器，并对其进行详细介绍。

一、设计目标我们所设计的计算器需要具备以下功能：1.实现基本的算术运算，包括加、减、乘、除等；2.具备显示功能，能够将输入和运算结果以数字的形式显示在液晶屏上；3.提供清零和删除功能，方便计算器的操作；4.具备较高的计算精度和稳定性。

二、硬件设计计算器的硬件设计主要包括键盘输入、液晶屏输出和计算程序控制三个部分。

1.键盘输入为了简化设计的复杂度，我们采用矩阵键盘来实现输入功能。

矩阵键盘由多个行和多个列交叉连接而成，通过扫描行和列的方式来检测键盘输入的按键信息。

2.液晶屏输出我们选择16x2字符液晶显示屏来作为计算结果的输出设备。

这种液晶屏可以显示16个字符，每个字符由5x8像素点阵组成，具备较好的显示效果。

3.计算程序控制我们将基于51单片机来编写计算器的计算程序，并通过电路连接键盘输入和液晶屏输出设备。

通过读取键盘输入的按键信息，计算程序能够判断用户输入的数字和操作符，并进行相应的计算操作。

最后，计算结果将以数字的形式显示在液晶屏上。

三、软件设计计算器的软件设计主要包括键盘扫描与输入处理、计算程序控制和液晶屏显示三个模块。

1.键盘扫描与输入处理通过循环扫描矩阵键盘的行和列，可以得到按键信息。

根据按键信息的不同，我们可以判断用户输入的数字和操作符，并将其传递给计算程序模块进行处理。

同时，我们需要对一些特殊按键（如清零和删除）做特殊处理。

2.计算程序控制计算程序模块将根据键盘输入的数字和操作符，进行相应的算术运算。

我们可以采用栈的数据结构来处理运算符和运算数，以实现复杂的算术运算。

3.液晶屏显示计算结果将以数字的形式显示在液晶屏上。

我们可以通过51单片机的GPIO口控制液晶显示屏的操作，包括写入指令和写入数据。

通过设定光标位置及写入数字数据，可以将计算结果显示在液晶屏的指定位置上。

基于51单片机计算器设计计算器是一种常见的电子设备，可以进行数学运算、数据处理等功能。

本文将基于51单片机进行计算器设计。

一、设计目标：1.实现基本的数学运算功能，如加减乘除、取余等。

2.能够进行复杂的数学运算，如平方、开方等。

3.具备记忆功能，能够存储中间结果和运算符号。

4.设置输入界面，允许用户输入数字和操作符。

5.显示运算结果和中间过程。

二、硬件系统设计：1.使用51单片机作为主控芯片，具有高集成度和处理能力。

2.连接光栅液晶显示屏，用于显示数值和操作符。

3.连接矩阵键盘，用于获取用户的输入。

4.连接电源电路，保证计算器正常运行。

三、软件系统设计：1.确定界面设计，包括数值显示区、操作符显示区和功能键区。

2.设计输入处理模块，根据用户输入获取相应的数值和操作符，并进行相应的处理。

3.设计运算模块，根据用户输入的操作符进行相应的数学运算，并将结果存储起来。

4.设计显示模块，将计算结果和中间过程显示在液晶屏上。

5.设计存储模块，用来存储中间运算结果和操作符号。

四、软件流程设计：1.系统初始化：包括设置显示模式、清零中间结果等。

2.输入处理：通过矩阵键盘输入数字和操作符，并进行相应的处理。

3.运算处理：根据用户输入的操作符，进行相应的数学运算，并将结果存储起来。

4.结果显示：将计算结果和中间过程显示在液晶屏上。

5.存储结果：将计算结果和操作符存储起来，以备后续计算。

五、测试和调试：在设计完成后，需要进行系统测试和调试，确保计算器的各项功能正常运行。

首先进行单元测试，验证各个模块的功能是否按照设计要求正确执行。

然后进行综合测试，模拟用户输入各种情况下的运算过程，检测是否能够正确进行运算并显示结果。

如果发现问题，则进行调试和修改，直到计算器满足设计要求。

六、总结：基于51单片机进行计算器设计，可以实现基本的数学运算功能，并具备记忆功能。

设计步骤包括确定硬件系统和软件系统设计，设计界面、输入处理、运算处理、显示和存储模块，进行测试和调试确保计算器功能正常运行。

基于51单片机的简易计算器设计基于51单片机的简易计算器设计一、引言随着微电子技术和嵌入式技术的发展，越来越多的智能化设备被应用于日常生活中。

其中，基于51单片机的简易计算器设计具有广泛的应用价值。

本文将介绍如何使用51单片机设计一个简易计算器，实现加减乘除的基本运算功能。

二、设计方案1.硬件组成：本设计采用51单片机作为主控芯片，与键盘、显示器等外围设备相连。

键盘用于输入数字和运算符，显示器则用于显示运算结果。

2.软件设计：软件部分包括主程序和子程序。

主程序负责初始化硬件、读取键盘输入和显示运算结果。

子程序包括加减乘除的运算子程序，可根据输入的运算符和操作数进行相应的运算。

3.算法实现：在加减乘除的运算子程序中，采用基本的数学运算方法实现。

对于加法，直接将两个操作数相加；对于减法，将两个操作数相减；对于乘法，采用循环相乘的方法；对于除法，采用循环相除的方法。

三、实验结果在实验中，我们成功地使用51单片机设计了一个简易计算器，实现了加减乘除的基本运算功能。

在测试过程中，我们输入了不同的数字和运算符，得到了正确的运算结果。

同时，我们也测试了计算器的稳定性，发现其在连续运算时表现良好，没有出现明显的误差或故障。

四、结论基于51单片机的简易计算器设计具有简单易行、实用性强等优点。

通过实验测试，我们验证了其可行性和稳定性。

此外，该设计还可以根据需要进行扩展和优化，例如增加更多的运算功能、优化算法等。

未来，我们可以进一步研究如何提高计算器的运算速度和精度，以及如何将其应用于更多的实际应用场景中。

五、改进意见与展望1.增加更多的运算功能：例如实现括号、开方、指数等高级运算，满足更复杂的数学计算需求。

2.优化算法：针对现有的加减乘除运算算法进行优化，提高运算速度和精度。

例如采用更高效的除法算法，减少运算时间。

3.增加存储功能：在计算器中加入存储单元，使得用户可以在多个步骤之间进行数据传递和保存。

4.增强人机交互界面：优化显示器的显示效果，增加用户输入的便捷性，提高用户体验。

51单片机简易计算器设计一、设计思路计算器的基本功能包括加法、减法、乘法和除法。

我们可以使用按键作为输入方式，将输入的数字和操作符暂时保存在内存中，然后根据操作符进行相应的运算。

最后再将运算结果显示在数码管上。

具体设计思路如下：1.确定计算器所需的硬件组件：数码管、按键、51单片机和相关电路。

2.定义按键与数字和操作符的对应关系。

3.编写51单片机的程序，实现按键输入、运算和结果显示的功能。

二、硬件设计1.数码管：使用常见的7段数码管作为显示器，通过引脚连接到51单片机的IO口。

2.按键：使用4个按键分别表示数字输入键、加法键、减法键和等于键。

三、软件设计1.初始化：将数码管引脚设为输出模式，将按键引脚设为输入模式。

2.按键处理：采用中断方式检测按键输入，通过编程判断所按的键。

3.数字输入：将按键所对应的数字保存在变量中，最多支持四位数的输入。

4.操作符输入：将按下的操作符保存在变量中。

5.运算：根据保存的操作符进行相应的运算，并将结果保存在变量中。

6.结果显示：将结果显示在数码管上。

四、代码实现下面是一个示例代码的框架，供参考：```c#include <reg52.h>sbit SDA = P0^0; // I2C总线数据线sbit SCL = P0^1; // I2C总线时钟线//定义按键的IO口sbit BUTTON0 = P1^0; // 数字输入键sbit BUTTON1 = P1^1; // 加法键sbit BUTTON2 = P1^2; // 减法键sbit BUTTON3 = P1^3; //等于键unsigned char num1 = 0; // 第一个操作数unsigned char num2 = 0; // 第二个操作数unsigned char op = 0; // 操作符unsigned char result = 0; // 运算结果//判断按键所对应的数字或操作符void buttonif (BUTTON0 == 0) // 数字输入键//将按键所对应的数字保存在变量中//显示数字}else if (BUTTON1 == 0) // 加法键//保存操作符为加号}else if (BUTTON2 == 0) // 减法键//保存操作符为减号}else if (BUTTON3 == 0) //等于键//根据保存的操作符进行相应的运算//将结果保存在变量中//显示结果}void mainwhile (1)button(; // 按键处理}```五、总结通过以上的设计思路和示例代码，我们可以轻松地实现一个简易的计算器。

基于51单片机计算器设计计算器是一种常用的计算工具，用来进行加减乘除等基本运算。

本文将介绍基于51单片机的计算器设计，主要包括功能设计、硬件设计和软件设计。

一、功能设计：1.基本计算功能：实现加法、减法、乘法和除法四种基本运算功能。

2.小数运算功能：支持小数的四则运算。

3.多位数运算功能：支持多位数的四则运算。

4.括号运算功能：支持括号运算，可以进行复杂的运算。

5.求平方功能：支持对一个数求平方。

6.求开方功能：支持对一个数求开方。

7.求倒数功能：支持对一个数求倒数。

8.清零功能：清零计算器，重新开始计算。

9.删除功能：删除输入的数字或者运算符。

二、硬件设计：硬件设计主要包括51单片机、LCD显示屏、矩阵按键、蜂鸣器和电源电路等。

1.51单片机：作为计算器的核心控制器，负责接收输入的数据和指令，并进行相应的计算和显示。

2.LCD显示屏：用于显示计算器的输入和输出结果。

3.矩阵按键：用于接收用户输入的数字和运算符。

4.蜂鸣器：用于发出提示音，比如输入错误时进行报警。

5.电源电路：提供计算器运行所需的电源。

三、软件设计：1.输入处理：计算器通过矩阵按键接收用户输入的数字和运算符，并使用数组保存输入的数据和指令。

2.数字运算：计算器需要根据用户输入的数字和运算符进行相应的运算，如加法、减法、乘法和除法等。

3.显示处理：计算器使用LCD显示屏将输入和计算结果显示出来。

4.错误处理：计算器需要对用户输入错误进行相应的处理，如输入非法字符时进行提示或报警。

5.性能优化：计算器需要进行相关的性能优化，如加入负责时间延迟，以适应不同的使用场景。

四、总结：本文介绍了基于51单片机的计算器设计，包括功能设计、硬件设计和软件设计。

这种计算器可以实现基本的四则运算功能，并支持小数运算、多位数运算和括号运算等复杂运算。

通过合理的硬件设计和软件设计，可以使得计算器更加稳定和可靠。

这种设计不仅可以提高计算器的使用体验，还可以为用户提供更多的计算功能和更加便捷的计算方式。

目录第一章引言 (3)1.1 简述简易计算器 (3)1.2 本设计主要任务 (3)1.3 系统主要功能 (4)第二章系统主要硬件电路设计 (4)2.1 系统的硬件构成及功能 (4)2.2 键盘电路设计 (5)2.3 显示电路设计 (6)第三章系统软件设计 (7)3.1 计算器的软件规划 (7)3.2 键盘扫描的程序设计 (7)3.3 显示模块的程序设计 (8)3.4 主程序的设计 (9)3.5 软件的可靠性设计 (9)第四章调试 (9)第五章结束语 (10)参考文献 (11)附录源程序 (11)第一章引言1.1 简述简易计算器近几年单片机技术的发展很快，其中电子产品的更新速度迅猛。

计算器是日常生活中比较的常见的电子产品之一。

如何才能使计算器技术更加的成熟，充分利用已有的软件和硬件条件，设计出更出色的计算器呢?本设计是以AT89S52单片机为核心的计算器模拟系统设计，输入采用4×6矩阵键盘，可以进行加、减、乘、除9位带符号数字运算，并在LCD1602上显示操作过程。

科技的进步告别了以前复杂的模拟电路，一块几厘米平方的单片机可以省去很多繁琐的电路。

现在应用较广泛的是科学计算器，与我们日常所用的简单计算器有较大差别，除了能进行加减乘除，科学计算器还可以进行正数的四则运算和乘方、开方运算，具有指数、对数、三角函数、反三角函数及存储等计算功能。

计算器的未来是小型化和轻便化,现在市面上出现的使用太阳能电池的计算器,使用ASIC设计的计算器,如使用纯软件实现的计算器等，未来的智能化计算器将是我们的发展方向，更希望成为应用广泛的计算工具。

1.2 本设计主要任务以下是初步设定的矩阵键盘简易计算器的功能：1.扩展4*6键盘，其中10个数字，5个功能键，1个清零2.强化对于电路的焊接3.使用五位数码管接口电路4. 完成十进制的四则运算（加、减、乘、除）；5. 实现结果低于五位的连续运算；6. 使用keil 软件编写程序，使用汇编语言；7. 最后用ptoteus模拟仿真;8.学会对电路的调试1.3 系统主要功能本设计是一个实现加减乘除的计算器，它的硬件主要由四部分构成，一个8051单片机芯片，两个八段共阴极数码管，一个4*4键盘，它可以实现一位数的加减乘除运算。

基于51单片机的简易计算器1、前言：本设计是基于51系列单片机来进展的数字计算器系统设计，可以完成计算器的键盘输入，进展加、减、乘、除根本四则运算，并在LCD上显示相应的结果；设计电路采用STC90C51单片机为主要控制电路，利用MM74C922作为计算器4*4键盘的扫描IC读取键盘上的输入；显示采用字符LCD静态显示；软件方面使用C语言编程，并用PROTUES仿真。

2、设计任务：计算器软件程序要完成以下模块的设计：(1)键盘输入检测模块；〔2〕LCD 显示模块；〔3〕算术运算模块；〔4〕错误处理及提示模块。

3、主体设计局部：〔1〕、系统模块图：2〕、系统总流程图：4、硬件局部单片机局部+矩阵键盘+1602显示如下列图为简易计算器的电路原理图。

P3口用于键盘输入，接4*4矩阵键盘，键值与键盘的对应表如表----所示，p0口和p2口用于显示，p2口用于显示数值的高位，po口用于显示数值的低位。

简易计算器电路原理图矩阵键盘有16个按键，满足对简易计算器的计算实现，显示局部采用LCD1602，第一行显示计算的数值符号，第二行显示计算结果。

LCD显示模块：本设计采用LCD液晶显示器来显示输出数据。

通过D0-D7引脚向LCD写指令字或写数据以使LCD实现不同的功能或显示相应数据。

5、软件局部*include<reg52.h>*include<intrins.h>*define uchar unsigned charsbit lcden=P2^7;sbit lcdrs=P2^6;sbit lcdrw=P2^5;sbit lcdbf=P0^7;uchar temp,key,i,j,flag,fh,k;long a,b,c;uchar code table[]={1,2,3,0,4,5,6,0,7,8,9,0,0,0,0,0};uchar code table2[]="123+456-789*000/"; void delay(uchar ms){uchar *,y;for(*=ms;*>0;*--)for(y=110;y>0;y--);}/*-------------对LCD1602的操作-----------*/ bit busy(void)//判断忙碌{bit res;lcdrs=0;lcdrw=1;lcden=1;_nop_();_nop_();res=lcdbf;lcden=0;return res;}void write_inst (uchar cmd)//写命令{while(busy()==1); //忙碌就等待lcdrs=0;.lcdrw=0;lcden=0;_nop_();_nop_();P0=cmd;_nop_();_nop_();lcden=1;_nop_();_nop_();lcden=0;}void write_(uchar )//写地址{write_inst(|0*80);}void write_date(uchar dat) //写数据{while(busy()==1);lcdrs=1;lcdrw=0;lcden=0;P0=dat;_nop_();_nop_();lcden=1;_nop_();_nop_();lcden=0;}void init() //初始化{lcden=1;write_inst(0*38);//显示8位2行delay(5);write_inst(0*0c);//显示开，光标关，不闪烁delay(5);write_inst(0*06);//增量方式不位移delay(5);write_inst(0*80);//检测忙碌信号delay(5);write_inst(0*01);//delay(5);}/*------------键盘扫描-----------*/void keyscan()//键盘扫描{P3=0*fe;if(P3!=0*fe){delay(100);if(P3!=0*fe){temp=P3&0*f0;switch(temp){case 0*e0:key=0;break;case 0*d0:key=1;break;case 0*b0:key=2;break;case 0*70:key=3;break;}}while(P3!=0*fe);if(key==0||key==1||key==2){if(j!=0){write_inst(0*01);j=0;}if(flag==0){a=a*10+table[key];}if(flag==1){b=b*10+table[key];}write_date(table2[key]);}else{if(k==0){flag=1;k=1;fh=1;write_date(table2[key]);}}}P3=0*fd;if(P3!=0*fd){delay(100);if(P3!=0*fd){temp=P3&0*f0;switch(temp){case 0*e0:key=4;break;case 0*d0:key=5;break;case 0*b0:key=6;break;case 0*70:key=7;break;}}while(P3!=0*fd);if(key==4||key==5||key==6){if(j!=0){write_inst(0*01);j=0;}if(flag==0){a=a*10+table[key];}if(flag==1){b=b*10+table[key];}write_date(table2[key]);}else{if(k==0){flag=1;k=1;fh=2;write_date(table2[key]);}}}P3=0*fb;if(P3!=0*fb){delay(100);if(P3!=0*fb){temp=P3&0*f0;switch(temp){case 0*e0:key=8;break;case 0*d0:key=9;break;case 0*b0:key=10;break;case 0*70:key=11;break;}}while(P3!=0*fb);if(key==8||key==9||key==10) {if(j!=0){write_inst(0*01);j=0;}if(flag==0){a=a*10+table[key];}if(flag==1){b=b*10+table[key];}write_date(table2[key]);}else{if(k==0){flag=1;k=1;fh=3;write_date(table2[key]);}}}P3=0*f7;if(P3!=0*f7){delay(100);if(P3!=0*f7){temp=P3&0*f0;switch(temp){case 0*e0:key=12;break;case 0*d0:key=13;break;case 0*b0:key=14;break;case 0*70:key=15;break;}}while(P3!=0*f7);.switch(key){case 12:{write_inst(0*01);a=0;b=0;flag=0;fh=0;j=0;k=0;} break;case 13:{if(flag==0){a=a*10;write_date(0*30);P1=0;}else if(flag==1){b=b*10;write_date(0*30);}.} break;case 14:{j=1;if(fh==1){write_(0*4f);write_inst(0*04);c=a+b;while(c!=0){write_date(0*30+c%10);c=c/10;}write_date(0*3d);a=0;b=0;flag=0;fh=0;k=0;}else if(fh==2){write_(0*4f);write_inst(0*04);if((a-b)>0)c=a-b;elsec=b-a;if(c==0)write_date(0*30+0);while(c!=0){write_date(0*30+c%10);c=c/10;}if((a-b)*(-1)>0)write_date(0*2d);write_date(0*3d);a=0;b=0;flag=0;fh=0;k=0;}else if(fh==3){write_(0*4f);write_inst(0*04);c=a*b;if(c==0)write_date(0*30+0);while(c!=0){write_date(0*30+c%10);c=c/10;}write_date(0*3d);a=0;b=0;flag=0;fh=0;k=0;}else if(fh==4){write_(0*4f);write_inst(0*04);i=0;c=(long)(((float)a/b)*1000); //计算c的数据if(c==0)write_date(0*30+0);while(c!=0){write_date(0*30+c%10);c=c/10;i++;if(i==3)write_date(0*2e); //写数据}if((a/b)<=0)write_date(0*30);write_date(0*3d);a=0;b=0;flag=0;fh=0;k=0;}} break;case 15:{if(k==0).{write_date(table2[key]);flag=1;k=1;fh=4;}} break;}}}void main(){init();i=0;j=0;.a=0;b=0;c=0;k=0;flag=0;fh=0;while(1){keyscan();}}6、总结通过该计算器的设计我深入学习数码管扫描和键盘控制，提高对了51系列单片机的实际应用能力。

基于51单片机的计算器设计一、引言计算器（Calculator）是一种专用的电子计算设备，用于简便地进行基本数学计算。

随着科技的发展，计算器的功能也逐渐丰富，并在日常生活中得到广泛应用。

本文将介绍一种基于51单片机的计算器设计方案，以满足人们对计算器的基本需求。

二、设计方案1.硬件设计（1）51单片机：作为计算器的核心，负责处理各项计算任务。

（2）显示屏：用于显示用户输入的数据和计算结果。

（3）按键模块：用于接收用户输入的数字和操作符。

（4）存储器：用于存储用户输入的数据和计算结果。

（5）电源模块：用于为计算器供电。

2.软件设计计算器的软件设计主要包括输入处理、运算处理和输出显示三个模块。

（1）输入处理：当用户按下数字键或操作符键时，计算器会根据当前输入的字符进行相应的处理。

例如，数字键按下后，将数字添加到当前输入的数字中；操作符键按下后，将当前输入的数字和操作符添加到存储器中。

（2）运算处理：当用户按下等号键时，计算器会根据存储器中的数字和操作符进行相应的运算处理。

例如，当存储器中包含两个数字和一个操作符时，计算器会根据操作符进行相应的运算，并将结果保存到存储器中。

（3）输出显示：当计算器完成运算处理后，将结果显示在显示屏上供用户查看。

同时，计算器还需要提供清除键和退格键等功能，以方便用户进行操作。

三、实现步骤1.初始化：将51单片机的各引脚设置为输入或输出，并设置相应的初始参数。

同时，初始化存储器、显示屏和按键模块等硬件设备。

2.输入处理：通过按键模块检测用户输入，并根据当前输入的字符进行相应的处理。

例如，当用户按下数字键时，将数字添加到当前输入的数字中；当用户按下操作符键时，将当前输入的数字和操作符添加到存储器中。

3.运算处理：当用户按下等号键时，计算器会根据存储器中的数字和操作符进行相应的运算处理。

例如，当存储器中包含两个数字和一个操作符时，计算器会根据操作符进行相应的运算，并将结果保存到存储器中。

微机原理课程设计设计课题基于51单片机的计算器设计学院姓名学号专业班级指导教师设计时间南华大学【摘要】当今社会，随着人们物质生活的不断提高，电子产品已经走进了家家户户，无论是生活或学习，还是娱乐和消遣几乎样样都离不开电子产品，大型复杂的计算能力是人脑所不能胜任的，而且人脑比较容易出错。

计算器作为一种快速通用的计算工具方便了用户的使用。

计算器可谓是我们最亲密的电子伙伴之一。

本设计着重在于分析计算器设计开发过程中的环节和步骤，并从实践经验出发对计算器设计做了详细的分析和研究。

本设计是以STC89C52单片机为核心的计算器模拟系统设计，输入采用4×4矩阵键盘再加上4个独立按键，可以进行加、减、乘、除7位带符号数字运算，同时支持括号的嵌套使用级浮点数的运算，并在LCD1602上显示操作过程。

本次设计注重设计方法及流程，首先根据原理设计电路，利用keil编程，借助实验开发平台进行仿真实验，进而利用altium designer 制作PCB，最后到焊接元器件，直至调试成功。

在设计的同时，特别注重keil软件和altium designer软件的使用方法和技巧以及常用的LCD显示器和矩阵键盘的设计和使用方法。

【关键词】计算器，STC89C52，矩阵键盘，1602液晶目录1 系统方案设计...................................................... - 5 -1.1 设计目的及要求............................................... - 5 -1.1.1 设计目的............................................... - 5 -1.1.2 设计要求............................................... - 5 -1.2 方案论证及选择............................................... - 5 -1.2.1 方案一采用FPGA控制................................... - 6 -1.2.2 方案二采用STC89C52 ................................... - 6 -1.2.3 方案比较及选择......................................... - 6 -2 单元电路设计...................................................... - 7 -2.1 工作原理.................................................... - 7 -2.2 硬件电路设计................................................ - 8 -2.2.1 单片机电路设计........................................ - 8 -2.2.2 键盘模块电路.......................................... - 9 -2.2.3 蜂鸣器提示电路........................................ - 9 -2.2.4 液晶显示电路......................................... - 10 -2.3 软件设计.................................................... - 11 -2.3.1 键盘扫描.............................................. - 11 -2.3.2 表达式的处理.......................................... - 11 -2.4 altium designer 原理图设计及PCB制作....................... - 13 -2.4.1 原理图设计........................................... - 13 -2.4.2 PCB制作.............................................. - 14 -2.4.3 设计结果............................................. - 15 - 3系统测试.......................................................... - 16 -3.1 整数运算.................................................... - 16 -3.2 浮点数运算.................................................. - 17 -3.3 输入出错的情况.............................................. - 17 -4 结论与心得体会................................................... - 19 -5 参考文献......................................................... - 20 -附录1 元器件清单.............................................. - 21 - 附录2 程序清单................................................ - 22 -1 系统方案设计1.1 设计目的及要求1.1.1 设计目的通过本次课题设计，应用《单片机应用基础》、《数据结构》等所学相关知识及查阅资料，完成实用计算器的设计，以达到理论与实践更好的结合、进一步提高综合运用所学知识和设计的能力的目的。

基于51单片机的简易教学计算器设计设计目的：本设计旨在基于51单片机实现一个简易的教学计算器，可以进行基本的四则运算，并具备一些辅助功能，帮助学生进行数学计算和学习。

设计要求：1.显示器：使用液晶显示器（LCD）来显示操作数和计算结果。

2.键盘输入：设计一个按键矩阵作为输入设备，用于输入数字和操作符。

3.四则运算：实现加法、减法、乘法和除法四种基本运算。

4.辅助功能：提供开平方、取倒数等辅助功能。

5.界面友好：界面清晰、操作简单。

硬件设计：1.51单片机（AT89C52）：作为计算器的核心芯片，控制程序运行和与外围设备的交互。

2.液晶显示器（LCD）：用于显示操作数和计算结果。

3.按键矩阵：用于输入数字和操作符。

4.运算模块：用于进行四则运算和辅助功能计算。

软件设计：1.系统初始化：初始化51单片机和LCD屏幕，设置键盘矩阵的引脚。

2.输入处理：通过按键矩阵检测用户输入，并将输入的字符存储在缓冲区中。

3.表达式计算：根据用户输入的表达式，通过逆波兰表达式算法将其转换为后缀表达式，并进行计算得到结果。

4.显示结果：将计算结果显示在LCD屏幕上。

5.辅助功能：根据用户选择的辅助功能，进行相应的计算，并显示结果。

6.重置功能：提供清零功能，将计算器的状态和显示结果重置。

操作流程：1.系统初始化：开机时，系统进行初始化，屏幕显示“计算器”字样。

2.输入操作数和操作符：用户通过按键矩阵输入操作数和操作符。

3.计算结果：用户输入“=”符号后，计算器根据输入的表达式进行计算，并将结果显示在LCD屏幕上。

4.辅助功能：在计算结果显示完成后，用户可选择进行辅助功能，如开平方、取倒数等操作。

5.重置功能：用户可通过按下“C”键进行重置，将计算器状态和显示结果清零。

总结：本设计基于51单片机实现了一个简易的教学计算器，具备基本的四则运算功能和一些辅助功能。

其使用液晶显示器作为显示设备，利用按键矩阵进行输入操作，通过逆波兰表达式算法进行计算，并将结果显示在屏幕上。