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一、原理图：二、程序#include<reg51.h> //包含单片机寄存器的头文件#include<intrins.h> //包含_nop_()函数定义的头文件#include<math.h>sbit RS=P2^0; //寄存器选择位，将RS位定义为P2.0引脚sbit RW=P2^1; //读写选择位，将RW位定义为P2.1引脚sbit E=P2^2; //使能信号位，将E位定义为P2.2引脚sbit BF=P1^7; //忙碌标志位，#define NO_KEY_PRESS 0xff/********************************************************************************************************/unsigned char code tab[]={0xb7,0xee,0xde,0xbe,0xed,0xdd,0xbd,0xeb,0xdb,0xbb};unsigned long num1,num2,alg;unsigned char flag;void delay1ms(){unsigned char i,j;for(i=0;i<10;i++)for(j=0;j<15;j++);}/********************************************************************************************************/void delay(unsigned char n){unsigned char i;for(i=0;i<n;i++)delay1ms();}/*****************************************************函数功能：判断液晶模块的忙碌状态返回值：result。
摘要单片机的出现是计算机制造技术高速发展的产物，它是嵌入式控制系统的核心。
如今，它已广泛的应用到我们生活的各个领域，电子、科技、通信、汽车、工业等。
计算器的出现给我们的生活带来了巨大的便利，计算器在我们的生活中随处可见，也是我们日常生活中不可缺少的工具。
本设计是基于51系列单片机来进行的数字计算器系统设计，可以完成计算器的键盘输入，进行加、减、乘、除简单的基本四则运算，并在LCD上显示相应的结果。
设计电路采用AT89C51单片机为主要控制电路，利用按键作为计算器的键盘的输入。
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。
单片微型计算机简称单片机。
它是在一块芯片上集成中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、定时/计数器及I/O接口电路等部件，构成一个完整的微型计算机。
它的特点是：高性能，高速度，体积小，价格低廉，稳定可靠，应用广泛。
单片机比专用处理器最适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。
本文介绍了单片机的产生发展、功能特点、应用开发等内容。
【关键词】简单计算器单片机 LCD 应用发展背景近年来，单片机以其体积小、价格廉、面向控制等独特优点，在各种工业控制、仪器仪表、设备、产品的自动化、智能化方面获得了广泛的应用。
与此同时，单片机应用系统的可靠性成为人们越来越关注的重要课题。
影响可靠性的因素是多方面的，如构成系统的元器件本身的可靠性、系统本身各部分之间的相互耦合因素等。
其中系统的抗干扰性能是系统可靠性的重要指标。
本设计采用80c51 芯片，实现了利用单片机进行了一个简单计算器设计。
允许对输入数据进行加减乘除运算及LCD 显示．如果设计对象是更为复杂的计算器系统，其实际原理与方法与本设计基本相同。
LCD液晶显示器是Liquid Crystal Display 的简称，LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置TFT（薄膜晶体管），上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。
实验五矩阵键盘实验一、实验内容1、编写程序，做到在键盘上每按一个数字键(0－F)用发光二极管将该代码显示出来。
按其它键退出。
2、加法设计计算器，实验板上有12个按键，编写程序，实现一位整数加法运算功能。
可定义“A”键为“+”键，“B”键为“=”键。
二、实验目的1、学习独立式按键的查询识别方法。
2、非编码矩阵键盘的行反转法识别方法。
三、实验说明1、MCS51系列单片机的P0～P3口作为输入端口使用时必须先向端口写入“1”。
2、用查询方式检测按键时，要加入延时(通常采用软件延时10～20mS)以消除抖动。
3、识别键的闭合，通常采用行扫描法和行反转法。
行扫描法是使键盘上某一行线为低电平，而其余行接高电平，然后读取列值，如读列值中某位为低电平，表明有键按下，否则扫描下一行，直到扫完所有行。
行反转法识别闭合键时，要将行线接一并行口，先让它工作在输出方式，将列线也接到一个并行口，先让它工作于输入方式，程序使CPU通过输出端口在各行线上全部送低电平，然后读入列线值，如此时有某键被按下，则必定会使某一列线值为0。
然后，程序对两个并行端口进行方式设置，使行线工作于输入方式，列线工作于输出方式，并将刚才读得的列线值从列线所接的并行端口输出，再读取行线上输入值，那么，在闭合键所在行线上的值必定为0。
这样，当一个键被接下时，必定可以读得一对唯一的行线值和列线值。
由于51单片机的并口能够动态地改变输入输出方式，因此，矩阵键盘采用行反转法识别最为简便。
行反转法识别按键的过程是：首先，将4个行线作为输出，将其全部置0，4个列线作为输入，将其全部置1，也就是向P1口写入0xF0；假如此时没有人按键，从P1口读出的值应仍为0xF0；假如此时1、4、7、0四个键中有一个键被按下，则P1.6被拉低，从P1口读出的值为0xB0；为了确定是这四个键中哪一个被按下，可将刚才从P1口读出的数的低四位置1后再写入P1口，即将0xBF写入P1口，使P1.6为低，其余均为高，若此时被按下的键是“4”，则P1.1被拉低，从P1口读出的值为0xBE；这样，当只有一个键被按下时，每一个键只有唯一的反转码，事先为12个键的反转码建一个表，通过查表就可知道是哪个键被按下了。
西华大学课程设计说明书题目4×4 矩阵键盘计算器设计系(部) 电气信息学院专业(班级) 自动化3班姓名学号指导教师胡红平起止日期2012.6.10-2012.6.30计算机接口及应用课程设计任务书系(部)：电气信息学院专业：09自动化指导教师：日期：2012-6-20西华大学课程设计鉴定表摘要近几年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面的知识是不够的，还应根据具体硬件结合，加以完善。
本任务是个简易得三位数的减法运算，用4×4 矩阵键盘及计算器设计，利用数码管实现255内的减法运算。
程序都是根据教材内和网络中的程序参考编写而成，在功能上还并不完善，限制也较多。
本任务重在设计构思与团队合作，使得我们用专业知识，专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。
关键词：单片机，AT89C51，矩阵键盘，数码管ABSTRACTIn recent years, along with the rapid development of science and technology, the application of SCM is unceasingly thorough, it causes the traditional control test technology increasingly updates. In real-time detection and automatic control of single-chip microcomputer application system, often as a core component to use, only microcontroller aspects of knowledge is not enough, should according to specific hardware combined, and perfects.This task is a simple three digits, subtract with 4 * 4 matrix keyboard and a calculator design, use digital tube realization within the 255 subtract. Program is according to the teaching material and within the network reference and compiled program, on the function is not perfect, restrictions also more. This task focuses on design conception and team cooperation, make us with professional knowledge, professional skills to analyze and solve problems of full system exercise.Keywords:Single-chip，AT89C51，Matrix keyboard，digital tube目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章课题概述 (1)1.1 课题概述 (1)1.2 课题要求 (2)第2章系统设计 (3)2.1 设计思路 (3)2.2 框图设计 (3)2.3 知识点 (3)2.4 硬件设计 (4)2.4.1 电路原理图 (4)2.4.2 元件选择 (5)2.4.3 PCB制版及效果 (9)2.5 软件设计 (10)2.5.1 程序流程图 (10)2.6 系统仿真及调试 (11)2.6.1 硬件调试 (11)2.6.2 软件调试 (11)2.6.3 软硬件调试 (11)结论 (11)参考文献 (14)附录 (15)第1章课题概述1.1 课题概述随着当今时代的电子领域的发展，尤其是自动化的控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统正被智能化的单片机所取代。
山东大学控制科学与工程学院课程设计报告书课程设计名称：简易计算器班级：测控一班学号：201000171202姓名：魏凯峰一、电路工作原理该电路主要由以下几部分组成，1、51系列单片机最小系统板，由AT89C51单片机，复位电路，晶振电路（晶振频率是11.0592MHZ），这部分是控制中心，晶振电路可产生程序运行所需要的时钟频率。
2、显示部分，由8位共阴数码管和两个74HC573锁存器、排阻（1K）组成，74HC573锁存器用于动态显示数据，也有驱动显示作用，排阻是限流作用。
3、按键部分，由20位独立键盘组成，按矩阵形式连接，用到9个IO口。
原理：键盘作为数字输入，矩阵键盘的工作原理是当某个键按下时，其两端的IO口电平变化，程序中通过相应位的与或运算，就可以判断出是哪个按键被按下，单片机中的程序不断读取键盘的输入并实时显示在数码管上，数码管用段位选不断切换显示，如当位选为高电平时即为点亮，然后再输入相应的数字段码（该电路中用的是共阴极数码管的字码），这样数码管上便可以显示相应数字。
锁存器中的LE口就是段位选口，高电平有效，数码管中的A、B......G、DP是数码管中的每一段，只要某个字母为高电平，则该段二极管就会被点亮（共阴极）。
在同时显示多个数字时要利用到动态显示，视觉动态显示主要就是利用人眼的视觉感来设计的，一般来说如果显示的频率过慢，则会有断断续续的显示；如果显示的频率加快，则人眼就分辨不出这种视觉残余！二、程序简要说明从主函数开始，先是定义一些变量，然后是调用显示函数displaypro(0)，先显示0，然后进入一个大循环while(1)，在循环里面先检测键盘keyscan()，并把检测值赋给K，然后是段位选循环8次检测，然后用switch(k)函数来执行键盘操作，k的值从0到9表示输入数字0到9，10到13表示加减乘除，17、15分别表示十六进制和二进制，16表示小数点，14表示正负号，18表示清除，19是等于号。
目录一、原理图设计说明 (1)1.1数码管硬件电路设计 (1)1.2矩阵键盘电路设计: (2)二、程序设计说明 (3)2.1键盘扫描程序设计 (3)2.2算术运算程序设计 (4)2.3显示程序设计 (5)三、工作原理图及程序流程图 (6)四、程序清单 (9)五、参考文献 (15)一、原理图设计说明1.1数码管硬件电路设计数码管数据显示的硬件电路由单片机、4 位共阳极数码管、位驱动电路、限流电阻等组成。
实验板中用杜邦线将P7 与单片机IO 口相连（这里以P0 口为例）。
用跳线将P8 与单片机P2 低四位相连，P0 口送出数码管段选码，P2 送出位选码。
图1-1 数码管硬件电路原理图1.2矩阵键盘电路设计:4*4 矩阵键盘行输入接单片机P1.0-P1.3，列输入接单片机P1.4-P1.7，通过扫描方式检测是否有键按下，并确定键值，使用矩阵键盘时注意给P10 矩阵键盘选择端使能。
对键盘进行编号，S3-S18，按下相应按键，在数码管上显示相应键值（0-F）。
例如按下S10 键，显示A，按下S0 键，显示0。
图1-2 矩阵键盘电路原理图二、程序设计说明2.1键盘扫描程序设计键盘扫描程序的过程为：开始时，先判断是否有键闭合，无键闭合时，返回继续判断，有键闭合时，先去抖动，然后确定是否有键按下，若无键按下，则返回继续判断是否有键闭合，若有键按下，则判断键号，然后释放，若释放按键完毕，则返回，若没有释放按键，则返回继续释放。
其流程图如图2-1所示。
图2-1 键盘扫描程序流程图算术运算程序的过程为：先判断输入的运算符是+、-、*、/ 中的哪一个，若是+或-，则要判断运算结果是否溢出，溢出则显示错误信息，没溢出就显示运算结果，若是/，则要先判断除数是否为零，为零就显示错误信息，不为零则显示运算结果，若是-，则直接显示运算结果。
其流程图如图2.2所示。
图2-2 算术运算程序设计流程图先是程序的过程为：显示开始时，先进行LED的初始化，判断是否显示，若不显示，则返回，若显示，则进行相应功能的设置，然后送地址和数据，再判断是否显示完,显示完则返回，没有显示完则继续送地址。
4x4矩阵键盘计算器西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告目录1前言 (1)1.1设计背景 ............................................................1 1.2系统设计目的和意义 .................................................. 1 2 总体方案 .............................................................. 2 2.1方案论证 (2)2.3 最终方案 ............................................................3 3单元模块设计 .......................................................... 4 3.1各单元模块功能介绍及电路设计 ........................................ 4 3.2系统元器件选择 (7)4软件设计 ..............................................................8 4.1系统程序流程 ....................................................... 8 5系统调试 ............................................................. 10 5.1 硬件调试 .. (10)5.2 软件调试 ...........................................................10 5.3 软硬件调试 ......................................................... 10 7 总结 (12)8 参考文献 .............................................................13 附录 ...................................................................14第 0 页西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告1前言1.1设计背景计算器是一种在日常生活中应用广泛的电子产品，无论是在超市商店，还是在办公室，或是家庭都有着它的身影。
