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单片机原理及接口技术课程设计报告设计题目：计算器设计信息与电气工程学院二零一三年七月计算器设计单片机体积小，功耗小，价格低，用途灵活，无处不在，属专用计算机。
是一种特殊器件，需经过专门学习方能掌握应用，应用中要设计专用的硬件和软件。
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。
数学是科技进步的重要工具，数据的运算也随着科技的进步越发变得繁琐复杂，计算器的出现可以大大解放人在设计计算过程中的工作量，使计算的精度、速度得到改善，通过msc51单片机，矩阵键盘和LED数码管可以实现简单的四位数的四则运算和显示，并当运算结果超出范围时予以报错。
注：这一部分主要描述题目的背景和意义，对设计所采取的主要方法做一下简要描述。
字数不要太多，300-500字。
另注：本文要当做模板使用，不要随意更改字体、字号、行间距等，学会使用格式刷。
文中给出的各项内容都要在大家的报告中体现，可采用填空的方式使用本模板。
1. 设计任务结合实际情况，基于AT89C51单片机设计一个计算器。
该系统应满足的功能要求为：(1) 实现简单的四位十进制数字的四则运算；(2) 按键输入数字，运算法则；(3) LED数码管移位显示每次输入的数据和运算结果；(4) 当运算结果超出范围时实现报错。
主要硬件设备：AT89C51单片机、LED数码管、矩阵键盘。
注：这一部分需要写明系统功能需求，用到的主要硬件（参考实验箱的说明书）。
2. 整体方案设计计算器以AT89C51单片机作为整个系统的控制核心，应用其强大的I/O功能和计算速度，构成整个计算器。
通过矩阵键盘输入运算数据和符号，送入单片机进行数据处理。
51单片机计算器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握51单片机的基本原理及其在计算器中的应用。
2. 使学生理解并掌握计算器程序设计的步骤和要点，包括键盘输入、显示输出、数据处理等。
3. 帮助学生了解并掌握基本的数字逻辑运算，如加、减、乘、除等。
技能目标：1. 培养学生运用51单片机进行计算器硬件设计和程序编写的能力。
2. 培养学生运用Keil等开发工具进行51单片机程序开发的能力。
3. 培养学生通过查阅资料、团队协作解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术和编程的兴趣，培养其主动学习的态度。
2. 培养学生的创新意识和动手能力，使其具备解决问题的信心。
3. 培养学生良好的团队协作精神和沟通能力，提高其综合素质。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础和编程能力，对51单片机有一定了解。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，以项目为导向，引导学生主动探索、实践和解决问题。
通过课程学习，使学生达到预定的知识目标和技能目标，并培养其情感态度价值观。
在教学过程中，关注学生的学习进度，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 51单片机原理回顾：涉及51单片机的内部结构、工作原理、寄存器等基础知识。
相关教材章节：第一章《51单片机概述》2. 计算器功能设计：介绍计算器的基本功能，如数字输入、运算符选择、结果显示等。
相关教材章节：第二章《51单片机I/O口应用》3. 硬件电路设计：讲解计算器硬件电路的搭建，包括键盘电路、显示电路等。
相关教材章节：第三章《51单片机硬件设计基础》4. 程序设计：分析计算器程序设计的流程，包括程序框架、各功能模块的实现等。
相关教材章节：第四章《51单片机C语言编程》5. 软件开发工具使用：介绍Keil开发环境的使用方法，编译、下载程序到51单片机。
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。
毕业设计论文摘要单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。
而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。
本实验是基于MCS51系列单片机所设计的，可以实现键盘按键与数字动态显示并可以用音乐倒数的计数器。
本设计基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89C51作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计制作出一个计数器，包括以下功能：输出时间，按下键就开始计时，并将时间显示在LCD1602显示器上。
当倒计数为0时，蜂鸣器就发出音乐声响等等。
该计数器系统主要由计数器模块、LCD显示器模块、蜂鸣器模块、键盘模块、复位模块等部分组成。
关键词：AT89C51、键盘、LCD1602显示、蜂鸣器目录摘要 (I)1 项目概述和要求 (1)1.1 单片机基础知识 (1)1.2 单片机的发展趋势 (1)1.3 项目设计任务与要求 (3)2 系统设计 (4)2.1 框图设计 (4)2.2部分硬件方案论述 (4)2.3电路原理图 (4)2.4元件清单 (5)2.4.1AT89C51芯片 (5)2.4.2字符型LCD1602 (6)2.4.3按键控制模块 (8)2.4.4其它元件 (8)3软件设计 (9)3.1 程序流程图 (9)3.2 程序关键问题的部分代码 (11)4 系统的仿真与调试 (16)4.1 硬件调试 (16)4.2 软件调试 (16)4.3 软硬件调试 (16)5总结 (17)参考文献 (18)1 项目概述和要求1.1 单片机基础知识单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。
单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点，目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
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。
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。
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。
基于MCS-51单片机的简易计算器的设计与实现作者陈俐园指导老师刘雪兰【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，可是它还在发展之中，以后必将出现功能更加强大的计算器，所以本次设计是基于51单片机来设计的计算器，实现基本功能加减乘除，采用LCD显示结果数据。
【关键词】MCS-51；MM74C922；Protues；矩阵键盘；计算器Design and implementation of a simple calculator based onMCS-51 single chip microcomputer【Abstract】Nowadays, with the continuous improvement of people's living, electronic products have already walked into each and every family, whether life or learning, or entertainment and recreation almost everything cannot do without the electronic products, computing capability of large and complex is the human brain are not competent, and relatively easy to go wrong. The calculator as a fast general-purpose computing tools are easy to use, but it is still in development, later will appear a calculator function more powerful, so this design is to design based on 51 single chip computer, the realization of the basic functions of add, subtract, multiply and divide, uses LCD to display the results of data.【Keywords】MCS-51；MM74C922；Protues；Matrix keyboard ；calculator目录第一章绪论 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 设计内容 (1)1.3 设计意义 (1)第二章设计方案及技术基础 (1)2.1 设计方案 (1)2.2 方案论证及设计 (1)2.3 MCS-51单片机及开发环境介绍 (2)2.3.1 MCS-51系列单片简介 (2)2.3.2 MM74C922芯片 (3)第三章硬件设计 (4)3.1 硬件电路设计 (4)3.1.1 电路设计原理 (5)3.1.2 硬件电路设计 (5)3.2 时钟电路 (5)3.3 复位电路 (6)3.4 输入模块：键盘接口电路 (6)第四章软件设计 (8)4.1 主程序设计 (8)4.2 外部中断0处理程序 (8)4.2.1 键值转化为键盘上按键值程序 (10)4.2.2 算术运算程序 (10)4.3 LCD显示程序 (11)第五章开发体会 (14)5.1 Keil软件调试 (14)5.2 Protues软件仿真 (14)第六章总结 (15)参考文献 (16)致谢 (17)附录 (18)第一章绪论1.1 设计背景随着社会的发展，科学的进步，人们的生活水平在逐步的提高，尤其是微电子技术的发展，犹如雨后春笋般的变化。
电气与电子信息工程学院单片机课程设计设计题目：简易电子计算器专业班级： 12级电信（1）班学号： *************名：**指导教师：章磊艾青设计时间：2014/06/03～2014/06/13 设计地点：K2—407课程设计任务书2013 ～2014 学年第2学期学生姓名：杨峥专业班级：电子信息工程技术（专）2012（1）班指导教师：艾青、章磊工作部门：电气学院电信教研室一、课程设计题目：单片机课程设计1. 出租车计价器系统设计2. 医院住院病人呼叫器的设计3. 作息时间控制器4. 数字温度计的设计5. 火灾报警器的设计6. 电子密码锁7. 电子计算器8.学生自选二、课程设计内容1. 以单片机为核心器件，构造系统；2. 熟悉、掌握各种外围接口电路芯片的工作原理和控制方法；3. 熟悉、掌握单片机汇编语言的软件设计方法；4. 熟悉、掌握印刷电路板的设计方法；5. 根据具体设计课题的技术指标和给定条件，能独立而正确地进行方案论证和电路设计，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整；6. 学会查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数；7. 编写设计说明书，参考毕业设计论文格式撰写设计报告（5000字以上）。
三、进度安排2．执行要求智能电子产品设计制作共8个选题，每组不超过7人，为避免雷同，在设计中每个同学所采用的方案不能一样。
四、基本要求（1）进行方案论证并根据要求确定系统设计方案；（2）绘制系统框图和电气原理草图，程序流程图；（3）对相关电路进行电路参数计算和元器件选择；（4）进行软件汇编并调试；（5）利用Proteus和Keil uVision2对系统进行联调；（6）绘制系统原理总图，列出原器件明细表；（7）画出软件框图，列出程序清单；（8）写出使用说明书；（9）对设计进行全面总结，写出课程设计报告。
五、课程设计考核办法与成绩评定第1章方案的选择与概述1. 单片机概述当今时代，是一个新技术层出不穷的时代。
毕业设计论文摘要单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。
而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。
本实验是基于MCS51系列单片机所设计的，可以实现键盘按键与数字动态显示并可以用音乐倒数的计数器。
本设计基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89C51作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计制作出一个计数器，包括以下功能：输出时间，按下键就开始计时，并将时间显示在LCD1602显示器上。
当倒计数为0时，蜂鸣器就发出音乐声响等等。
该计数器系统主要由计数器模块、LCD显示器模块、蜂鸣器模块、键盘模块、复位模块等部分组成。
关键词：AT89C51、键盘、LCD1602显示、蜂鸣器目录摘要 (I)1 项目概述和要求 (1)1.1 单片机基础知识 (1)1.2 单片机的发展趋势 (1)1.3 项目设计任务与要求 (3)2 系统设计 (4)2.1 框图设计 (4)2.2部分硬件方案论述 (4)2.3电路原理图 (4)2.4元件清单 (5)2.4.1AT89C51芯片 (5)2.4.2字符型LCD1602 (6)2.4.3按键控制模块 (8)2.4.4其它元件 (8)3软件设计 (9)3.1 程序流程图 (9)3.2 程序关键问题的部分代码 (11)4 系统的仿真与调试 (16)4.1 硬件调试 (16)4.2 软件调试 (16)4.3 软硬件调试 (16)5总结 (17)参考文献 (18)1 项目概述和要求1.1 单片机基础知识单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。
单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点，目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。
现在，这种单片机的使用领域已十分广泛。
彩电、冰箱、空调、录像机、VCD、遥控器、游戏机、电饭煲等无处不见单片机的影子，单片机早已深深地融入我们每个人的生活之中。
单片机能大大地提高这些产品的智能性，易用性及节能性等主要性能指标，给我们的生活带来舒适和方便的同时，在工农业生产上也极大地提高了生产效率和产品质量。
单片机按用途大体上可分为两类，一种是通用型单片机，另一种是专用型单片机。
MCS-51单片机是美国INTEL公司于1980年推出的产品，与MCS- 48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令，指令数达111条，MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在，MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，各高校及专业学校的培训教材仍与MSC-51单片机作为代表进行理论基础学习。
MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品。
1.2 单片机的发展趋势单片机现在可以说是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供了广阔的天地。
纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有：一、微型单片化现在常规的单片机普遍都是将中央处理器（CPU）、随机存取数据存储（RAM）、只读程序存储器（ROM）、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW（脉宽调制电路）、WDT（看门狗）、有些单片机将LCD（液晶）驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。
甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。
此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。
现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD（表面封装）越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。
二、低功耗CMOS化MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW，而现在的单片机普遍都在100mW左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS（互补金属氧化物半导体工艺）。
像80C51就采用了HMOS（即高密度金属氧化物半导体工艺）和CHMOS（互补高密度金属氧化物半导体工艺）。
CMOS虽然功耗低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS 则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于要求低功耗像电池供电的应用场合。
所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。
三、主流与多品种共存现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以89C51为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品，ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机。
所以89C51占据了半壁江山。
而Microchip公司的PIC精简指令集合（RISC）也有着强劲的发展势头，中国台湾的HOLTEX 公司近年的单片机产量与日俱增，与其底价质优的优势，占据一定的市场份额。
此外还有MOTOROLA公司的产品，日本几大公司的专用单片机。
在一定的时期内，这种情形将得以延续，将不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补、相辅相成、共同发展的道路。
九十年代以后，单片机在结构上采用双CPU或内部流水线，CPU位数有8位、16位、32位，时钟频率高达20MHZ，片内带有PWM输出、监视定时器WDT、可编程计数器阵列PCA、DMA传输、调制解调器等。
芯片向高度集成化、低功耗方向的发展，使得单片机在大量数据的实时处理、高级通信系统、数字信号处理、复杂工业过程控制、高级机器人以及局域网等方面得到大量应用。
这类单片机有NEC公司的MPD7800，MITSUBISHI公司的M337700，REVKWELL 公司的R6500。
1.3 项目设计任务与要求⏹设计任务：利用AT89C51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的倒数计数器。
做一小段时间倒计数，当倒计数为0时，则发出一段音乐声响，通知倒计数终了，该做应当做的事。
⏹设计要求：1.字符型LCD(16×2)显示器，显示格式为“TIME 分分：秒秒”。
2.用4个按键操作来设置当前想要倒计数的时间。
3.一旦按下键则开始倒计数，当计数为0时，发出一阵音乐声。
4.程序执行后工作指示灯LCD闪动，表示程序开始执行，按下操作键K1~K4动作如下：●K1---可调整倒计数的时间1~60分钟。
●K2---设置倒计数的时间为5分钟，显示“0500”。
●K2---设置倒计数的时间为10分钟，显示“1000”。
●K2---设置倒计数的时间为20分钟，显示“2000”。
5.复位后LCD的画面应能显示倒计时的分钟和秒数，此时按K1键，则在LCD上显示出设置画面。
此时，若：⏹按K2键---增加倒计数的时间1分钟。
⏹按K2键---减少倒计数的时间1分钟。
⏹按K4键---设置完成。
⏹[扩充功能]：⏹增加时钟及闹钟功能。
⏹增加秒表计数功能。
2 系统设计2.1 框图设计框图设计是为了能够从整体上把握系统的各个大的模块以及各个模块之间的联系。
同时罗列出需要主要使用到的各个器件，以方面系统开发中器件的选取。
通过框图设计，让设计者从整体上把握系统的开发。
本系统设计的框图如下图2-1所示。
图2-1 系统结构框图2.2部分硬件方案论述◆LCD1602显示方式的方案比较。
方案一：采用花样显示，花样显示是指LCD显示某一屏字符时，采取从左到右或者是从右到左的整屏移动的显示方式。
在这种显示方式下，给人的感觉就是程序是在执行的，同时如果控制好了移动一屏的时间间隔的话，在整体视觉上可以达到很好的效果。
方案二：采用静态显示，静态显示是指LCD显示某一屏字符时，时钟保持当前字符的显示，不使用移屏显示。
便于控制，同时能够满足正常的显示效果。
由于在显示中存在播放时间的动态变化，这样的话，即使是不产生整屏移动，也能给人动态感，也易于控制。
基于以上各种特点，我选择了方案二。
2.3电路原理图电路原理图如图2-2所示。
图2-2 电路原理图2.4元件清单2.4.1 AT89C51芯片AT89C51芯片图如下图2-3所示。
图2-3 AT89C51芯片图①简介：AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
②主要特性:与MCS-51 兼容；4K字节可编程闪烁存储器；寿命：1000写/擦循环；数据保留时间：10年；全静态工作：0Hz-24MHz；三级程序存储器锁定；128×8位内部RAM；32可编程I/O线；两个16位定时器/计数器；5个中断源；可编程串行通道；低功耗的闲置和掉电模式；片内振荡器和时钟电路。
2.4.2 字符型LCD1602字符型lcd1602如下图2-4所示。
图2-4 lcd1602图1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线。
VCC(15脚)和地线GND(16脚)，其控制原理与14脚的LCD完全一样，各引脚符号及其功能表如下表2-1所示。
表2-1 LCD各引脚及其功能表2.4.3 按键控制模块按键用于控制数码显示、LCD显示、扬声器等模块的工作。
通过扫描按键是否按下，来设定各模块的工作情况，使各模块可以在按键的控制下，有序地进行工作。
设计中使用单个按键实现单个功能，属于较为简单的控制方式。
在多功能系统设计的试验中我们使用四个按键分别与单片机的p1.4、p1.5、p1.6、p1.7相连。
通过按下相应的按键来处理相应的程序。
如下图2-5所示。
图2-5 按键控制模块图2.4.4 其它元件其它元件图如下图2-6所示。
图2-6 其它元件图3软件设计3.1 程序流程图主程序开始初始化，然后扫描键盘、复位电路和计数器。
