电子信息工程专业毕业论文--基于51单片机的简易计算器设计

基于51单片机简易计算器设计引言计算器（Calculator）是微型电子计算机的一种特殊类型。

它与一般通用计算机的主要区别在于程序输入方式的不同。

计算器的程序一般都已经固定，只需按键输入数据和运算符号就会得出结果，很容易就能掌握。

而一般计算机的程序可以根据需要随时改动，或重新输入新的程序。

简易计算器主要用于加减乘除；科学计算器，又增添了初等函数运算（有的还带有数据总加、求平均值等统计运算）。

现代电子计算器首次问世是1963年。

那时的计算器是台式的，在美国波士顿的电子博览会上展出过。

与计算机相比，它小巧玲珑，计算迅捷，一般问题不必事先编写复杂的程序。

随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器／计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器、A／D转换器、D／A转换器等多种电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。

这种技术促使机器人技术也有了突飞猛进的发展，目前人们已经完全可以设计并制造出具有某些特殊功能的简易智能机器人。

随着社会需求，计算器也从原有单一的数字加减计算演变为复杂的多种运算。

现在不在单一的在某一方面而是涉及到生活的方方面面.由于我对知识掌握的不够熟练，重点不够清楚，导致在重点与非重点处花费的时间不成比例，进度缓慢，这是设计没能全部完成的部分原因。

目前只做到按键与显示的结合（即在显示器上可以显示数字键还有命令键+-*/ =清零）；加法子程序已经编写成功并严整无误，但在整体调试中未能圆满实现，本部分正在调试中。

等调试成功后，其它运算子程序的问题将迎刃而解。

1.简易计算器的设计方案1.1硬件部分设计方案1 单片机部分单片机以AT89C51来做为核心元器件。

2 按键部分设计思路：采用4*4行列式键盘，分别设定数字键和功能键，采用查询方式，每次有键按下时，先判断是实数字键还是功能键。

但是这种方式采用了大量的I/O口线。

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单片机的简易计算器51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统中的常用微控制器。

我们可以利用51单片机的强大功能和丰富的外设资源，设计一个简易计算器。

这个计算器可以进行基本的加减乘除运算，并且具备显示结果的功能。

首先，我们需要准备一块51单片机开发板，一块1602液晶显示屏模块，以及一些按键开关和电阻。

我们可以将运算器主要分为以下几个模块：数码管显示模块、键盘输入模块、运算模块和存储模块。

数码管显示模块：我们使用1602液晶显示屏模块来显示计算器的结果。

我们可以通过51单片机的IO口，将计算结果发送给液晶显示屏模块，实现结果的显示。

键盘输入模块：我们可以使用几个按键开关来实现数字和运算符的输入。

通过对按键的检测，我们可以将用户输入的数字和运算符转化为字符形式，并保存到内存中。

运算模块：我们需要根据用户输入的数字和运算符，进行相应的运算。

我们可以使用栈来实现这个功能。

栈是一种常用的数据结构，具有"先进后出"的特点。

我们可以将用户输入的数字和运算符按照一定的规则入栈，然后按照相应的顺序进行出栈和运算。

最后将结果保存到内存中。

存储模块：我们可以使用内部RAM来保存运算结果。

51单片机的内部RAM具有一定的存储能力，可以满足我们的基本需求。

在编写程序时，我们可以使用汇编语言或者C语言。

通过合理的编程，我们可以实现计算器的各项功能。

总结一下，基于51单片机的简易计算器主要包括数码管显示模块、键盘输入模块、运算模块和存储模块。

我们可以通过合理的编程，将这些模块相互配合，实现一个功能完善的计算器。

这个计算器不仅可以进行基本的加减乘除运算，还可以显示结果，方便用户进行计算。

基于51单片机的简易计算器论文设计摘要：计算器是一种常见的电子设备，用于数学计算。

随着科技的迅速发展，计算器不再是一种巨大且笨重的机械设备。

相反，它们变得迷你、便携且功能强大。

本论文旨在设计和实现一种基于51单片机的简易计算器。

该设计利用了51单片机的优点，如低功耗、成本低廉和易于学习等特点。

本论文介绍了设计和实现的过程，包括硬件电路设计、软件程序编写以及性能测试等方面。

1.引言计算器广泛应用于日常生活和学习中，人们常常需要进行加减乘除等简单的数学计算。

为了提供便捷的计算功能，传统计算器使用专用的集成电路设计。

然而，这种计算器成本较高，体积较大，且功能有限。

为了满足市场需求，我们设计了一款基于51单片机的简易计算器。

2.硬件电路设计2.1键盘模块键盘模块采用矩阵键盘设计，包括数字键0-9、运算符键+、-、*、/以及等于键=。

采用矩阵建构可以减少IO口资源的使用，并简化设计。

2.2显示模块显示模块采用液晶显示器，能够清晰地显示数字、运算符和结果。

为了实现更好的用户交互体验，还可以添加背光模块。

2.3控制电路控制电路由51单片机和其他常用电子元件组成，可以通过编程控制键盘的输入和显示模块的输出。

其中，51单片机充当了控制中心的作用，负责接收键盘输入、解析用户命令、进行数学计算和控制显示模块的显示。

2.4电源电路电源电路用于提供稳定的电源给整个计算器系统。

电源电路由电池、稳压电路和滤波电路组成，能够为计算器提供稳定的电压和电流。

3.软件程序设计软件程序设计是整个计算器系统的核心。

主要功能包括接收键盘输入、解析输入、进行数学计算、控制显示模块的显示和处理异常情况。

3.1键盘输入接收软件程序通过扫描键盘矩阵来接收键盘输入。

当用户按下一些键时，软件程序会检测到相应的按键信号，并将其转换为数值或运算符。

3.2输入解析软件程序能够解析用户的输入，判断用户输入的是数字还是运算符，并将其保存在相应的变量中。

同时，软件还可以处理异常输入，如除以零等情况。

51单片机简易计算器论文摘要：本篇论文基于51单片机设计并实现了一款简易计算器。

该计算器具有基本的加、减、乘、除四则运算功能，并支持小数点运算和括号运算。

通过设计合理的菜单界面和使用者友好的操作方式，使得计算器更加易用。

本文介绍了计算器的硬件设计和软件设计，并对其进行了功能测试和性能评估。

实验结果表明，该计算器具有较好的计算精度和运算速度，能够满足一般计算需求。

关键词：51单片机，简易计算器，四则运算，菜单界面1.引言随着计算机技术的发展和普及，计算器作为一种便携式计算工具得到了广泛应用。

无论是学生、工程师还是商务人士，都离不开计算器的帮助。

本文旨在设计一款基于51单片机的简易计算器，以满足用户日常计算需求。

2.硬件设计本文采用51单片机作为计算器的主控芯片，搭配LCD显示屏、按键和外部存储器等外围电路。

通过合理的电路连接和引脚设置，实现计算器的功能。

3.软件设计3.1主程序设计计算器的主程序采用C语言编写。

主程序主要包括菜单界面设计、按键响应和运算处理等功能。

通过LCD显示屏输出菜单选项，并通过按键输入执行相应的功能。

3.2加法运算加法运算是计算器最基本的功能之一、在软件设计中，通过读取按键输入的数值，并使用加法运算符将数值累加，最后显示结果。

3.3减法运算减法运算与加法运算类似，通过读取按键输入的数值，并使用减法运算符将数值相减，最后显示结果。

3.4乘法运算乘法运算是计算器的扩展功能之一、在软件设计中，定义乘法运算函数，通过读取按键输入的数值，并使用乘法运算符将数值相乘，最后显示结果。

3.5除法运算除法运算也是计算器的扩展功能之一、在软件设计中，定义除法运算函数，通过读取按键输入的数值，并使用除法运算符将数值相除，最后显示结果。

3.6小数点运算和括号运算为了提高计算器的实用性，本文还添加了小数点运算和括号运算功能。

在软件设计中，通过读取按键输入的数值，并进行相应的运算处理和显示结果。

4.功能测试和性能评估为了验证计算器的功能和性能，本文进行了一系列的功能测试和性能评估。

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。

赣南师范学院基于C51单片机的简易计算器目录1. 绪论 (3)2. 系统软件设计方案 (4)2.1设计目标和实现方法 (4)2.2整体方案论证 (4)3. 系统硬件的设计与介绍 (5)3.1复位电路的设计与运用 (5)3.2时钟振荡器电路的设计与运用 (6)3.3输入电路的设计 (6)3.4输出电路的设计 (8)4. 系统程序的设计与介绍 (11)4.1 LED显示程序流程图设计 (11)4.2读键输入程序流程图设计 (13)4.3主程序流程图设计 (14)4.4仿真与调试 (15)5. 结论.......................................................... (17)元件清单 (18)附录1简易计算器源程序 (19)1.绪论中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策，又被叫做算筹。

这种算筹多是用竹子制成，也有用木头，兽骨充当材料的。

大约二百七十枚一束，放在布袋里可以随身携带。

直到今天仍在使用的珠算盘，是中国古代计算工具领域中的另一项发明，明代时期的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎没有差别。

17世纪初，西方国家的计算工具已经有了较大的发展，英国数学家纳皮尔发明的"纳皮尔算筹"，英国牧师奥却德发明了圆柱型对数计算尺，这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算，甚至可以计算三角函数，指数函数和对数函数，这些计算工具不仅带动了计算器的快速发展，也为实现现代计算器发展奠定了良好的基础，成为现代社会应用广泛的计算工具。

1642年，年仅19岁的法国伟大科学家帕斯卡引用算盘的原理，发明了世界上第一部机械式计算器，在他的计算器中有一些互相联锁的齿轮，一个转过十位的齿轮会使另一个齿轮转过一位，人们可以像拨电话号码盘那样，把数字拨进去，计算结果就会出现在另外一个窗口中，但是只能做加减计算。

1694年，莱布尼兹在德国将其改进成可以进行乘除的计算。

此后，一直要到20世纪50年代末才有了电子计算器的出现。

湖南机电职业技术学院毕业设计说明书课题名称: 基于51单片机简易的计算器制作院、系：电气工程学院专业：机电一体化学生班级：机电1211 学生姓名：成超强指导教师：李婕妤完成日期： 2021.10毕业设计任务书题目：基于51单片机的简易计算器制作任务与要求：在生活当中我们经常需要进行加减乘除计算，随着科技的开展，电子计算器代替心算和笔算已经相当普及。

但目前市面上有些电子计算器的功能设计过于复杂，功能简易实用的电子计算器反而更加适用于老人和小孩，且本钱低廉，存在一定的市场需求。

因此本设计制作一款适用于老人和小孩的简易电子计算器。

基于51单片机的简易计算器应用AT89C51单片机，通过4*4矩阵键盘设计计算器需要的数字键和功能键，用4个数码管来显示运算过程和结果。

此计算器由于受数码管个数限制，只能进行0-999内的加减乘除计算，显示结果只显示整数局部。

1.设计任务设计简易计算器的硬件电路，绘制PCB板，组装简易计算器，并完成计算器的C语言程序设计。

2.要求：1、计算器需设计0-9、+、—、*、%、=、去除共16个按键。

2、计算器带4位数码管显示。

3、计算器能实现3位数内的加减乘除计算。

4、计算器硬件应包含程序下载电路。

毕业设计(论文)进度方案表目录毕业设计任务书 (2)毕业设计(论文)进度方案表 (2)第一章单片机介绍 (6)1单片机及其应用 (6)1.1 单片机介绍 (6)1.2 单片机的应用 (7)第二章元件介绍 (7)单片机介绍 (8)第三章系统设计 (10)单片机简易的计算器制作 (10)数码管显示 (11)矩阵按键 (11)第四章系统硬件的设计与介绍 (12)复位电路的设计 (12)时钟震荡电路的设计 (13)输入电路的设计 (14)输出电路的设计 (16)第五章系统程序的设计与介绍 (18)显示程序流程图设计 (18)读键输入程序流程图 (20)主程序设计 (21)仿真与调试 (22)第六章心得体会 (24)结语........................................................................................ 错误!未定义书签。

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。

基于单片机的简易计算器设计论文(1)论文题目：基于单片机的简易计算器设计引言：计算器是我们日常生活中不可缺少的工具之一，而现代计算器从产品的形态和功能上受到了广泛的关注，它们具有较高的性能和卓越的功能，但是成本较高，同时使用起来不太容易。

本篇论文主要介绍一种简易的计算器设计，该设计基于单片机，可满足日常简单计算使用。

正文：一、设计目标基于单片机的计算器设计，旨在实现以下功能：1、基本运算：加, 减, 乘, 除运算。

2、小数计算：设定包含小数点的计算功能，可进行小数运算。

3、正负运算：支持正数和负数的运算。

4、清零功能：支持清除当前运算，重置计算器状态。

二、设计方法1、硬件设计本设计采用STC89C52RC单片机，其主频为11.0592MHz，具有24KB的Flash，1KB的RAM和256B的EEPROM存储空间，外围可接收光电探测器或手动开关输入，仍可设计LCD显示屏。

2、软件设计（1）实现基本运算功能按下“+”、“-”、“*”、“/”按钮时，代码将控制单片机首先在LCD上输入第一个数字，然后执行一次运算。

通过代码实现的算法，将对之前输入的数字和当前输入的数字进行加法、减法、乘法或除法运算，然后再将结果显示在LCD屏幕上。

（2）实现小数计算功能单片机不能处理小数点，“小数点”的实现需要特殊设置。

通过将输入转换为整数，然后在LCD显示时再加上小数点实现显示小数计算的功能。

（3）实现正负运算功能通过在数字输入前添加“-”实现数字的负数化，进一步实现正负运算的功能。

（4）实现清零功能按下清零按钮时，单片机会将当前将屏幕的显示清空，并恢复到初始状态，保留设置的数据。

三、功能实现本设计基于STC89C52RC单片机，实现了基本运算、小数计算、正负运算和清零功能。

用户可以按下按键进行相关功能的操作，该计算器支持常规计算、对数、三角函数等。

四、总结通过本设计，我们可以实现一个基于单片机的计算器。

由于单片机的低成本和高性能，该计算器实现了类似于高端计算器的功能，但成本更低，且使用方便。