基于51单片机设计简易计算器毕业设计论文

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。

C51单片机电子计算器课程设计一．课程设计背景当今时代，是一个新技术层出不穷的时代。

在电子领域，尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。

单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。

目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。

过去习惯于传统电子领域的工程师、技术员正面临着全新的挑战，如不能在较短时间内学会单片机，势必会被时代所遗弃，只有勇敢地面对现实，挑战自我，加强学习，争取在较短的时间内将单片机技术融会贯通，才能跟上时代的步伐。

它所给人带来的方便也是不可否定的，它在一块芯片内集成了计算机的各种功能部件，构成一种单片式的微型计算机。

20世纪80年代以来，国际上单片机的发展迅速，其产品之多令人目不暇接，单片机应用不断深入，新技术层出不穷。

20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

本设计是由单片机实现的模拟计算器，它不仅能实现数据的加减乘除运算，而且还能使数据及其计算结果在数码管上显示出来，能够实现0-256的数字四则运算。

本设计是用单片机AT89C51来控制，采用共阳极数码显示，软件部分是由C语言来编写的。

设计任务二、元器件清单及简介89c51型芯片一片排阻两个晶振12MHZ 一个电容22uf 两个面包板三个导线若干三、设计原理及分析根据功能和指标要求，本系统选用MCS 51 单片机为主控机。

通过扩展必要的外围接口电路，实现对计算器的设计。

具体设计考虑如下：①由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，对数字的大小范围要求不高，故我们采用可以进行四位数字的运算，选用8 个LED 数码管显示数据和结果。

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。

摘要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4×4矩阵键盘，可以进行加、减、乘、除4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。

[关键词] AT89S52 LCD1602 计算器矩阵键盘目录第一章前言 (1)1.1 系统开发背景 (1)1.2 系统开发意义 (1)1.3 设计目的 (1)第二章方案论证 (2)2.1 方案构思 (2)2.2 方案比较与选择 (2)第三章系统硬件设计及说明 (3)3.1系统组成及总体框图 (3)3.2元件简介 (3)3.2.1 AT89S52特点 (3)3.2.2 LCD1602液晶显示屏 (9)第四章设计原理分析 (12)4.1 设计方案的确定 (13)4.2计算器硬件方案及硬件资源分配 (13)4.2.1 硬件资源分配 (15)4.2.2 系统的硬件设计 (13)4.2.3 键盘电路的设计 (16)4.2.4 显示电路的设计 (16)第五章计算器的软件设计 (17)5.1计算器的软件规划 (17)5.2 键盘扫描的程序设计 (16)5.3 显示模块的程序设计 (18)5.4 主程序的设计 (19)5.5 软件的可靠性设计 (19)结束语 (19)参考文献 (20)第一章前言1.1 系统开发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。

南昌工程学院毕业设计 (论文)机械与电气工程学院（院）系电气工程及其自动化专业毕业设计（论文）题目基于单片机设计的计算器（硬件）学生姓名班级学号指导教师完成日期 2010 年 6 月 18 日基于单片机设计的计算器（硬件）The calculator based on the design of MCU (hardware)总计毕业设计（论文） 34 页表格 6 个插图 18 幅摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域。

作为微型机的一个主要分支，单片机在结构上的最大特点是把CPU、RAM和ROM存储器、定时器和多种I/O接口电路集成在一块超大规模集成电路芯片上。

从它的组成和功能来看，一块单片机芯片其实就是一台计算机。

本次设计是采用MSC-51单片机来设计的六位数计算器, 采用C语言进行程序编写实现计算器功能。

外接4X5的键盘，通过键盘扫描来完成输入数的控制，输出采用1602液晶显示，并设有清零键可随时完成计算与显示的清零。

计算器将完成的0至99999整数的加/减/乘/除运算。

关键字：单片机AT89S52 1602液晶矩阵键盘 C语言AbstractIn recent years, as computer penetration in the social field and large-scale development of integrated circuits, microcontroller applications are continually deepening, because of its powerful function, small size, low power consumption, cheap, reliable, easy to use, etc. therefore particularly suitable for systems with control of more and more widely used in automatic control, intelligent instruments, meters, data acquisition, military products and home appliances fields.As one of the main branch of microcomputer, microcontroller in the structure of the biggest feature is the CPU, RAM and ROM memory, timer and multiple I / O interface circuit integrated on a VLSI chip. The composition and function from its point of view, a single chip isactually a computer.This design is the use of MSC-51 microcontroller to design the six-digit calculator, using C programming language to achieve calculator functions. 4X5external keyboard, the keyboard scan to finish by the number of control values and the 1602 output with human-type liquid crystal to achieve，and has cleared at any time to complete key calculation and display clear. Calculator to complete from 0 to 99999 plus / minus / multiply / divide.Key words: MCU AT89S52; LCD1602; Matrix Keyboard; C language目录摘要 IABSTRACT II第一章引言 11.1 选题的依据及课题的意义 11.2 研究概况及发展趋势综述 11.3 实验设计要求 21.4.总体设计思路 2第二章设计方案论证与选择 32.1 控制部分的设计方案论证与选择 32.2 显示电路的设计方案论证与选择 42.3 单片机电源部分的设计方案论证与选择 6 2.4 键盘设计方案论证与选择 82.5 单片机复位电路的设计方案论证与选择 9 2.6 系统组成 10第三章重要器件的知识介绍 113.1 单片机的知识介绍 113.1.1单片机功能特性 113.1.2单片机各引脚功能说明 113.1.3单片机时钟电路 133.1.4 LED提示电路 143.2 1602液晶显示资料 15第四章计算器的软件编程 164.1 程序设计思想 164.2 4*5键盘扫描程序 174.3 1602液晶显示程序 18第五章计算器使用说明 19结语 20参考文献 21致谢 22附录 23第一章引言单片机设计的计算器在人们的日常中是比较的常见的电子产品之一。

南昌工程学院毕业设计 (论文)机械与电气工程学院（院）系电气工程及其自动化专业毕业设计（论文）题目基于单片机设计的计算器（硬件）学生姓名班级学号指导教师完成日期 2010 年 6 月 18 日基于单片机设计的计算器（硬件）The calculator based on the design of MCU (hardware)总计毕业设计（论文） 34 页表格 6 个插图 18 幅摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域。

作为微型机的一个主要分支，单片机在结构上的最大特点是把CPU、RAM和ROM存储器、定时器和多种I/O接口电路集成在一块超大规模集成电路芯片上。

从它的组成和功能来看，一块单片机芯片其实就是一台计算机。

本次设计是采用MSC-51单片机来设计的六位数计算器, 采用C语言进行程序编写实现计算器功能。

外接4X5的键盘，通过键盘扫描来完成输入数的控制，输出采用1602液晶显示，并设有清零键可随时完成计算与显示的清零。

计算器将完成的0至99999整数的加/减/乘/除运算。

关键字：单片机AT89S52 1602液晶矩阵键盘 C语言AbstractIn recent years, as computer penetration in the social field and large-scale development of integrated circuits, microcontroller applications are continually deepening, because of its powerful function, small size, low power consumption, cheap, reliable, easy to use, etc. therefore particularly suitable for systems with control of more and more widely used in automatic control, intelligent instruments, meters, data acquisition, military products and home appliances fields.As one of the main branch of microcomputer, microcontroller in the structure of the biggest feature is the CPU, RAM and ROM memory, timer and multiple I / O interface circuit integrated on a VLSI chip. The composition and function from its point of view, a single chip isactually a computer.This design is the use of MSC-51 microcontroller to design the six-digit calculator, using C programming language to achieve calculator functions. 4X5external keyboard, the keyboard scan to finish by the number of control values and the 1602 output with human-type liquid crystal to achieve，and has cleared at any time to complete key calculation and display clear. Calculator to complete from 0 to 99999 plus / minus / multiply / divide.Key words: MCU AT89S52; LCD1602; Matrix Keyboard; C language目录摘要 IABSTRACT II第一章引言 11.1 选题的依据及课题的意义 11.2 研究概况及发展趋势综述 11.3 实验设计要求 21.4.总体设计思路 2第二章设计方案论证与选择 32.1 控制部分的设计方案论证与选择 32.2 显示电路的设计方案论证与选择 42.3 单片机电源部分的设计方案论证与选择 6 2.4 键盘设计方案论证与选择 82.5 单片机复位电路的设计方案论证与选择 9 2.6 系统组成 10第三章重要器件的知识介绍 113.1 单片机的知识介绍 113.1.1单片机功能特性 113.1.2单片机各引脚功能说明 113.1.3单片机时钟电路 133.1.4 LED提示电路 143.2 1602液晶显示资料 15第四章计算器的软件编程 164.1 程序设计思想 164.2 4*5键盘扫描程序 174.3 1602液晶显示程序 18第五章计算器使用说明 19结语 20参考文献 21致谢 22附录 23第一章引言单片机设计的计算器在人们的日常中是比较的常见的电子产品之一。

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。