石家庄法商职业学院
毕业设计（论文）题目：基于51单片机的简易计算器
系（部）信息技术系
专业班级08电子信息工程技术专业
学号********
学生姓名 * * * * 指导教师寇雪梅职称高级讲师
2011 年3 月14 日
基于51单片机的简易计算器
摘要：工程实践教学环节是为了学生能够更好地巩固和实践所学专业知识而设置
的，在本次工程实践中，我以《智能化测量控制仪表原理与设计》、《MCS-51系列单片微型计算机及其应用》课程中所学知识为基础，设计了简易计算器。本系统以MCS-51系列中的8051单片机为核心，能够实现两位数的四则运算。该系统通过检测矩阵键盘扫描，判断是否按键，经数据转换把数值送入数码管动态显示。
本系统的设计说明重点介绍了如下几方面的内容：
1）基于单片机简易计算器的基本功能，同时对矩阵键盘及数码管动态显示原理进行了简单的阐述；
2）介绍了系统的总体设计、给出了系统的整体流程框图，并对其进行了功能模块划分及所采用的元器件进行了详细说明；
3）对系统各功能模块的软、硬件实现进行了详细的设计说明。
关键词：MCS-51 8051单片机；计算器；加减乘除
目录
目录
第一章绪论 (1)
1.2设计目的 (1)
1.3设计任务 (1)
1.4章节安排说明 (1)
第二章计算器系统简介 (2)
2.1单片机发展现状 (2)
2.2计算器系统现状 (2)
2.3简易计算器系统简介 (3)
第三章主要器件简介 (4)
3.1MCS-51系列单片机简介 (4)
3.2其它器件简介 (7)
3.2.1数码管显示 (7)
3.2.2矩阵按键 (7)
第四章计算器系统设计 (9)
4.1计算器硬件电路设计 (9)
4.2计算器程序设计 (9)
4.2.1存储单元分配 (9)
4.2.2主程序设计 (9)
4.2.3数码管显示数据转换子程序 (9)
4.2.4数码管动态显示子程序 (9)
4.3系统总框图： (10)
4.4程序源代码： (10)
4.5硬件连线图： (19)
结语 (20)
参考文献 (21)
第一章绪论
第一章绪论
1.1课题简介
单片机由于其微小的体积和极低的成本，广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。在工业生产中。单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
本系统就是充分利用了8051芯片的I/O引脚。系统统采用MSC-51系列单片机
Intel8051为中心器件来设计计算器控制器，实现了能根据实际输入值显示并存储，计算程序则是参照教材。至于位数和功能，如果有需要可以设计扩充原系统来实现。
1.2设计目的
通过本次工程实践，运用《智能化测量控制仪表原理与设计》、《MCS-51系列单片微型计算机及其应用》所学知识及查阅相关资料，完成简易计算器的设计，达到理论知识与实践更好结合、提高综合运用所学知识和设计能力的目的。
通过本次设计训练，可以使我们在基本思路和基本方法上对基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计有一个比较感性的认识，并具备一定程度的设计能力。
1.3设计任务
在本次工程实践中，主要完成如下方面的设计任务：
1）简要综述单片机技术发展的国内外现状及数码管动态显示和矩阵键盘基本原理；
2）掌握MCS-51系列某种产品（例如8051）的最小电路及外围扩展电路的设计方法；
3）了解单片机数据转换功能及工作过程；
4）完成主要功能模块的硬件电路设计及必要的参数确定；
5）用protues软件完成原理电路的绘制；
6）完成系统设计说明书。
1.4 章节安排说明
整个设计总共分为四个章节，第一章是前言部分，主要介绍了设计基于单片机简易计算器的意义、目的及主要内容；第二章简要介绍了单片机发展的国内外现状及键盘扫描，数据转换，和动态显示原理进行了简要的说明。第三章是器件简介，这一部分主要介绍了系统的所用主要器件的选择。第四章是系统详细设计阶段，分为硬件设计和程序设计。按照程序设计的各部分实现的功能不同，将整个软件系统分成了三个块，并对每一个功能块所采用的元器件进行了详细介绍。此外还编写了主要功能模块的基本程序，详尽阐述了各模块的工作过程。还有总流程图，源代码，硬器件铺线图。
第二章计算器系统简介
2.1 单片机发展现状
单片机的发展趋势：低功耗CMOS化；微型单片化；主流与多品种共存；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：
1）低功耗CMOS化
MCS-51系列的8051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)。象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虽然功耗较低，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，更适合于在要求低功耗象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。
2）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。
3）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80C51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C8051为核心的单片机占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头，中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增，与其低价质优的优势，占据一定的市场分额。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。
2.2 计算器系统现状
计算器一般由运算器、控制器、存储器、键盘、显示器、电源和一些可选外围设
