基于单片机的简易计算器设计答辩PPT

目录引言 0第一章设计原理及要求 (1)1.1设计方案的确定 (1)1.2系统的设计方案 (1)1.3系统的设计要求 (1)第二章硬件模块设计 (3)2.1单片机AT89C51 (3)2.1.1 AT89C51芯片的特点 (4)2.1.2 管脚说明 (4)2.1.3 振荡器特性 (6)2.1.4 芯片擦除 (6)2.2键盘控制模块 (6)2.2.1 矩阵键盘的工作原理 (7)2.2.2 键盘电路主要器件介绍 (7)2.3LCD显示模块 (9)2.3.1 显示电路 (10)2.3.2 LCD1602主要技术参数 (10)2.3.3 引脚功能说明 (10)2.4运算模块（单片机控制） (11)第三章软件设计 (13)3.1功能介绍 (13)3.2系统流程图 (13)3.3程序 (15)第四章系统调试 (16)4.1软件介绍 (16)4.1.1 Keil uVision2仿真软件简介 (16)4.1.2 protues简介 (16)4.2软件调试 (17)4.2.1 软件分析及常见故障 (17)4.2.2 仿真结果演示 (19)4.3硬件调试 (20)结束语 (22)参考文献 (23)附录 (24)致谢 (35)引言计算工具最早诞生于中国，中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策，也被叫做算筹。

这种算筹多用竹子制成，也有用木头，兽骨充当材料的，约二百七十枚一束，放在布袋里可随身携带。

另外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，明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同。

17世纪初，西方国家的计算工具有了较大的发展，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、乘方和开方运算，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发展，也为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一个窗口中，但是它只能做加减运算。

基于单片机的简易计算器的设计摘要单片机是采用超大规模集成电路技术，把一台计算机的主要部件集成在一个芯片上所构成的一种集成电路芯片，因此单片机被称为单片微型计算机。

由于单片机体积小、价格低、可靠性高、适用面宽以及有其本身的指令系统等诸多优势，在各个领域、各个行业都得到了广泛应用。

很多大专、本科院校都开设了关于单片机原理与应用方面的课程。

本设计就是依据单片机的原理来进行简易计算器的设计的，设计采用了STC89C52RC单片机作为计算器的主控制器，TC1602液晶作为显示器，4×4矩阵键盘作为输入按键，通过软硬件相结合，来实现整数的“加”、“减”、“乘”、“除”运算。

并在计算器顺利完成的基础上，对系统进行了简单的扩展，增加了电子表功能，使系统完善化和多功能化。

关键词：单片机，计算器，运算，扩展ABSTRACTSCM is a integrated circuit chips that integrated the main cmponents of a computer in a chip by using the large scale integrated circuit technology.So the SCM is called the single chip computer. In various fields, SCM has been widely used for its small size, low price, high reliability, and wide application etc. Many college and universities opened the courses about the principle and application of SCM.The design is a simple calculato that based on the principle of SCM. The chip of STC89C52RC is the main controller of the calculator and the display is TC1602LCD in my design, the keyboard of 4 × 4 matrix is used as input keys, With the combination of hardware and software, it can achieve the integer to plus, reduction, multiplication, division. on the basis of the successful completion, the design can expand the system and make it perfect and multi-functional.Key Words：MCS Calculator Operation Expand目录1. 绪论 (1)1.1课题简介 (1)1.2设计目的 (1)1.3设计任务 (2)2. 课题背景 (3)2.1单片机的发展现状 (3)2.2 STC89系列单片机的简介 (4)2.3计算器的总体功能描述 (8)3. 计算器的硬件系统设计 (9)3.1计算器的硬件系统框架 (9)3.2最小系统的设计 (10)3.3键盘接口电路的设计 (12)3.4显示电路的设计 (13)3.5 DS1302实时时钟电路的设计 (15)3.6计算器的硬件电路原理图 (17)4. 计算器的软件系统设计 (18)4.1主模块程序的设计 (18)4.2键盘扫描模块程序的设计 (19)4.3运算模块程序的设计 (21)4.4显示模块程序的设计 (22)4. 5 DS1302实时时钟模块程序的设计 (23)5. 计算器系统的组装与调试 (26)5.1软件系统的调试与仿真 (26)5.2硬件系统的组装与调试 (27)总结 (30)参考文献 (31)答谢 (32)附录一 (33)1. 绪论1.1课题简介近年来，随着社会的不断发展与进步，人民生活水平、物质水平的不断提高，各种各样的电子产品走进了家家户户，为我们的生活、学习、工作、娱乐提供了各种各样的便利。

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。

目录一、设计总体思路，基本原理和框图 (1)1.1 设计总体思路 (1)1.2基本原理 (1)1.3设计框图 (1)1.3.1硬件原理图 (1)1.3.2软件流程图 (2)二、单元函数设计 (2)2.1 单片机模块 (2)2.2键盘控制模块 (2)2.3 LCD显示模块 (3)三、程序调试与结果 (4)3.1加法调试 (4)3.2幂运算调试 (4)3.3报错调试 (4)四、总结与体会................................ 错误!未定义书签。

附录. (4)参考文献 (21)一、设计总体思路，基本原理和框图1.1 设计总体思路本电路设计采用AT89S52单片机为核心，利用晶振产生频率为1HZ 的时钟脉冲信号，利用液晶屏LCD1602显示计算信息，通过对AT89S52单片机的编程控制液晶屏LCD1602的显示。

显示计算和简易计算的信息同在LCD1602，通过按键切换选。

1.2基本原理图1-11.3设计框图1.3.1硬件原理图图1-2AT89C51 单片机 模块 1602LCD 液晶显示矩阵键盘1.3.2软件流程图图1-3二、单元函数设计2.1 单片机模块本次设计采用AT89C51单片机，以下为其标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。

同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。

空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。

掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位2.2键盘控制模块本次设计使用的是PROTUES中的KEYPAD键盘。

使用此键盘的难度在于它的数据是分散的，并且不是由小到大排列的，这就要求我们在编写程序的时候对键值进行处理。

基于单片机的简易计算器设计摘要 (3)关键字：80C51 LCD1602 4*4矩阵键盘计算器 (3)第一章绪论 (5)1.1系统开发背景 (5)1.2系统开发意义 (5)1.3设计目的 (5)1.4设计任务 (5)第二章单片机发展现状 (7)2.1目前单片机的发展状况 (7)2.1.1单片机的应用场合 (7)2.2计算器系统现状 (8)2.3简易计算器系统介绍 (9)第三章系统硬件设计及说明 (9)3.1系统组成及总体框图 (11)3.2AT89S52单片机介绍 (11)3.3其它器件介绍及说明 (13)3.3.1 LCD1602液晶显示 (13)3.3.2 4*4矩阵扫描按键 (18)第四章 PROTEUS模拟仿真 (19)第五章系统硬件设计及说明 (21)第六章软件设计 (22)6.1汇编语言和C语言的特点及选择 (22)6.2源程序代码 (22)摘要近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，但仅单片机方面的知识是不够的，还应根据具体硬件结构、软硬件结合，来加以完善。

计算机在人们的日常生活中是比较常见的电子产品之一。

可是它还在发展之中，以后必将出现功能更加强大的计算机，基于这样的理念，本次设计主要以80C51单片机为控制芯片，用C语言进行编程实现，通过4*4矩阵键盘控制，输出用液晶屏LCD1602显示，该计算器可以实现一般的加减乘除四则混合运算。

关键字：80C51 LCD1602 4*4矩阵键盘计算器第一章绪论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。

电子产品的更新速度快就不足惊奇了。

计算器在人们的日常中是比较的常见的电子产品之一。

如何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，使其更好的为各个行业服务，成了如今电子领域重要的研究课题。

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。

(完整)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计算器作为一种常见的电子设备，既能满足日常生活的计算需求，又能帮助人们提高工作效率。

本文将介绍基于51单片机的简易计算器的设计。

该计算器具备加减乘除的基本计算功能，并支持用户输入和结果显示。

下面将从材料准备、电路连接和程序设计三个方面详细介绍该计算器的设计。

一、材料准备在设计计算器之前，我们需要准备以下材料：1. 51单片机开发板：用于控制计算器的整个运行过程；2. 液晶显示屏：用于显示用户输入的数字和计算结果；3. 数字按键：用于用户输入数字和运算符；4. 连接线：用于连接51单片机开发板、液晶显示屏和数字按键。

二、电路连接1. 连接液晶显示屏和51单片机开发板：将液晶显示屏的VCC、GND、SCL和SDA引脚分别与开发板上对应的引脚连接。

2. 连接数字按键和51单片机开发板：将数字按键的引脚依次与开发板上的IO口引脚连接，其中有一根引脚需要连接到开发板的中断口。

三、程序设计1. 初始化设置：在程序开始时，进行液晶显示屏和数字按键的引脚初始化设置，以及相应的中断设置。

2. 输入处理：通过数字按键输入，获取用户输入的数字和运算符，并将其保存到相应的变量中。

3. 运算处理：根据用户输入的运算符，对相应的数字进行加、减、乘、除的运算，并将结果保存到一个变量中。

4. 结果显示：将运算结果显示在液晶显示屏上，以便用户查看计算结果。

5. 重置处理：在每次运算结束后，对相关变量进行重置，以便下一次计算。

通过以上程序设计，我们可以完成基于51单片机的简易计算器的设计。

在实际使用过程中，用户只需要通过数字按键输入相应的数字和运算符，计算器就可以自动进行运算，并将结果显示在液晶显示屏上，方便用户进行查看。

总结本文介绍了基于51单片机的简易计算器的设计。

通过合理的材料准备、电路连接和程序设计，我们可以实现一个具备加减乘除功能的计算器。

该计算器不仅能满足人们日常的计算需求，还能帮助提高工作效率。

基于51单片机的简易计算器设计设计一个基于51单片机的简易计算器，主要功能包括加减乘除四则运算和百分数计算。

下面是设计的详细步骤：1.硬件设计：-使用51单片机作为主控芯片。

-连接16x2的LCD显示屏，用于显示输入和计算结果。

-连接16个按键开关，用于输入运算符和数字。

-连接4个LED灯，用于指示四则运算的选择。

2.软件设计：-初始化LCD显示屏，并显示欢迎信息。

-监听按键输入，在接收到输入后，根据输入的按键值判断操作类型。

-如果按键值对应数字键，保存输入的数字，并在LCD上显示当前输入的数字。

-如果按键值对应四则运算符（+、-、*、/），保存当前输入的数字，并保存运算符。

-如果按键值对应等号（=），根据保存的数字和运算符进行相应的运算，计算结果保存并显示在LCD上。

-如果按键值对应清零（C），将所有保存的数据清空，并显示初始状态。

-如果按键值对应百分号（%），将当前数字除以100并显示在LCD上。

3.主要函数说明：- void init_lcd(：初始化LCD显示屏。

- void display_lcd(char* str)：将指定字符串显示在LCD上。

- void clear_lcd(：清空LCD显示屏。

- char get_key(：获取按键输入的值。

- void calculate(：根据保存的数字和运算符进行计算。

- void add_digit(char digit)：将输入的数字添加到当前数字中。

- void set_operator(char op)：保存运算符。

- void clear_data(：清空所有保存的数据。

4.主要流程：-初始化LCD显示屏并显示欢迎信息。

-在循环中监听按键输入，并根据输入的按键值进行相应的操作。

-根据不同的按键值，调用不同的函数进行处理。

-最后计算结果显示在LCD上。

以上是基于51单片机的简易计算器设计的详细步骤和主要函数说明。

你可以根据这个设计框架进行具体的代码实现。

基于51单片机的简易计算器设计一、引言计算器是一种执行基本数学运算的电子设备，现在市面上有各种类型的计算器，从小型的手持计算器到大型的科学计算器。

本设计基于51单片机设计了一种简易计算器，可以实现加法、减法、乘法和除法等基本运算。

二、设计思路1.系统硬件设计本设计使用的51单片机芯片选择了常用的STC89C52芯片，具有强大的功能和稳定性。

外设有键盘、数码管和LCD液晶显示屏。

2.系统软件设计系统的软件设计基于C语言进行，使用51单片机的汇编语言和C语言进行编程。

软件主要分为键盘输入处理、运算处理和结果显示三个部分。

三、系统硬件设计1.键盘输入部分使用4x4矩阵键盘作为输入设备，将键盘的4行4列分别接入到51单片机的4个IO口上，通过行列扫描的方式来检测按键的状态。

2.数码管显示部分使用共阳极的数码管来显示结果，通过提供适当的电压和信号控制来显示所需的数字。

3.LCD液晶显示屏为了方便用户查看输入和结果，本设计还使用了LCD液晶显示屏。

通过串口通信将结果传输到液晶显示屏上进行显示。

四、系统软件设计1.键盘输入处理通过行列扫描的方式检测键盘的按键状态，当检测到按键按下时，将对应的按键值存储起来。

2.运算处理根据用户的输入进行相应的运算处理。

根据检测到的按键值进行不同的运算操作，如加法、减法、乘法和除法。

3.结果显示将运算的结果通过串口通信传输到LCD液晶显示屏上进行显示。

五、系统实现1.硬件连接将键盘的行列引脚接到51单片机的对应IO口上，数码管和LCD液晶显示屏也分别连接到单片机的IO口上。

2.软件编码通过C语言编写系统软件，包括键盘输入处理、运算处理和结果显示三个模块。

3.调试测试将编写好的软件烧录到单片机上，通过键盘输入进行测试，并观察数码管和LCD液晶显示屏上的输出结果。

六、总结本设计基于51单片机实现了一个简易计算器，通过键盘输入进行基本的运算操作，并将结果通过数码管和LCD液晶显示屏进行显示。