基于51单片机简易计算器的设计毕业论文.doc

本 科 毕 业 论 文题 目：基于51单片机简易计算器的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日目录摘要 1关键字 1引言 11、 单片机及其应用 21.1 单片机介绍 21.2 单片机应用 21.3 AT89C51单片机 32、 LCD1602和74LS08的工作理 72.1 选取LCD1602 2.2 LCD1602的功能和指令现2.3 74LS08的功能3、 系统实现模块框架3.1 硬件设计电路框图3.2 实现原理框图4、 硬件设计及仿真4.1 晶振、复位电路的设计4.2 按键电路的设计4.3 LCD1602显示电路的设计5、 软件设计6、 总结7、 参考文献8、 附件摘要：简易计算器在人们的生活中应用极为广泛，由于它主要进行一些简单的运算，适用性强，并且方便携带，所以在许多的地方都必不可缺，比如在办公，交易等等。本系统主要介绍计算器实现简易计算的这个详细的过程，它的电路是以AT89C51单片机作为核心器件的，并且它的功耗低，能再3V的低压下工作，有时也可按照要求提升一定的电压。它的硬件部分主要由AT89C51单片机、按键、LCD1602显示屏、指示灯系统等部分构成。软件部分，是在Keil平台用C语言编写程序，包括运算、复位、延时、计算等。其次电路的设计会再proteus上面进行仿真，以保障硬件电路的正确。关键字：AT89C51单片机；LCD1602显示屏；74LS08；按键；C语言。引言：计算器是日常学习和生活中的好帮手， 比如对工科的学生来说，常常要用到基本的 +，-，* ，/ 运算，备有一个科学计算器在手边，可以把繁琐的计算迅速解决，对学习事半功倍。单片机是一种集成的电路芯片，它是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU，存储器（RAM、ROM），多种I/O口和中断系统，定时器/计时器等功能集成到一块半导体芯片上构成的一个小而完善的计算机系统。本设计要制作的就是单片机于生活中最为常见的一种应用简易计算器。本简易计算器AT89C51单片机作为核心，可以显示简易的计算，简易计算器显示电路由LCD1602组成,硬件方面AT89C51单片机，晶振，按键， LCD1602显示屏。1、单片机及其应用1.1 单片机介绍 单片机，全称单片微型计算机，又称微控制器，是把中央处理器、存储器、定时/计数器、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。它在硬、软件系统和I/O口接口控制方面的能力都有独特之处，它在组成、逻辑功能上也是具有了微机系统的基本条件的。但是，它毕竟是单片机，它的许多功能还得靠外接输入/输出设备来实现，这样才能构成实用的单片机应用系统。旧的单片机的定义已不能满足，所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器。 单片机是靠执行程序来运行的，并且可以随着要求修改一些程序，已达到实现不同的功能，尤其是一些比较特殊的独特的功能，如果用别的器件这样的功能，就会需要更多的力气才能完成，有的甚至是无法做到的，这就更不用说它的成本以及商业价值了。所以用单片机以后，这些功能几乎都可以通过单片机很容易就实现。1.2 单片机应用目前，单片机已经以各种不同的方式融入我们的生活，大到科学研究，小到生活中的小机器，并且在许许多多的领域都是不可或缺的，像现在的各种智能的IC卡，医疗机器上面的的智能检测，汽车、飞机等交通工具的智能导航系统，包括上面的录音机、视频摄像机都离不开单片机，更不用说一切自动的家用电器和一些智能机器了。所以，学习单片机的开发和应用是电子信息自动化时代必不可少的。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。，大致可分如下几个范畴： （1）在自动化和实时测控中的应用 （2）计算机网络通信和智能仪器设备领域中的应用（3）在交通设备领域和航天航空中的应用 同时，单片机在嵌入式系统应用领域中也有着重要的地位。1.3 AT89C51单片机 51单片机是单片机中的一个子系列，AT98C51也只是其中的一种,AT89C51是一种带2K字节闪烁可编程、可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位的单片机。它的主要功能部件包括：（1）8位的CPU。（2） 片内振荡器。（3） 128字节的片内数据存储器。（4） 4KB的片内程序存储器。（5） 寻址范围为64KB的外部数据存储器和程序存储器。（6） 21个字节的专用寄存器。（7） 4个8位的并行I/O口。（8） 一个全双工的串行口。（9） 2个16位的定时/计数器。（10） 5个中断源，2个中断优先级。（11） 111条指令，具有位寻址功能。（12） 片内采用单总线结构。引脚的介绍： P0口（P0.0P0.7）：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口。第二功能是访问外部存储器时，它分时作为低8位地址线和8位双向数据线。当P0口作为普通输入口时，应先向口锁存器写“1”。 P1口（P1.0P1.7）P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。 P2（P2.0P2.7）口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，当P2口被写1时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址1时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。 P3（P3.0P3.7）口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口。当P3口写入1后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口（第二功能），如下表所示： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。2、LCD1602的工作原理2.1选取LCD1602和原理 LCD是1968年之后发展起来的一种光电显示元件，它最大的优点就是耗能特别低，这是其他显示器件不可以比拟的。它的工作电压在1.5V-6V，功耗小，寿命长与500000小时，响应速度在10-200ms，并且工作温度也很广，在-20到+85。在本次设计中，我选的LCD1602显示屏，主要是它是一个成品，这样对我的设计的稳定性有一定的保障。本身的LCD是不发光，是由于给它施加电压之后，造成的电场是LCD里的TN型液晶体排列发生改变，而形成不透光的部分从而看上去是显示黑色1。2.2 LCD1602 功能和指令实现 本次LCD1602与单片机连接。接口引脚及功能如下： BLK:背光源负极，接地； BLA：背光源正极，接+5V； V0:液晶显示的偏压信号，通过电位器W1调节，1602的偏压解决0V; RS：接P1.2，决定传输类型是数据或命令，1-表示数据，0-表示命令； R/W:接P1.6，读/写控制，1-表示读，0-表示些； E:接P1.3，使能端，高电平有效； DB0DB7：数据端，连接P0口。 2.3 74 LS08的功能 74LS08的额定电源电压为5V，最大可以在5.25V的电压下工作，输入低电平电压0.8V，低电平电流输出为8mA,高电平电压输出-400uA。引脚、逻辑图功能真值表 L=低电平H=高电平 3、 系统实现模块框架 3.1 硬件设计电路框图 系统框图3.2 实现原理框图 原理框图4、硬件设计及仿真 电路的设计我会在proteus软件上面进行多次仿真和改进，这样会省掉在制作的过程中一些不必要的返工。 4.1晶振、复位电路的设计 晶振的频率得以单片机内部频率一样，并且要合适，这里我就用12MHz的晶振频率。 4.2按键电路的设计 在按键电路中,按键控制直接接在P1口，由于只是简易计算就是4*4按键。 4.3 LCD1602显示电路的连接 在这之前得检测LCD是否能正常显示，然后，引脚之间的连接得保障不要接错或者接反。5、软件设计 程序植入及调试（排除隐患） 本次设计是用C语言编写程序，主要的程序模块有按键编程，延时（中断）编程，计算编程（+，-，*，/）和LCD1602的显示编程。6、 总结7、 参考文献 1姚金生 ，元器件（第三版）。北京:电子工业出版社，2008.2谭浩强，C程序设计（第二版）M.北京：清华大学出版社,200.3董少明，单片机原理与应用技术，北京理工大学出版社，2009.458、 附件 附件1：