简易计算器的设计与实现(1)讲解44339.pdf

《简易计算器的设计与实现(1)讲解44339.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简易计算器的设计与实现(1)讲解44339.pdf（26页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 郑州科技学院 单片机原理及应用课程设计 题 目 基于单片机简易设计与实现 学生姓名 专业班级 学 号 院 （系）指导老师 完成时间 年 月 日 目 录 0.引言.1 1.设计方案.2 1.1 方案论证.2 1.2 方案比较与选择.2 2.系统设计.3 2.1 系统组成及总体框图.3 2.2 硬件原理.4 2.2.1.单片机最小系统.4 2.2.2键盘电路.10 2.2.3显示电路.12 2.3.软件流程.14 2.3.1主程序控制流程.14 2.3.2键盘扫描子程序.14 2.3.3LCD1602显示控制流程.17 2.4 仿真与实物制作.20 3.结论.22 参考文献.22 附录一：总体电

2、路原理图.23 附录二:元器件.23 附录三：源程序.24 1 基于单片机简易设计与实现 0.引言 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1。今天，人们的日常生活中已经离不开计算器了，社会的各个角落都有它的身影，比如商店，办公室，学校。因此设计一款简单实用的计算器会有很大的实际意义。本设计对字符液晶显示模块的工作原理

3、，如初始化、清屏、显示、调用及外特性有较清楚的认识，并会使用LCD（液晶显示模块）实现计算结果的显示；掌握液晶显示模块的驱动和编程，设计LCD 和单片机的接口电路，以及利用单片机对液晶模块的驱动和操作；在充分分析内部逻辑的概念，进行软件和调试，学会使用，并能够以其为平台设计出具有四则运算能力简易计算器的硬件电路和软件程序。同时在进一步掌握单片机理论知识，理解嵌入式单片机系统的硬软件设计，加强对实际应用系统设计的能力。通过本设计的学习，使我掌握单片机程序设计和微机接口应用的基本方法，并能综合运用本科阶段所学软、硬件知识分析实际问题，提高解决毕业设计实际问题的能力，为单片机应用和开发打下良好的基础

4、。2 1.设计方案 本设计可以采用两种方案，一种是以FPGA 为核心处理芯片，配备相应的外设；另外一种是以STC89C51 处理器，配备相应的外设。1.1 方案论证 (1）方案一：采用FPGA 控制 FPGA 是一种高密度的可编程逻辑器件,自从Xilinx 公司1985 年推出第一片FPGA 以来,FPGA 的集成密度和性能提高很快,其集成密度最高达 500 万门/片以上,系统性能可达200MHz。由于FPGA 器件集成度高,方便易用,开发和上市周期短,在数字设计和电子生产中得到迅速普及和应用,并一度在高密度的可编程逻辑器件领域中独占鳌头。但是而基于SRAM 编程的FPGA,其编程信息需存放在

5、外部存储器上,需外部存储器芯片,且使用方法复杂,保密性差，而其对于一个简单的计算器而言，实用FPGA 有点大材小用，成本太高。(2)方案二：采用STC89C51 单片机是单片微型机的简称，故又称为微控制器MCU（Micro Control Unit）。通常由单块集成电路芯片组成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器CPU，存储器和I/O 接口电路等。因此，单片机只要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。单片机广泛用于智能产品，智能仪表，测控技术，智能接口等，具有操作简单，实用方便，价格便宜等优点，而其中STC89C51 以 MCS-51 为内核，是单片机中最典型的代表

6、，应用于各种控制领域5。1.2 方案比较与选择 通过以上两种方案论证和比较，从设计的实用性，方便性和成本出发，选择了以STC89C51 单片机作为中央处理单元进行计算器的设计，这3 样设计能够实现对四位加减乘除和除法四位小点数的运算。2.系统设计 为了更好的实现系统得功能，硬件电路的设计应该遵循以下原则：(1)优化硬件电路 采用软件设计与硬件设计相结合的方法；尽管采用软件来实现硬件系统的功能时，也许响应时间会比单纯使用硬件时长，而且还要占用微处理器(MCU)的时间；但是，用软件实现硬件的功能可以简化硬件结构，提高电路的可靠性。所以，在设计本系统得时候，在满足可靠性和实时性的前提下，尽可能的通过

7、软件来实现硬件功能8。（2）可靠实用性 根据可靠性及实用性设计理论，系统所用芯片数量越少，系统的平均无故障时间越长。而且，所用芯片数量越少，地址和数据总线在电路板上受干扰的可能性也就越小。因此，系统的设计思想是在满足功能的情况下力争使用较少数量的芯片。(3)灵活的功能扩展 功能扩展是否灵活是衡量一个系统优劣的重要指标。一次设计往往不能完全考虑到系统的各个方面，系统需要不断完善以及进行功能升级。进行功能扩展时，应该在原有设计的基础上，通过修改软件程序和少量硬件完成。对于本系统而言，就是要求在系统硬件不变的情况下，能够通过修改软件程序，完成功能的升级和扩展7。2.1 系统组成及总体框图 计算器主要

8、由STC89C51单片机组成的最小系统、1602LCD液晶显示屏及编码键盘构成。P1、P3口：做为输出口，控制LCD液晶显示屏显示数据的结果；P2口：做为输入口，与键盘连接，实现数据的输入LCD液晶显示屏显示输出，总体框图如下。4 图 2-1 系统组成及总体框图 2.2 硬件原理 硬件设计是整个计算器的设计基础，只有在硬件设计完成后，才能给整个电路下载程序，从而完成该作品的完整设计。2.2.1.单片机最小系统 最小系统的设计即单片机最小系统，对 51 系列单片机来说，最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路。下面给出一个51 单片机的最小系统电路图。P1.01P1.12P1.23P1.

9、34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0(RXD)10P3.1(TXD)11P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5(T1)15P3.6(WR)16P3.7(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)P2.021(A9)P2.122(A10)P2.223(A11)P2.324(A12)P2.425(A13)P2.526(A14)P2.627(A15)P2.728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31(AD7)P0.732(AD6)P0.633(AD5)P0.534(AD4)P0.435(AD3)P0.336(AD2

10、)P0.237(AD1)P0.138(AD0)P0.039VCC40U389C51/C5212MHzC2230C23 30R2710K+C110uF1234KSRESETVCCVCC123456789J?CON9 STC89C51 最小系统控制模块 电源模块 LCD 液晶显示屏模块 4X4 键盘模块 5 图 2-2 单片机最小系统（1）复位电路：由一个按键开关和一个10uf 的电容并联而成，一端接+5v 电源，另一端接单片机的引脚9（即RST）复位键，,如图2-2所示。一、复位电路的用途：单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机

11、也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。二、复位电路的工作原理在书本上有介绍，51 单片机要复位只需要在第9 引脚接个高电平持续2US 就可以实现，在单片机系统中，系统上电启动的时候复位一次，当按键按下的时候系统再次复位，如果释放后再按下，系统还会复位。所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。（2）晶振电路：一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器的两端接入晶振，两个电容分别接到晶振的两端 每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容 请注意一般IC的引脚都有等效输入电容，一般的晶振的负载电容为15

12、pF或 12.5pF 如果再考虑元件引脚的等效输入电容 则两个22pF的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择，晶振是给单片机提供工作信号脉冲的 这个脉冲就是单片机的工作速度，比如，12M晶振单片机工作速度就是每秒12M 当然，单片机的工作频率是有范围的，不能太大 一般24M就不上去了，不然不稳定。晶振与单片机的脚XTAL0和脚XTAL1构成的振荡电路中会产生偕波(也就是不希望存在的其他频率的波)这个波对电路的影响不大 但会降低电路的时钟振荡器的稳定性 为了电路的稳定性起见 ATMEL公司只是建议在晶振的两引脚处接入两个10pf-50pf 的瓷片电容接地来削减偕波对电6 路的稳定性的影响 所以

13、晶振所配的电容在10pf-50pf之间都可以的。此晶振电路由两个30uf的电容并联后，两端分别接一个12MHz的晶振，而晶振两端又分别接引脚18（XTAL2）、19（XTAL1）。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。XTAL1，XTAL2 接石英晶体振荡器。如图2-2所示外接晶体引脚图。（3）STC89C51RC 图 2-3 单片机STC89C51 A.主要性能：8051 CPU 与MCS-51 兼容 8K 字节可编程FLASH 存储器(寿命：1000 写/擦循环)全静态工作：0Hz-33MHz 三级加密程序存储器 128*8 位内部RA

14、M 32 条可编程I/O 线 三个16 位定时器/计数器 八个中断源 全双工UART 串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 掉电后中断可唤醒 看门狗定时器 7 双数据指针 掉电标识符 片内振荡器和时钟电路 STC89C51 单片机为40 引脚芯片见图2-4 B.管脚说明：VCC：供电电压。vss：接地。口线：P0、P1、P2、P3 共四个八位口。P0 口：P0 口是一个8 位漏极开路的双向I/O 口。作为输出口，每位能驱动8 个TTL 逻辑电平，对P0 端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0 口也被作为低8 位地址/数据复用。在这种模式下，P0 不具有内部上拉电阻。

15、在flash编程时，P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0 和P1.1 分别作定时器/计数器2 的外部计数输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2 的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在flash 编程和校验时，P1 口接收低8 位地址字节。8 图 2-4 STC89

16、C51引脚图 引脚第二功能：P1.0 T2（定时器/计数器T2 的外部计数输入），时钟输出 P1.1 T2EX（定时器/计数器T2 的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5 MOSI（在系统编程用）P1.6 MISO（在系统编程用）P1.7 SCK（在系统编程用）P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内9 部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16 位地址读取外部数据存储器时，P2 口送出高八位

17、地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8 位地址访问外部数据存储器时，P2 口输出P2 锁存器的内容。在flash 编程和校验时，P2 口也接收高8 位地址字节和一些控制信号。P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p3 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3 口是STC89C51 特殊功能（第二功能）使用，如表2-5 所示。表 2-5 P3口管脚 备选功能：端口引脚 第二功能 P3.0 RXD（串

18、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）在flash 编程和校验时，P3 口也接收一些控制信号。此外，P3口还接收一些用于FLASH 闪存编程和程序校验的控制信号。其他引脚说明：10 RST：复位输入。晶振工作时，RST脚持续2 个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST 脚输出96 个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。

19、DISRTO默认状态下，复位高电平有效。ALE/PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8 位字节。一般情况下，ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的11。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。对FLASH 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。PSEN程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当STC89C51 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PS

20、EN 信号。EA/VPP外部访问允许，欲使CPU 仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA 端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被编程，复位时内部会锁存EA 端状态。如EA 端为高电平（接Vcc 端），CPU 则执行内部程序存储器的指令。31 脚 EA/Vpp 接电源：STC89C51/52 或其他51 系列兼容单片机特别注意：对于31 脚(EA/Vpp)，当接高电平时，单片机在复位后从内部 ROM的 0000H 开始执行，当接低电平时，复位后直接从外部ROM的 0000H开始执行。2.2.2 键盘电路 键盘可分为两类：编码键盘和非编码键盘。编码键盘是较多

21、按键（20个以上）和专用驱动芯片的组合，当按下某个按键时，它能够处理按键11 抖动、连击等问题，直接输出按键的编码，无需系统软件干预。通用计算机使用的标准键盘就是编码键盘。在智能仪器中，使用并行接口芯片8279或串行接口芯片HD7279均可以组成编码键盘，同时还可以兼顾数码管的显示驱动，其相关的接口电路和接口软件均可在芯片资料中得到12。当系统功能比较复杂，按键数量很多时，采用编码键盘可以简化软件设计。非编码键盘成本低廉。从成本角度出发，本设计选用的是非编码键盘。如图2-6 图 2-6编码键盘电路 此键盘采用4*4 矩阵排列，将每一行的一端接在一起构成四行，将另一端连在一起构成四列，正好与单片

22、机的P3 口的8 个 IO 口相连，即由低位到高位依次链接P3.0-P3.7，作为单片机电路的输入端。确定矩阵式键盘上任何一个键被按下通常采用行扫描法。行扫描法又称为逐行查询法它是一种最常用的多按键识别方法。因此，本设计采用以行扫描法实现按键识别操作。其工作原理为：首先，不断循环地给低四位独立的低电平，然后判断键盘中有无键按下。将低位中其中一列线（P3.0 P3.3 中其中一列）置低电平然后检测行线的状态（高4 位，即P3.4 P3.7,由于线与关系，12 只要与低电平列线接通，即跳变成低电平），只要有一行的电平为低就延时一段时间以消除抖动，然后再次判断，假如依然为低电平，则表示键盘中真的有键

23、被按下而且闭合的键位于低电平的4 个按键之中任其一,若所有行线均为高电平则表示键盘中无键按下。再其次，判断闭合键所在的具体位置。在确认有键按下后,即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是:依次将列线置为低电平，即在置某一根列线为低电平时,其它列线为高电平。同时再逐行检测各行线的电平状态；若某行为低，则该行线与置为低电平的列线交叉处的按键就是闭合的按键。2.2.3 显示电路（1）1602LCD 液晶显示器简介 1602 液晶模块内部的控制器共有11 条控制指令，丰富的指令可以完成液晶的时序控制、工作方式式设置和数据显示等6。采用的LCD1602 液晶模块是标准16 针插座，接口电路如图所示：关于

24、LCD1602 的详细资料见图2-7 和表2-8。图 2-7 LCD 接口电路 表 2-8 LCD1602 引脚说明 13 第 1 脚 VSS 接地 第 2 脚 Vcc 接 5V 正电源 第 3 脚 V0 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K 的电位器调整对比度。实际电路中采用2K 电阻到地，比较理想。第 4 脚 RS 为寄存器选择，高电平选择数据寄存器、低电平选择指令寄存器。第 5 脚 RW 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当 RS 和 RW 共同为低电平时 （00）可以写入指令或者显

25、示地址；当 RS 为低电平RW 为高电平时（01）可以读入盲信号；当 RS 为高电平RW 为低电平时（10）可以写入数据。第 6 脚 E 端为使能端，当E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第 7 14 脚 D0 D7 为 8 位双向数据线。第 15 16脚 阳极和阴极。（2）与单片机的连接：单片机的P1.0-P1.7 依次与LCD1602 的7-14 引脚相连，将从键盘读到的数据通过LCD1602 显示出来。（3）工作原理：本次实训采用1602 两行16 个字的DM-1602 液晶显示模块 DM-162 采用标准的14 脚接口，其中VSS 为地电源，VDD 接 5V 正电源，V0

26、为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。RW 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS 和 RW 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS 为低电平RW 为高电平时可以读忙信号，当RS 为高电平RW 为低电平时可以写入数据。E 端为使能端，当E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。D0D7 为 8 位双向数据线 14 2.3.软件流程 通过软件调用，让单片机将键盘与LCD1602 液晶显示器结

27、合起来 2.3.1 主程序控制流程 当主程序载入单片机时，开始进行判断各电路初始化程序，在单片机开始检查有没有键按下，如遇键盘按下，则执行延时程序，继续判断有无按键按下，然后进行按键识别，最后调用计算机延时子程序，实现系统初始化和其他的子程序模块的调用操作。图 2-9 按键流程图 2.3.2 键盘扫描子程序 由于本设计采用行扫描方式识别按键，通过硬件电路连接及工作原15 理知每个按键的键码：应为用P3 口的高四位输出低电平，即 P3.4 P3.7为输出口。低四位输出高电平，即P3.0 P3.3 为输入口。读P3 口的低四位状态为“0111”，其值为“07H”。再从P1 口的高四位输出高电平，即

28、 P1.4 P1.7 为输入口。低四位输出低电平，即P10 P13 为输出口，读 P1 口的高四位状态为“0111”，其值为“07H”。将两次读出的P0 口状态值进行逻辑或运算就得到其按键的特征编码为“77H”，其余的依次类推。键盘按键说明如下：-|1|2|3|+|-|4|5|6|-|-|7|8|9|*|-|C|0|=|/|-*/操作简介/按第一个数，再按+-*/,再按=显示出结果，然后按C 清屏/加最大9999+9999=19998/减最大9999-0 =9999/乘最大9999*9999=99980001/除 1/9=0.1111 保留小数点后4 位 想要计算器能够准确计算结果，需要按键对

29、应相应的程序（c 语言），所以我先给每个按键定义如下地址含义：16 case 0 x77:a=0 x0d;break;/按键/case 0 x7b:a=0 x0e;break;/按键=case 0 x7d:a=0;break;/按键 0 case 0 x7e:a=0 x0f;break;/按键 CE case 0 xb7:a=0 x0c;break;/按键*case 0 xbb:a=0 x9;break;/按键 9 case 0 xbd:a=0 x8;break;/按键 8 case 0 xbe:a=0 x7;break;/按键 7 case 0 xd7:a=0 x0b;break;/按键-c

30、ase 0 xdb:a=0 x6;break;/按键 6 case 0 xdd:a=0 x5;break;/按键 5 case 0 xde:a=0 x4;break;/按键 4 case 0 xe7:a=0 x0a;break;/按键+case 0 xeb:a=3;break;/按键 3 case 0 xed:a=2;break;/按键 2 case 0 xee:a=1;break;/按键 1 default:a=0 xff;return a;/*返回按键值*/17 2.3.3LCD1602 显示控制流程（1）指令操作 表 2-10 指令编码 指令1 清显示 指令码01H,光标复位到地址00H

31、 位置；指令2 光标复位 指令码02H,光标返回到地址00H 位置；指令3 光标和显示模式设置 I/D 位 光标移动方向，高电平右移，低电平左移；S 位 屏幕上所有文字是否左移或者右移，高电平有效，低电平无效；指令4 显示开关控制 D 位 控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示；C 位 控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标；B 位 控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁；指令5 光标或显示移位 S/C 位 高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标 指令6 功能命令设置 DL 位-高电平时为4 位数据总线，低电平时为8 位总线；N位低电平时为单行显示，高电平

32、时为双行显示；F位低电平时显示5x7 的点阵字符,高电平时为5x10 的点阵字符；指令7 字符发生器RAM 地址设置 指令8 DDRAM 地址设置 指令9 读忙信号和光标地址 BF 位 为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据 指令10 写数据 指令11 读数据 18 （2）子程序流程：同样而言，LCD1602 显示器在与单片机连接时，也需要单片机输出程序，而此程序则为 1602 液晶显示需要初始化显示：void init_lcd(void)/初始化液晶，及画面初始化 wela=0;/写液晶 lcden=0;/使能1602 write_com(0 x38);/8 位总线,双行显示

33、,5X7 的点阵字符 LCD_Delay_us(100);/延时100us write_com(0 x0c);/开显示，无光标，光标不闪烁 write_com(0 x06);/光标右移动 write_com(0 x01);/清屏 write_com(0 x80);/DDRAM 地址归0 1602 写指令函数：void write_com(uchar com)/1602 液晶写指令 rs=0;/写指令 lcden=0;/使能1602 P0=com;/写入指令com LCD_Delay_ms(1);/延时1ms lcden=1;/使能1602 LCD_Delay_ms(2);/延时2ms lcde

34、n=0;/使能1602 19 1602写数据函数：void write_date(uchar date)/1602 液晶写数据 rs=1;/写数据 lcden=0;/使能1602 P0=date;/写入数据date LCD_Delay_ms(1);/延时1ms lcden=1;/使能1602 LCD_Delay_ms(2);/延时2ms lcden=0;/使能1602 在 1602 液晶显示器初始化程序之后，且能够读写数据时，便可对键盘进行操作，指令如下：short keycheckdown()/*反转法键盘扫描*/short temp1,temp2,temp,a=0 xff;P1=0 xf0

35、;/*输入行值（或列值）*/LCD_Delay_ms(20);/*延时*/temp1=P1;/*读列值（或行值）*/P1=0 xff;LCD_Delay_ms(20);/*延时*/P1=0 x0f;/*输入列值（或行值）*/LCD_Delay_ms(20);/*延时*/temp2=P1;/*读行值（或列值）*/P1=0 xff;20 temp=(temp1&0 xf0)|(temp2&0 xf);/*将两次读入数据组合*/switch(temp)/*通过读入数据组合判断按键位置*/void display_a()/显示数据a dispaly3=data_a%10000/1000;/千 disp

36、aly2=data_a%1000/100;/百 dispaly1=data_a%100/10;/十 dispaly0=data_a%10;/个 write_com(0 x80+0);/显示数据a if(data_a999)write_date(0+dispaly3);/显示千位 if(data_a99)write_date(0+dispaly2);/显示百位 if(data_a9)write_date(0+dispaly1);/显示十位 write_date(0+dispaly0);/显示个位 2.4 仿真与实物制作（1）仿真 为了保证实物制作成功，在实物制作之前先进行了仿真设计，其仿真过程是

37、借助ISIS 软件实现的。其系统电路连接仿真图如图2-10 所示，采用12MHz 的晶振构成外接振荡电路；用按手动按键复位电路；LCD1602接到P0 口，由于P0 口是开漏输出，所以需要接上拉电阻，本系统采用1k 欧的排阻；键盘采用总线形式接入P3 口。连接完电路后，进行仿真运行，检验效果，并在电路中键盘输入测试。21 d0d1d2d3d4d5d6d7RSRWEP10P11P12P13P16P17P14P15d0d1d2d3d4d5d6d7C130pFC230pFC31uFX112MR1100XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD

38、138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U2AT89C51D714D613D512D411D310D29D18D07E6R

39、W5RS4VSS1VDD2VEE3LCD11602123+456-789*CE=/01602液晶RSRWER22k234567891RP1RESPACK-8P17P16P15P14P13P12P11P10键盘 图 2-11 仿真图 仿真结果：（1）键盘显示码测试：例如：乘法运算：9999*9999=99980001；（2）实物制作：计算9999*9999=99980001；图 2-12 实物图（正、反）22 3.结论 在硬件的制作过程中我走了好多的弯路，主要是在系统还没有设计有把握就开始动手制作了。后来发现与设计的要求还有偏差，反复的改过了几次，浪费了大量的时间和体力。感受到设计人员要有耐心，

40、要认真的从要求开始研究。软件的编写过程中费了很大的力气，因为软件的编写要求很高，要很细心，一不小心就会调用错误，很深刻的体会到作为软件编程人员是绝不能粗心大意的。一个程序的完成的速度和质量高低与细心与否有着很大联系。编程时，我充分使用了结构化的思想。这样因为语句较少，程序调试比较方便，功能模块可以逐一的调试，充分体现了结构化编程的优势。当每个模块都完成时，将其功能加到一起就完成了整体的设计。参考文献 1张靖武,单片机系统的PROTEUS 设计与仿真M.北京：北京电子工业出版社 2靳达.求是科技.单片机应用系统开发实例导航M.：人民邮电出版社,2006 3刘守义.单片机应用技术M.：西安电子科技

41、大学出版社,2001 5胡汉才.单片机原理及接口技术.清华大学出版社,1996 6徐江海.单片机实用教程M.北京：机械工业出版社，2007.7肖洪兵.跟我学用单片机M.北京：北京航空航天大学出版社,2002.8 8夏继强.单片机实验与实践教程M.北京：北京航空航天大学出版社,2001 9谭浩强.C 语言程序设计M.北京：清华大学出版社，2000.10刘福基.C 语言程序设计与实训教程M.北京：科学出版社，2004.11张磊.C 语言程序设计M.北京：高等教育出版社，2005.12严桂兰.C 语言程序设计M.厦门：厦门大学出版社，2006 23 附录一：总体电路原理图 附录二:元器件 元件编号 参数 数量 C1 10uF 电解电容 1 C7,C10 30pf 瓷片电容 2 J1 电源接口 1 K1,K2,K3,K4,K5,K6,K7,K8,K9,K10,K11,K12,K13,K14,K15,K16,K17 轻触按键 17 P1 LCD1602 液晶显示屏 1 P4 4 针插针 1 PR1 10K 排阻 1 R1 3K 电阻 1 R2 10K 电阻 1 SW1 自锁开关 1 U2 STC89C51 芯片 1 24 附录三：源程序 Y1 12M 晶振 1