51單片機(jī)的簡易計(jì)算器設(shè)計(jì)（仿真+程序+原理圖+PCB+設(shè)計(jì)報(bào)告）

本設(shè)計(jì)：
基于51單片機(jī)的簡易計(jì)算器設(shè)計(jì)（仿真+程序+原理圖+PCB+設(shè)計(jì)報(bào)告）
仿真：proteus 7.8
程序編譯器：keil 4/keil 5
編程語言：C語言
編號(hào)S0001

芯片可以替換為STC89C52/STC89C51/AT89C52/AT89C51等51單片機(jī)芯片。

一、該簡易計(jì)算器設(shè)計(jì)硬件電路采用三部分電路模塊構(gòu)成：
1、鍵盤模塊電路， 采用 4*4 矩陣式鍵盤作為輸入電路；
2、LCD1602 液晶顯示模塊；
3、以 51 單片機(jī)作為控制核心。

二、軟件程序主要由三部分組成： 主程序、按鍵掃描程序和 LCD1602 顯示程序。

三、 性能指標(biāo)
（1） 用51單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)簡易計(jì)算器， 并用 1602 液晶顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
（2） 可以進(jìn)行簡單的加減乘除運(yùn)算。
（3） 最大可以 9999*9999， 。
（4） 可以通過 proteus 仿真。

仿真圖（提供源文件）：

原理圖（提供源文件）：

單片機(jī)最小系統(tǒng)介紹

單片機(jī)（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。從上世紀(jì)80年代，由當(dāng)時(shí)的4位、8位單片機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機(jī)。本文的單片機(jī)特指51單片機(jī)，具體芯片型號(hào)是 。需注意STC89C51,STC89C52，AT89C51,AT89C52都是51單片機(jī)的一種具體芯片型號(hào)。

最小系統(tǒng)組成：

51單片機(jī)最小系統(tǒng)：單片機(jī)、復(fù)位電路、晶振（時(shí)鐘）電路、電源

最小系統(tǒng)用到的引腳

1、主電源引腳（2根）

VCC：電源輸入，接＋5V電源

GND：接地線

2、外接晶振引腳（2根）

XTAL1：片內(nèi)振蕩電路的輸入端

XTAL2：片內(nèi)振蕩電路的輸出端

3、控制引腳（4根）

RST/VPP：復(fù)位引腳，引腳上

復(fù)位電路

一般來說，在電路圖中，電容的的大小是10uf，電阻的大小是10k。（不特指本電路，具體參數(shù)看仿真圖）

在5V正常工作的51單片機(jī)中小于1.5V的電壓信號(hào)為低電平信號(hào)，而大于1.5V的電壓信號(hào)為高電平信號(hào)?？梢运愠鲭娙莩潆姷诫娫措妷旱?.7倍，即電容兩端電壓為3.5V、電阻兩端電壓為1.5V時(shí)，需要的時(shí)間約為T=RC=10K*10UF=0.1S。

也就是說在單片機(jī)上電啟動(dòng)的0.1S內(nèi)，電容兩端的電壓從0-3.5V不斷增加，這個(gè)時(shí)候10K電阻兩端的電壓為從5-1.5V不斷減少（串聯(lián)電路各處電壓之和為總電壓），所以RST引腳所接收到的電壓是5V-1.5V的過程，也就是高電平到低電平的過程。

單片機(jī)RST引腳是高電平有效，即復(fù)位；低電平無效，即單片機(jī)正常工作。所以在開機(jī)0.1S內(nèi)，單片機(jī)系統(tǒng)RST引腳接收到了時(shí)間為0.1S左右的高電平信號(hào)，所以實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)復(fù)位。

在單片機(jī)啟動(dòng)0.1S后，電容C兩端的電壓持續(xù)充電為5V，這是時(shí)候10K電阻兩端的電壓接近于0V，RST處于低電平所以系統(tǒng)正常工作。當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，開關(guān)導(dǎo)通，這個(gè)時(shí)候電容兩端形成了一個(gè)回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個(gè)過程中，電容開始釋放之前充的電量。隨著時(shí)間的推移，電容的電壓在0.1S內(nèi)，從5V釋放到變?yōu)榱?.5V，甚至更小。根據(jù)串聯(lián)電路電壓為各處之和，這個(gè)時(shí)候10K電阻兩端的電壓為3.5V，甚至更大，所以RST引腳又接收到高電平。單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。

晶振電路

晶振基本概念 晶振全名叫晶體振蕩器，每個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，晶振是由石英晶體經(jīng)過加工并鍍上電極而做成的，主要的特性就是通電后會(huì)產(chǎn)生機(jī)械震蕩，可以給單片機(jī)提供穩(wěn)定的時(shí)鐘源，晶振提供時(shí)鐘頻率越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。 晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。

晶振起振后， 產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)會(huì)通過XTAL1引腳， 依次經(jīng)過振蕩器和時(shí)鐘發(fā)生器的處理，得到機(jī)器周期信號(hào)，作為指令操作的依據(jù)。51單片機(jī)常用的晶振是12M和11.0592M

PCB圖（提供源文件）：

源程序（提供源文件）：

復(fù)制到瀏覽器https://docs.qq.com/sheet/DS0xIa0llTmtNakRW
#include "reg52.h"
#include "string.h"
#include "stdio.h"
#include "lcd1602.h"
#include "keyboard.h"

#define keydeng		14
#define keyzuoyi  12

code unsigned char KeyDisPlaybuf[16] = 
{
    '1', '2', '3', '+',
    '4', '5', '6', '-', 
    '7', '8', '9', '*',
    '<', '0', '=', '/'
};

long Count(char *ch, char len)//簡單計(jì)算器 僅支持加減乘除+-*/
{
    unsigned char i = 0;
    char Operation;
    long Num1=0,Num2=0;
    while(i<len && ch[i]!='+' && ch[i]!='-' && ch[i]!='*' && ch[i]!='/')
    {
        Num1*=10;
        Num1+=ch[i]-'0';
        i++;
    }
    Operation=ch[i++];
    while(i<len && ch[i]!='=')
    {
        Num2*=10;
        Num2+=ch[i]-'0';
        i++;
    }
    switch(Operation)
    {
        case'+':return Num1+Num2;
        case'-':return Num1-Num2;
        case'*':return Num1*Num2;
        case'/':return Num1/Num2;
    }
	return 0;
}

void EasyCounter(void)
{
	unsigned char buff[30];
	unsigned char text[30];
	unsigned char key;
	unsigned char i = 0;
	do
  {
			key = keycan();//讀取鍵值	
			if(key!=0xff)//鍵值不等于0
			{
				text[i++]=KeyDisPlaybuf[key];//記錄鍵值對(duì)應(yīng)的字符
				text[i]='?';
        LCD_ShowStr(0,0,"                ");
				LCD_ShowStr(16-strlen(text),0,text);
			}
        if(key==keyzuoyi&&i>0)//按下"<"時(shí)刪除一位
          i-=2;
	}while(key!=keydeng);//按下'='時(shí)結(jié)束輸入
	sprintf(buff, "%ld", Count(text, strlen(text)));
  LCD_ShowStr(0,1,"                ");
	LCD_ShowStr(16-strlen(buff),1,buff);
}

void main(void)
{
  LCD_Init();
  while(1)
  {
    EasyCounter();
  }
}

說明書：

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