51單片機的簡易計算器設(shè)計（仿真+程序+原理圖+PCB+設(shè)計報告）

本設(shè)計：
基于51單片機的簡易計算器設(shè)計（仿真+程序+原理圖+PCB+設(shè)計報告）
仿真：proteus 7.8
程序編譯器：keil 4/keil 5
編程語言：C語言
編號S0001

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

一、該簡易計算器設(shè)計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
（1） 用51單片機設(shè)計一個簡易計算器， 并用 1602 液晶顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
（2） 可以進行簡單的加減乘除運算。
（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）：

單片機最小系統(tǒng)介紹

單片機（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、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、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)成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。從上世紀80年代，由當時的4位、8位單片機，發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機。本文的單片機特指51單片機，具體芯片型號是 。需注意STC89C51,STC89C52，AT89C51,AT89C52都是51單片機的一種具體芯片型號。

最小系統(tǒng)組成：

51單片機最小系統(tǒng)：單片機、復(fù)位電路、晶振（時鐘）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單片機中小于1.5V的電壓信號為低電平信號，而大于1.5V的電壓信號為高電平信號?？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，需要的時間約為T=RC=10K*10UF=0.1S。

也就是說在單片機上電啟動的0.1S內(nèi)，電容兩端的電壓從0-3.5V不斷增加，這個時候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RST引腳是高電平有效，即復(fù)位；低電平無效，即單片機正常工作。所以在開機0.1S內(nèi)，單片機系統(tǒng)RST引腳接收到了時間為0.1S左右的高電平信號，所以實現(xiàn)了自動復(fù)位。

在單片機啟動0.1S后，電容C兩端的電壓持續(xù)充電為5V，這是時候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。當按鍵按下的時候，開關(guān)導(dǎo)通，這個時候電容兩端形成了一個回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個過程中，電容開始釋放之前充的電量。隨著時間的推移，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，這個時候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。單片機系統(tǒng)自動復(fù)位。

晶振電路

晶振基本概念 晶振全名叫晶體振蕩器，每個單片機系統(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產(chǎn)生機械震蕩，可以給單片機提供穩(wěn)定的時鐘源，晶振提供時鐘頻率越高，單片機的運行速度也就越快。 晶振用一種能把電能和機械能相互轉(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)生的振動信號會通過XTAL1引腳， 依次經(jīng)過振蕩器和時鐘發(fā)生器的處理，得到機器周期信號，作為指令操作的依據(jù)。51單片機常用的晶振是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"<"時刪除一位
          i-=2;
	}while(key!=keydeng);//按下'='時結(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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