《數字電子系統專案設計與實踐》
課程設計說明書
計算器院部： 電氣與資訊工程學院
學生姓名： 王惠民
指導教師： 王韌職稱副教授
專業： 自動化卓越
班級： 13級自動化卓越班
學號： 1330940108
完成時間： 2023年1月
湖南工學院《數字電子系統專案設計與實踐》
課程設計課題任務書
學院：電氣與資訊工程學院專業：自動化卓越
摘要計算器是人們日常生活中最常見的電子產品之一，而隨著微控制器應用技術的的飛速發展，使計算器擁有的功能越來越強大。課程設計是採用at89s52微控制器來設計的計算器,外接4*4的獨立式鍵盤，通過鍵盤掃程式描來完成輸入數的控制，通過12864液晶屏對操作進行顯示。 並採用keil軟體使用c語言進行程式編寫實現計算器功能，使用程式實現一鍵多功能解決硬體電路按鍵有限情況下完成指定功能。
通過實物板匯入程式多次除錯、修改，製作實物計算器實驗板驗證能夠實現基本的加、減、乘、除、冪、開方以及三角函式運算和十進位制轉十六進製制以及十六進製制轉十進位制的轉換運算。經過實物運算檢驗完成結果能夠完整的實現預設的功能，各種細節非常的完善，產生的誤差非常小，可以忽略不計，成功實現設計任務。
關鍵詞： 計算器；微控制器；鍵盤；lcd12864；
計算器上電或按鍵復位後能自動顯示系統提示符「p.」，進入準備工作狀態。能實現：
（1）基本的加、減、乘、除、平方、開方；
（2）三角函式運算；
（3）十進位制、十六進製制轉換運算；
（4）鍵盤包括數字鍵（0～9）（a～f）、符號鍵p.、第
二、三功能鍵和等號鍵（=）。
1.3.1 計算器總體方案
（1） 以at89s52為核心的微型控制電路；
（2） 使用擴充套件的4*4鍵盤為按鍵輸入；
（3） 使用lcd12864型液晶屏顯示輸出；
（4） 編寫c語言程式完成十進位制的加、減、乘、除、冪、開方基本運算，三角函式運算，十進位制與十六進製制轉換運算以及連加連減運算；
（5） 使用keil軟體編寫程式、除錯及**程式，proteus軟體**；
圖1 硬體系統構成框圖
電路使用at89s52微控制器作為控制核心，具有**程式設計功能，低功耗，能在3v超低壓工作；4*4鍵盤實現輸入功能，將輸入的數通過微控制器系統和程式實現計算，最終將結果輸出至lcd12864液晶顯示器來實現顯示功能。
課程設計用到的硬體電路由八個部分組成（見表1）。
表1 硬體電路說明
at89s52 是一種低功耗、高效能cmos8位微控制器，具有 8k 內存在系統中可進行程式設計。片上flash允許程式儲存器在系統可程式設計，亦適於常規程式設計器。在單晶元上，擁有靈巧的8 位cpu 和在系統可程式設計flash，使得at89s52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。
at89s52具有以下標準功能： 8k位元組flash，節ram， 32 位i/o 口線，看門狗定時器，2 個資料指標，三個16位定時器/計數器，乙個6向量2級中斷結構，全雙工序列口，片內晶振及時鐘電路。
at89s52微控制器引腳圖如圖2所示：
圖2 at89s52微控制器引腳圖
復位電路就是把電路恢復到起始狀態。與計算器的清零按鈕的作用一樣，當你進行完了乙個題目的計算後，或者輸入錯誤，計算失誤時都要進行清零操作。以便回到原始狀態，重新進行計算。
復位電路由電容串聯電阻構成，結合"電容電壓不能突變"的性質，可以知道，當系統一上電，rst腳將會出現高電平，並且，高電平持續的時間由電路的rc值來決定。電路中電容c1選取22μf，電阻r2取1k；當復位鍵按下，復位端經電阻r1與vcc接通，由於電阻r2與r1分壓，為保證復位訊號有效，電阻r1取200ω。
復位電路如圖3所示：
圖3 復位電路圖
at89s52引腳xtal1和xtal2與晶體振盪器及電容方式連線。晶振、電容c2／c3及片內與非門（作為反饋、放大元件）構成了電容三點式振盪器，振盪訊號頻率與晶振頻率及電容c1、c2的容量有關，但主要由晶振頻率決定，範圍在0～33mhz之間，電容c2、c3取值範圍在5～40pf之間。根據實際情況，本設計中採用12mhz做系統的外部晶振。
電容取值為33pf。
圖4 晶振電路圖
設計中採用**口，利用**線將程式**到微控制器中，**口可以重複**和擦除。
**電路如圖8所示：
圖5 **模組
計算器的各個功能實現首先必須要對其引入穩定的供電電壓+5v，才能讓各個模組具有驅動能力。為了能更方便獲取所需的電源電壓，採用電源變壓器將市電降壓成所需要的12v交流電壓，通過整流、濾波、穩壓、給系統提供穩定的直流電壓+5v。整流橋選擇2w10型號，承受電流的能力為2a，最大耐壓能力為1000v，濾波電容得取值與耐壓水平有關，通過計算，濾波電容c8取標稱值470μf,減少紋波係數電容c9取0.
1μf，穩壓晶元選取lm7805，為了保護負載的正常執行，加上1k的保護電阻r12，再在其後併聯乙個電容c10，取值為470μf，起到濾波兼充放電的功能，使輸出穩定電壓為5v。
電源電路如圖9所示：
圖6 電源電路
lcd12864顯示器用於計算器鍵輸入的訊號以及運算結果的顯示。內部含有國標一級、二級簡體中文字型檔的位圖形液晶顯示模組；其顯示解析度為128×64, 內建8192個16*16點漢字，和128個16*8點ascii字符集.利用該模組靈活的介面方式和簡單、方便的操作指令。
12864型lcd基本操作程式如表2所示：
表2 lcd12864基本操作程式
lcd12864引腳圖如圖7所示。
圖7 lcd12864引腳圖
cc、gnd：為外接電源和接地。
vout：偏電壓訊號腳。外接乙個10k電位器可以調整lcd的對比度。
rs: 暫存器選擇功能引腳。當為低電平則選中命令暫存器，反之選中資料暫存器。
rw: 讀寫選擇功能引腳。當為低電平時對lcd進行寫操作，反之進行讀操作。
計算器設計報告
課程名稱 物件導向程式設計 設計題目 設計乙個計算器 院系 資訊科技學院 班級 11級計科2班 設計者 谷正映 學號 201111010209 指導教師 何英 設計時間 2012 12 31 2013 1 6 資訊科技學院 姓名 谷正映院 系 資訊科技學院 專業 電腦科學與技術學號 20111101...
用計算器計算
班級姓名第組第號 一 學習目標 1 了解計算器各鍵的用途與用法，2 會用計算器進行有理數加 減 乘 除 乘方運算以及混合運算。3 在使用計算器中感受到操作簡便，計算準確，速度快捷，從而產生對數學學習的濃厚興趣。二 學法指導 通過動手操作 合作與交流，並借助計算器的說明書，自主 計算器的使用方法，會用...
用計算器計算
學習目標 1 我會用計算器進行加減乘除等基本的四則運算。重點 2 我能運用計算器解決生活中的實際問題。難點 課前熱身 1 開始使用電子計算器時，先按一下鍵，這個鍵的功能是停止使用時，再按一下鍵，這個鍵的功能是 新知 一 認識計算器上的ce鍵 2 根據下面的步驟，用計算器算一算。386 179 我是按...