51单片机的应用

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1、基于51单片机的设计应用摘 要:本计算器是以MCS-51系列8051单片机为核心构成的简易计算器系统。该系统通过单片机控制，实现对4*4键盘扫描进行实时的按键检测，并把检测数据存储下来。整个计算器系统的工作过程为：一方面存储单元初始化，显示初始值和键盘扫描，判断按键位置，查表得出按键值，单片机则对数据进行储存与相应解决转换，之后送入LED显示屏动态显示。整个系统可分为三个重要功能模块：功能模块一，实时键盘扫描；功能模块二，数据转换成显示屏显示；功能模块三，显示屏静态显示.核心字：AT89C51 单片机 按键控制 LED显示第一章 引言 计算器一般由运算器、控制器、存储器、键盘、显示屏、电源和某

2、些可选外围设备及电子配件通过人工或机器设备构成。低档计算器的运算器、控制器由数字逻辑电路实现简朴的串行运算，其随机存储器只有一、二个单元，供累加存储用。高档计算器由微解决器和只读存储器实现多种复杂的运算程序，有较多的随机存储单元以寄存输入程序和数据。 本计算器整个系统可分为三个重要功能模块：功能模块一，实时键盘扫描；功能模块二，数据转换成显示屏显示；功能模块三，显示屏动态显示.具体设计如下：1、由于要设计的是简朴的计算器，可以进行四则运算，为了得到教好的显示效果，采用LCD显示数据和成果。2、此外键盘涉及数字键（0-9）、符号键（+、-、*、/）、清除键和等号键，故只需要16个按键即可，设计中

3、采用集成的计算机键盘。3、执行程序：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LCD显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LCD上输出运算成果。4、错误提示：当单片机执行程序中有错误时，会在LCD上显示相应的提示，如：当输入的数值或计算器得到的成果不小于计算器的显示范畴时，计算器会在LCD上提示溢出；当除数为0时，计算器会在LCD上提示错误。第二章 系统硬件构造设计硬件系统是指构成微机系统的实体和装置，一般由运算器、控制器、存储器、输入接口电路和输入设备、输出接口电路和输出设备等构成。单片机实质上是一种硬件的芯片

4、，在实际应用中，一般很难直接和被控对象进行电气连接，必须外加多种扩展接口电路、外部设备、被控对象等硬件和软件，才干构成一种单片机应用系统。本设计选用以AT89C51单片机为主控单元。显示部分：采用LCD静态显示。按键部分，采用4*4键盘。硬件电路如下：2.1 键盘接口电路计算机输入数字和其她功能按键时要用到诸多按键，在这种状况下，编程会很简朴，但是会占用大量的I/O口资源，因此在诸多状况下都不采用这样的方式，而是采用矩阵键盘的方式。矩阵键盘采用四条I/O线作为行线，四条I/O线作为列线构成键盘，在行线和列线的每个交叉点上设立一种按键。这样键盘上按键的数量就为4*4个。这样行列式键盘构造能有效的

5、提高单片机系统中I/O口的运用率。计算器的键盘布局所示：一般有16个键构成，在单片机中正好有一种端口实现16个按键功能，这种形式在单片机系统中最常用。矩阵键盘内部电路如下：2.11 LCD显示模块本设计采用LCD液晶显示屏来显示输出数据。LCD的特性有：1、+5V电压，对比可调度；2、内含复位电路；3、提供多种控制命令，如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能；4、有80字节显示数据存储器DDRAM;5、内建有160个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM;6、8个可由顾客自定义的5X7的字符发生器CGRAM。本设计通过D0-D7引脚向LCD写指令字或写数据以使LCD实现不同的功能或显

6、示相应的数据。接口电路如下：2.111 运算模块MCS-51单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定期器/计数器和多功能I/O等计算机所需要的基本功能部件。如果按功能划分，它由如下功能部件构成，即微解决器(CPU)，数据存储器(RAM)，程序存储器（ROM/EPROM），并行I/O口，串行口，定期器/计数器，中断系统及特殊功能寄存器（SFR）。单片机是靠程序运营的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，特别是特殊的某些功能，通过使用单片机编写的程序可以实现高智能、高效率以及高可靠性，因此采用单片机作为计算器的重要功能部件，可以不久的实现运算功能。运算模块由键盘和显示屏构成。单

7、片机通过按键来实现输入数据和操作方式的控制，在运算过程中，对所设的数据进行四则运算时，要先拟定选用的是哪一种运算符，若是+或*，则要判断成果与否会溢出，溢出则显示错误提示，没有溢出则显示运算成果，若是/，则要判断除数与否为零，为零时显示错误提示，不为零显示运算成果。第三章 系统软件设计3.1 键扫程序设计YN开始有键闭合否？去抖动确有键按下判断键号释放返回返回YNYN键扫程序的过程为：开始时，先判断与否有键闭合，无键闭合时，返回继续判断，有键闭合时，先去抖动，然后拟定与否有键按下，若无键按下，则返回继续判断与否有键闭合，若有键按下，则判断键号，然后释放，若释放按键完毕，则返回，若没有释放按键，

8、则返回继续释放。流程图如下：3.11 算术运算程序设计算术运算程序的过程为：先判断输入的运算符是+、-、*、/ 中的哪一种，若是+或-，则要判断运算成果与否溢出，溢出则显示错误信息，没溢出就显示运算成果，若是/，则要先判断除数与否为零，为零就显示错误信息，不为零则显示运算成果，若是-，则直接显示运算成果，流程图：开始运算符是？加乘减除运算结溢出？除数为0？错误信息送显示 缓冲显示成果YYNN 3.111 显示程序设计 显示程序的过程为：显示开始时，先进行LCD的初始化，判断与否显示，若不显示，则返回，若有显示则进行相应功能的设立，然后送地址和数据，再判断与否显示完,显示完则返回，没有显示完则继

9、续送地址.流程图： 显示开始NY返回送数据送地址相应功能设立与否显示完显示LCD初始化3.1111 C程序的图片 第四章 系统软件构造设计规定1、由于要设计的是简朴的计算器，可以进行四则运算，为了得到教好的显示效果，采用LCD显示数据和成果。2、此外键盘涉及数字键（0-9）、符号键（+、-、*、/）、清除键和等号键，故只需要16个按键即可，设计中采用集成的计算机键盘。3、执行程序：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LCD显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LCD上输出运算成果。4、错误提示：当单片机执行

10、程序中有错误时，会在LCD上显示相应的提示，如：当输入的数值或计算器得到的成果不小于计算器的显示范畴时，计算器会在LCD上提示溢出；当除数为0时，计算器会在LCD上提示错误。第五章 实验成果分析调试一般分为如下四个阶段：1、 编写程序并查错；2、在C语言的编译系统中编译源程序3、对程序进行编译连接，并及时发现程序中存在的错误；4、改正错误; 5 、仿真在本次调试中浮现的问题有：1、在程序中有的函数名未定义；2、在抄录程序时，少录入某些字符，如：“；”、“”、“-”等符号，而浮现错误；3、有某些函数名录入时少写一种字母或顺序颠倒；4、没有注意函数名的调用及定义；参照文献1. 谭浩强C语言第二版2. 王静霞 单片机应用技术3. 龚运新 单片机C语言开发技术仿真图仿真图1：仿真图2：