东北大学课程设计报告目录

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摘要 h 1

第1章 绪论 h 2

1.1计算器简介 h 2

1.2设计主要内容 h 2

第2章 系统硬件设计 h 2

2.1硬件组成 h 2

2.2输入模块 h 2

2.3输出模块 h 2

2.4运算模块 h 2

第3章 系统软件设计 h 2

3.1 主程序 h 2

3.1.1主程序框图及初始化 h 2

3.1.2LCD程序框图及初始化 h 2

3.1.3键盘程序框图及初始化 h 2

3.1.4运算程序框图 h 2

第4章 调试测试与实验分析 h 2

4.1 计算器调试 h 2

参考文献 h 2

心得体会 h 2

附录 硬件原理图及PCB图 h 2

附录 程序清单 h 2

附录 实物照片 h 2

东北大学课程设计报告第1章 绪论

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摘要

单片机的出现是计算机制造技术高速发展的产物，它是嵌入式控制系统的核心，如今，它已广泛的应用到我们生活的各个领域，电子、科技、通信、汽车、工业等。本设计是基于89C52RC单片机来进行的四则运算计算器系统设计，可以完成计算器的键盘输入，进行加、减、乘、除的基本四则运算，并在LCD1602液晶显示屏上显示相应的结果。本电路采用89C52RC单片机为主要控制电路，利用4*4矩阵键盘作为计算器以及运算符的输入。显示采用字符LCD静态显示。软件用C语言编程，并用开发板进行演示。

关键词：计算器，89C52RC单片机，LCD，矩阵键盘

第1章 绪论

1.1计算器简介

计算器是现代人们发明的可以进行数字运算的电子机器。 现代的电子计算器能进行 数学运算的手持 电子机器，除显示 计算结果外，还常有溢出指示、错误指示等，拥有集成电路 芯片，但结构比电脑简单得多，可以说是第一代的 电子计算机( 电脑)，且功能也较弱，但较为方便与廉价，可广泛运用于商业交易和学习计算中，是必备的学习和 办公用品之一[1]。

1.2设计主要内容

1.2.1设计概述

本系统使用89C52RC单片机作为主控芯片，通过矩阵键盘输入，进行运算，并在LCD上显示相应的数字和结果，主要功能如下：

LCD第一行显示运算符号之前的数字，第二行显示运算符号和运算符号之后的数字，按下等号键得到结果。

在任何时候按下清零键则清零。

当运算完第一次完整的计算之后，可以在不按任何键的情况下，进行新的一轮计算。

1.2.2设计思路

本系统采用MCS-52系列单片机作为主控机，通过拓展必要的外围电路，实现对计算器的设计，具体设计如下：

因为想显示运算符号，用数码管不能很好的显示出来，所以采用LCD1602液晶显示器作为显示模块。

计算器一般包含数字键(0~9)，符号键(+，—，*，/),等号键，清零键。故采用4*4矩阵键盘结合键盘扫描技术来达到要求。

开机后1602显示‘0’，等待按键输入，当键入数字，在LCD上显示出来，计算器内部把数据储存起来，并等待下一按键输入，当键入运算符号时，计算器内部步数加1，然后等待再次输入数值，按等于号就在LCD上显示结果。

清零功能：在运算的任何时候键入清零键，则把数据清零，等待下一次运算。

1.2.3电路图设计

根据给的开发板的原理图在protel中设计并连接电路图，分析电路图的正确性，输出PCB图。

1.2.4软件的编程

利用C语言编程，分模块测试板子的好坏，然后编写程序，在keil中进行调试。

东北大学课程设计报告第2章 系统硬件设计

第2章 系统硬件设计

2.1硬件组成

硬件以89C52单片机为核心，外部扩展用LCD实现显示功能，用4*4矩阵键盘实现输入功能。

基本硬件结构图如图2.1所示。

图2.1 四则运算计算器基本硬件结构图

2.2输入模块

计算器输入数字和其他功能按键要用到很多按键，如果采用独立按键的方式，在这种情况下，编程会简单，但I/0口不够用，所以采用矩阵键盘形式，本次采用4*4矩阵键盘的形式，采用四条I/O 线作为行线，四条I/O 线作为列线组成键盘。在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键，这样键盘上按键的个数就为4×4个。

图2-2输入模块电路图

矩阵键盘功能：预设16个键位，分别是0~9数字键，加减乘除，等于和清零功能。单片机不停扫描键盘当发现有按键按下时，若为数字键则在lcd上显示，功能键则实现对应的功能。例如，按下5时，lcd上显示数字5，按下加号，即实现加法功能也在lcd上显示加号。

2.3输出模块

采用LCD1602来显示字符和数字，1602能够同事显示16*02即32个字符。1602液晶模块内部的字符发生储存器已经储存了1