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基于AT89C51单片机简易计算器的设计

【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 51系列单片机来进 行的数字计算器系统设计，可以完成计算器的键盘输入，进行加、减、 乘、除六位数范围内的基本四则运算，并在 LCDt显示相应的结果。

设计电路采用AT89C5单片机为主要控制电路，利用 MM74C92作为计 算器4*4键盘的扫描IC读取键盘上的输入。显示采用字符 LCDt态显 示。软件方面使用C语言编程，并用PROTUES真。

【关键词】硬件课程设计简单计算器 单片机LCD

【正文】 一、总体设计

根据功能和指标要求，本系统选用 MCS-5系列单片机为主控机。

通过扩展必要的外围接口电路，实现对计算器的设计。具体设计如下:

(1)由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了

得到较好的显示效果，采用LCD显示数据和结果。

(2)另外键盘包括数字键(0?9)、符号键(+、-、X、

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 键盘。

(3)执行过程：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，当再键入数值后将显示键入的数 值，按等号就会在LCDt输出运算结果。

(4)错误提示：当计算器执行过程中有错误时，会在 LCDt显示

相应的提示，如：当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示 范围时，计算器会在LCDt提示溢出；当除数为0时，计算器会在LCD 上提示错误。

系统模块图:

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二、硬件设计

、总体硬件设计

本设计选用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；利用MM74C92为4*4的键盘 扫描IC,读取输入的键值。

总体设计效果如下图:

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(二)、键盘接口电路

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，编程会很简单，但是会占用大量的I/O 口

资源，因此在很多情况下都不采用这种方式， 而是采用矩阵键盘的方

案。矩阵键盘采用四条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4X 4个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中

I/O 口的利用率。

矩阵键盘的工作原理: 计算器的键盘布局如图2所示：一般有16个键组成，在单片机中

正好可以用一个P口实现16个按键功能，这种形式在单片机系统中也

最常用。

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图2矩阵键盘布局图

矩阵键盘内部电路图如图3所示:

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为了进一步节省单片机I/O 口资源，我们在设计中使用了

MM74C92芯片。MM74C92是一款4*4键盘扫描IC,它可检测到与之 相连的4*4键盘的按键输入，并通过数据输出口将按键相应的编码输 出。其引脚图如图4所示:

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