基于51单片机的简易计算器-时间显示(LCD1602显示)..

课程设计(论文)说明书题目：基于单片机简易计算器的设计院（系）：信息与通信学院专业：电子信息工程学生姓名：丘译庆学号：0800220223指导教师：袁华职称：讲师2011年12月18日桂林电子科技大课程设计（论文）专用纸第1页共33页第1页共33页摘要简易计算器是一种非常广泛日常工具，对现代社会越来越流行。它可以进行一些简易的计算。本系统提供详细的时、分、秒、年、月、日的时间信息，同时还可进行简易的计算信息，还具有时间校准等功能。该电路采用AT89S52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。本系统硬件部分由AT89S52单片机、LCD1602液晶屏、键盘、指示灯系统等部分构成。软件部分在keil环境下用C51语言编写，包括时间设置、时间显示、简易计算显示等。关键字：AT89S52；液晶屏LCD1602；键盘AbstractSimplecalculatorisaverybroadeverydaytoolformodernsocietyismoreandmorepopular.Itcancarryonsomesimplecalculation.Thissystemprovidesdetailed,minutesandseconds,year,month,daytimeinformation,andatthesametimebutalsoforsimplecalculationinformation,butalsohastimecalibrationetc.Function.ThiscircuitAT89S52SCMasthecore,powerconsumptionissmall,canbein3Voflow-pressurework,voltagecanchoose3~5Vvoltagepowersupply.ThissystemhardwarepartAT89S52SCMbyLCD1602LCDscreen,keyboard,indicatorsystem,part.SoftwareinundertheenvironmentofkeilwithC51language,includingtimeset,timedisplay,simplecalculationshows,etc.Intheprogrammingprocessfoundonexistingknowledgetofinishwritingtaskdifficult,theteachersandstudentsofhelptofinishtheprogrampartofthecode.Keyword：AT89S52；AT89S52devices;LCD1602LCDscreen;keyboard目录桂林电子科技大课程设计（论文）专用纸第2页共33页第2页共33页摘要…………………………………………………………………………………………..1引言………………………………………………………………………………………….31单片机及其应用……………………………………………………………………...31.1单片机介绍………………………………………………………………………………31.2单片机的应用……………………………………………………………………………41.3AT89S52单片机…………………………………………………………………………42液晶屏LCD1602原理及应用……………………………………………………....72.1液晶屏LCD1602介绍及工作原理…………………....…………………………………..72.2液晶屏LCD1602的功能及应用…………………………………………………………73设计思路、仿真及调试……………………………………………………………...123.1设计方法…………………………………………………………………………………123.2硬件设计…………………………………………………………………….………….123.2.1按键调整电路…………………………………………………………………………123.2.2复位电路……………………………………………………………………….....133.2.3液晶屏LCD1602显示电路…...…………………………………………………133.2.4LED指示电路…………………………………………………………………….133.2.54*4键盘的设计……………………………………………………………….....143.2.6简易计算器的总电路............................................143.3软件设计……………………………………………………………………………………153.4软件仿真…………………………………………………………………………………153.5硬件调试……………………………………………………………………..…………..164结束语……………………………………………………..…………………………..17谢辞…………………………………………………………..……………………………...18参考文献………………………………………………………..………………………….19附件……………………………………………………………………….…………………20桂林电子科技大课程设计（论文）专用纸第3页共33页第3页共33页引言众所周知单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。本设计要制作的就是单片机于生活中最为常见的异种应用——简易计算器。本简易计算器AT89S52单片机作为核心，可以显示简易的计算和时间，时间可以人为设定；另外还可以显示当前的日历，显示格式为年（四位），月（两位），日（两位）。设置时间时的位切换、设定数值、启动定时器、切换日历通过外部中断来实现。简易计算器不仅可以进行简易的计算还可以显示时间。简易计算器显示电路由LCD1602组成，制作一个单片机计时装置需要的材料需要有软硬件的支持，硬件方面AT89C51单片机，晶振，电源，液晶屏LCD1602。1单片机及其应用单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。1.1单片机介绍：单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳桂林电子科技大课程设计（论文）专用纸第4页共33页第4页共33页单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！单片机的硬件特性：单片机集成度高。单片机包括CPU、4KB容量的ROM（8031无）、128B容量的RAM、2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口。系统结构简单，使用方便，实现模块化。1.2单片机的应用目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：（1）在智能仪器仪表上的应用（2）在工业控制中的应用（3）在家用电器中的应用（4）在计算机网络和通信领域中的应用（5）单片机在医用设备领域中的应用（6）在各种大型电器中的模块化应用（7）单片机在汽车设备领域中的应用此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。1.3AT89S52单片机AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。桂林电子科技大课程设计（论文）专用纸第5页共33页第5页共33页AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。主要性能1、与MCS-51单片机产品兼容2、8K字节在系统可编程Flash存储器3、1000次擦写周期4、全静态操作：0Hz～33Hz5、三级加密程序存储器6、32个可编程I/O口线7、三个16位定时器/计数器8、八个中断源9、全双工UART串行通道10、低功耗空闲和掉电模式l1、掉电后中断可唤醒l2、看门狗定时器l3、双数据指针l4、掉电标识符引脚结构P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL桂林电子科技大课程设计（论文）专用纸第6页共33页第6页共33页逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。引脚号第二功能P1.0T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5MOSI（在系统编程用）P1.6MISO（在系统编程用）P1.7SCK（在系