2013 - 2014 学年＿一 ＿学期
山东科技大学电工电子实验教学中心
创新性实验研究报告
实验项目名称＿＿ 基于51单片机的简易计算器设计＿
2013 年 12 月 27 日
山东科技大学电工电子实验教学中心 创新性实验研究报告
一、实验摘要 通过对51单片机汇编指令、STC89C52RC单片机片上各功能模块、常用外部可编程芯片的学习和应用训练，进一步熟悉51单片机汇编程序设计，串行总线接口程序设计以及外部可编程芯片的使用方法。学习创新性实验报告的撰写方法。 二、实验目的 1、基于STC89C52RC单片机设计制作简易计算器，能完成绝对值小于100的有符号整数的加减乘除四则运算，运算结果均保留小数点后一位。 2、要求有加、减、乘、除、负号、归零、等号键。 3、利用6位LED显示参加运算的数据和运算结果，显示运算结果超限提示，消隐未使用位。 4、鼓励进行探索。可在了解实验室器材并能实现题目基本要求的情况下，对题目进行创新设计 三、实验场地及仪器、设备和材料： 1、实验场地：J11-324 2、实验仪器、设备和材料：PC兼容机一台、80C52单片机实验箱一台、2*8键盘一个、6个共阳极的数码管、连线若干 四、实验内容 1、实验原理 根据功能和指标要求，本系统选用MCS-51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LED 显示数据和结果。 （2）另外键盘包括数字键（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LED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LED上输出运算结果。 系统模块图：
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2、实验内容 （一）、总体硬件设计 本设计选用AT89C52单片机为主控单元。 显示部分：采用六位LED动态数码管显示。按键部分：采用2*8键盘；利用2*8的键盘扫描子程序，读取输入的键值。 （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。矩阵键盘采用两条I/O 线作为行线，八条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2×8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口和另一个P口的两个管脚实现16个按键功能，这种形式在单片机系统中也最常用。 矩阵键盘布局图： 矩阵键盘内部电路图如下图所示：