多功能计算器设计与实现

中文题目：多功能计算器的设计与实现 外文题目：DESIGN AND IMPLEMENTATION OF MULTI-FUNCTIONAL CALCULATOR毕业设计（论文）共 92 页（其中：外文文献及译文 16 页） 图纸共 1 张 完成日期 2013 年 6 月 15 日 答辩日期 2013 年 6 月 20 日I摘 要当今社会，随着人们物质生活的不断提高，电子产品已经走进了家家户户，无论是生活或学习，还是娱乐和消遣几乎样样都离不开电子产品。大型复杂的计算能力是人脑所不能胜任的，而且比较容易出错。计算器作为一种快速通用的计算工具方便了用户的使用。计算器是人们日常非常熟悉的一款电子产品，同时温度和时间也是人们生活中的两大要素。本设计着重在于分析计算器软件和硬件开发过程中的环节和步骤，附加了两个功能，即时间和温度，为人们的生活带来了方便。该设计系统由时钟/日历电路、LCD显示电路、按键调整电路和温度检测电路四部分组成。具体实现上，硬件系统平台采用单片机 STC89C52， 液晶显示器 LCD1602，时钟芯片 DS1302 及温度传感器 DS18B20 和键盘，构成了一个多功能计算器系统。52 系列单片机技术成熟，功能强大，应用广泛。使用单片机作为控制核心，可以简化硬件电路，采用软件编程控制单片机实现硬件电路的功能，降低能耗，降低成本。关键词：STC89C52；计算器；时钟日历芯片 DS1302；温度传感器 DS18B20IIAbstractIn todays society, with the constant improvement of the people material life, electronic products has entered into every family, whether in life or study, or entertainment and recreation almost everything without electronic products. Large, complex calculation ability is not up to the brain, and relatively easy to get wrong. Calculator as a fast general-purpose computing tools make it easy to use for the user. Calculator is one of Peoples Daily are very familiar with electronic products, at the same time, temperature and time are two elements in peoples lives. This design is to analyze emphatically the calculator software and hardware development process in the link and steps, attached two functions, namely, time and temperature, for the life of people brought convenient. The design system by the clock/calendar circuit, LCD display circuit, button adjust circuit and temperature detection circuit four parts. Concrete implementation on the hardware system platform USES the microcontroller STC89C52, LCD display LCD1602, clock chip DS1302 and temperature sensor DS18B20 and keyboard, form a multi-function calculator system. 52 series microcontroller technology is mature, powerful, wide application. Using single chip microcomputer as control core, can simplify the hardware circuit, single-chip microcomputer using software programming control can realize the function of hardware circuit, reduce the energy consumption and reduce costs.Key words:STC89C52; calculator ;Calendar Clock Chip DS1302;Temperature sensor DS18B20目录0 前言 .11 概述 .21.1 硬件概述 .21.1.1 单片机的由来与发展 .21.1.2 LCD 发展状况 .31.1.3 DS1302 时钟芯片简介 .31.1.4 DS18B20 温度传 感器简介 .41.2 选题 .41.2.1 选题的背景和意义 .41.3 系统概述 .51.3.1 系统的工作过程 .52 需求分析 .62.1 用户需求 .62.2 市场需求 .63 总体设计 .73.1 总体结构概述 .73.1.1 硬件结构 .73.1.2 软件结构 .73.2 总体结构框图 .73.2.1 硬件结构框图 .73.2.2 软件结构框图 .8II4 硬件详细设计 .94.1 单片机最小系统 .94.1.1 STC89C52 单片机的特性 .94.1.2 STC89C52 单片机的引脚及功能 .104.1.3 时钟电路 .134.1.4 复位电路 .134.2 时钟/日历电路 .144.2.1 DS1302 简要说明 .144.2.2 DS1302 引脚说明 .144.2.3 DS1302 控制字和读写时序说明 .164.2.4 DS1302 片内寄存器说明 .184.2.5 时钟电路与单片机的连接 .194.3 环境温度采集电路的设计 .204.3.1 温度传感器选择 .204.3.2 DS18B20 的特性与功能 .204.3.3 DS18B20 控制字和 读写时序说明 .224.3.4 温度采集电路与单片机的连接 .244.4 显示电路 .254.4.1 LCD1602 特点与简介 .254.4.2 显 示电路与单片机的连接 .294.5 按键电路 .305 软件详细设计 .325.1 系统软件的详细概述 .325.2 主程序 .325.3 初始化模块 .335.3 键盘模块 .335.4 时钟/日历模块 .345.5 计算器模块 .355.6 温度采集模块 .366 系统调试 .386.1 单片机基础电路调试 .386.2 显示电路的调试 .396.3 DS1302 电路的调试 .396.4 环境温度采集电路的调试 .396.5 按键电路的调试 .397 结论 .40致 谢 .41参考文献 .42附录 A 中文文献 .43附录 B 外文文献 .49附录 C 总设计原理图 .57附录 D 多功能计算器仿真图 .58附录 E 标准字符库 .59附录 F 程序 .60辽宁工程技术大学毕业设计（论文）10 前言计算器在人们的日常生活中是比较常见的电子产品之一。可是它还在发展之中，以后必将出现功能更加强大的计算器。时间是人类生活必不可少的元素，对人们来说时间是那么的宝贵，如果没有时间的观念，人们的生活就会紊乱，社会秩序也将不会有井有条。从古代的水漏到后来的机械钟再到当今的石英钟，都充分体现了时间的重要，同时也代表着科技的发展进步。温度也是人们生活中必不可少的元素，工农业生产上也有很多场合要测量环境温度，所以我设计了一个以计算为主的，同时可以显示时间和显示周围温度的多功能计算器，这对于我们的生活将有着重要的意义。该设计的计算部分主要是简单计算，可以实现加减乘除。时间部分是数字时钟，它是一种用数字电路技术实现年、月、日、时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命。随着数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字的精度，远远超过老式钟表，且钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便。温度部分是测量周围环境的温度，可以应用到很多领域，比如温室大棚等，该设计将成为人们生活中不可少的必需品。本设计主要为实现一款可以实现简单计算，并且可以正常显示时钟和实时测量环境温度的多功能计算器，并且可以依靠按键随时对日期进行调整，以确保显示的正确性、实时性。该设计采用 STC89C52 作为核心处理芯片分别对时钟芯片 DS1302、温度传感器DS18B20 进行读写控制，并将读到的数据送给 LCD1602 显示出来，计算部分通过判断按键直接显示在 LCD 上。：多功能计算器的设计与实现21 概述1.1 硬件概述1.1.1 单片机的由来与发展单片机诞生于 1971 年，经历了 SCM、MCU、SoC 三大阶段，早期的 SCM 单片机都是 8 位或 4 位的。其中最成功的是 INTEL 的 8031，此后在 8031 上发展出了 MCS51 系列MCU 系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了 16 位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90 年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着 INTEL i960 系列特别是后来的 ARM 系列的广泛应用，32 位单片机迅速取代 16 位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的 8 位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起 80 年代提高了数百倍。高端的 32 位 Soc 单片机主频已经超过 300MHz，性能直追 90 年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至 1 美元，最高端的型号也只有 10 美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的 Windows 和 Linux 操作系统。单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit）， 常用英文字母的缩写 MCU 表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格