毕业设计论文范文(液晶显示的乘法口诀测试仪)

毕业设计 (论文 )网 : 毕业设计（论文）材料之二（ 1） 机电学院本科 毕业设计（论文） 专 业： 电子信息工程 题 目： 基于液晶显示的乘法 口诀测试仪的设计 作 者 姓 名 ： 导师及职称 ： （讲师） 导师所在单位： 电气工程系 年 月 日 毕业设计 (论文 )网 : 机电学院 本科毕业设计（论文）任务书 2008 届 电气工程 系 电子信息工程 专业 学生姓名： 毕业设计（论文）题目 中文： 基于液晶显示的乘法口诀测试仪的设计 英文： Design of Multiplication Table Tester Based on LCD 原始资料 1 宋浩，田丰 单片机原理与应用 M 清华大学出版社 ,北京交通大学出版社 ,2005 2 韩志军，沈晋源，王振波 单片机入门向导与设计实例 J 计算机学，2005， 10 (04)： 2-6 3 史延龄 ,李汉 军 点阵液晶显示模块在某一检测系统中应用 M 北京航天航空大学出版社 ,1998 4 刘树中，孙书鹰，王春平 单片机和液晶显示驱动器串行接口的实现J 微计算机信息 ， 2007,13 (02)： 10-20 5 黄惠媛 ， 李润国 单片机 -原理与接口技术 M 海军出版社 ,2006 毕业设计 (论文 )网 : 毕业设计（论文）任务内容 题目：基于液晶显示的乘法口诀测试仪的设计 近几年有关学龄儿童教育的电子设备快速发展，市面上出现了很多学习机、电子词典等电子辅助教学与测试产品。乘法口诀表在小学数学教育中具有重要的地位。本课题要求基于单片机和液晶显示器设计一个乘法口诀 测试仪。要求能对测试的结果给出正确的判决。要求学生独立选择芯片、设计电路、编制程序、调试，完成整个系统的功能。 技术指标及功能要求： 1. 采用矩阵键盘输入； 2. 用液晶显示器件显示输入和计算的结果； 3. 能随机产生测试题目，通过键盘接收输入的结果，并判定结果的对错； 4. 要求独立选择芯片、设计电路、编制程序、仿真、调试，完成整个系统的功能。 课题完成形式： 1. 提交毕业论文（设计报告书）一本； 2. 电路原理图； 3. 完整的单片机源程序。 指导教师（签字） 教研室主任（签字） 批 准 日 期 2008年 1月 7日 接 受 任 务 书 日 期 2008年 1月 14日 完 成 日 期 2008年 6月 10日 接受任务书学生（签字）毕业设计 (论文 )网 : - I - 基于液晶显示的乘法口诀测试仪的设计 摘 要 用单片机和液晶显示设计一个乘法口诀测试仪，能对测试的结果 给出正确的判决。应用的范围可以给我国的基础小学教育提供技术支持 。 随着 儿童教育电子设备的快速发展，市场上需求的学习机、电子词典辅助教学与测试产品 也在增长 。通过 使用 芯片，使我们所学 到更多的专业知识。 研究电子教学产品能大大提高我们国家的教育教学水平，突破现阶段的固有的教学模式。电子产品的应用更会激发中小学生对科学知识的热 爱， 通过设计一个 完整的单片机控制乘法口诀测试仪使 我们对单片机 如何实现功能扩展，如何节约设计资源，以及怎样使设计方便、快速有了进一步了解，以便于将来设计更多的智能仪器。 多个角度分析问题， 从而解决困难 自主开发研究单片机，把科学知识应用到现实生活中来，并给社会带来好的效益，是当代大学生的骄傲，更能突破现阶段的我们国家固有的教学模式。 我们国家既是一个人口大国，又是一个教育大国，只有通过我们自己的研究和开发来满足国内的特殊需要 。设计一个简单的乘法口诀测试仪虽然只是一个很小方面 的 事例，但是我们通过这样的开发和设计为我 们将来积累更多的有关单片机开发方面知识，更可以为国家的儿童教育事业做一番事业。 关键词： 单片机；液晶显示；乘法 口诀 ； 测试仪 。 毕业设计 (论文 )网 QQ: 306826066 优秀毕业设计网 计算机毕业设计网 毕业设计资料网 毕业设计论文网 毕业设计 (论文 )网 : - II - Design of Multiplication Table Tester Based on LCD Abstract Multiplication table tester based on SCM and LCD SCM can test and correct results. The scope of application can give our basic primary education technical sustain. Along with the rapid development of electronic devices for education, on the market the demand of learning machines, electronic dictionaries in teaching and testing products is growing. By using the SCM, we can learn more expertise of SCM knowledge. On e-learning products will greatly enhance our countrys level of education, and breakthrough this stage of the inherent teaching mode. The application of electronic products will stimulate primary and secondary school students to love scientific knowledge, By designing a Multiplication table tester, we will get more understanding about how to extend I extend the function of SCM, how to save the source of design, also how to make the design convenient and more rapid, in order to design more intelligent machines, and analysis the problem from various angles, in order to resolve difficulties. The independent development of SCM and researching can bring the application of scientific knowledge to real life, and give good benefits to the community, that is the pride of our contemporary college students, also can break through the stage of our country inherent in the teaching mode. Our country is a country with a large population, also is a big education country, so only by our own research and development to meet the special needs of domestic. Design a simple Multiplication Table Tester only a small area of examples, but by the development and design we can accumulate more knowledge of the SCM for the future, but also can give more benefits for our countrys children education career. Key words: SCM; Liquid Crystal Display; Multiplication Table; Tester 毕业设计 (论文 )网 : - III - 目 录 摘 要 . I Abstract . II 插图清单 . V 表格 清单 . VI 引 言 . 1 第 1章 绪论 . 2 1.1 单片机的发展历史和未来展望 . 2 1.2 单片机发展过程存在的问题 . 3 1.3 单片机设计液晶显示的乘法口诀测试仪的任务与意义 . 4 第 2章 总体方案设计 . 5 2.1 课题设计内容 . 5 2.1.1 硬件设计模块选择 . 5 2.1.2 硬件设计模块与原始方案比较 . 5 2.1.3 软件设计选择 . 5 2.2 设计方案总体框图 . 6 2.2.1 方案总体框图 . 6 2.2.2 设计框图原理说明 . 6 第 3章 硬件设计 . 7 3.1 主芯片 AT89S52介绍 . 7 3.1.1 引脚功能特性描述 . 7 3.1.2 AT89S52的引脚图 . 8 3.1.3 AT89S52存储器结构 . 9 3.1.4 AT89S52定时、振荡分析 . 9 3.1.5AT89S52 节电模式 . 9 3.1.6 AT89S52编程与中断 . 10 3.2 矩阵键盘简介 . 10 3.2.1 矩阵键盘的电路和外观图 . 11 3.2.2 44矩阵键盘的工作原理 . 11 3.2.3 矩阵键盘键值查找程序设计的思路 . 12 3.2.4 如何扫描矩阵键盘按键 . 12 3.2.5 键盘的防抖动技术在设计里的应用 . 12 3.3 单片机复位电路 . 13 3.4 LCD1602液晶模块功能 . 13 3.4.1 LCD1602主要参数介绍 . 13 3.4.2 LCD1602基本操作程序 . 13 3.4.3 LCD1602引脚在设计中如何应用 . 14 3.4.4 LCD1602指令系统 . 14 3.4.5 LCD1602液晶显示特性 . 15 3.4.6 1602LCD的 RAM地址映射和复位（初始化）过程 . 15 3.4.7 LCD1602液晶显示器与 AT89S52接线分析 . 16 3.4.8 如何在 LCD1602上显示显示数字 . 16 毕业设计 (论文 )网 : - IV - 3.4.9 对测试者输入的结果判断 . 17 3.5 蜂鸣器 . 17 3.6 本章设计总结 . 17 第 4章 软件设计 . 19 4.1 主程序 . 19 4.1.1 主程序流程图 . 19 4.2 子程序 . 20 4.2.1 数据比较子程序流程图 . 20 4.2.2 写指令数据到 LCD子程序流程图 . 21 4.2.3 写显示数据到 LCD流程图 . 22 4.2.4 检测 LCD控制器忙状态，读数据流程图 . 22 4.2.5 LCD初始化设定子程序流程图 . 23 4.2.6 发送字符串子程序流程图 . 24 4.2.7 矩阵键盘键值查找程序流程图 . 26 4.2.8 延时 120ms子程序流程图 . 27 4.2.9 延时 5ms子程序使 LCD初始化流 程图 . 27 4.2.10 数据转换子程序流程图 . 28 4.2.11 模拟出题器子程序流程图 . 28 4.3 程序调试 . 29 结论与展望 . 31 致 谢 . 32 参考文献 . 33 附录 A 电路原理图 . 34 附录 B 一篇引用的外文文献及其译文 . 35 附录 C 主要参考文献的题录及摘要 . 40 附录 D 总程序清单 . 42 毕业设计 (论文 )网 : - V - 插图清单 图 2-1 设计总框图 . 6 图 3-1 AT89S52芯片引脚图 . 8 图 3-2振荡电路图 . 9 图 3-3 矩阵键盘电路 . 11 图 3-4 矩阵按键排列 . 11 图 3-5 开关复位与上电复位 . 13 图 3-6 1602LCD内部显示地址 . 15 图 3-7 LCD1602液晶显示器与 AT89S52接线图 . 16 图 4-1 主程序流程图 . 19 图 4-2 数据比较子程序图 . 20 图 4-3 写指令数据到 LCD流程图 . 21 图 4-4 写显示数据到 LCD流程图 . 22 图 4-5 LCD忙检测、读数据流程图 . 23 图 4-6 LCD初始化设定子程序流程图 . 24 图 4-7 发送字符串子程序流程图 . 25 图 4-8 矩阵键盘键值查找程序流程图 . 26 图 4-9 延时子程序流程图 . 27 图 4-10 延时 5ms子程序使 LCD初始化流程图 . 27 图 4-11 数据转换子程序流程图 . 28 图 4-12 模拟出题器子程序流程图 . 29 图 4-13 调试程序图 . 30 毕业设计 (论文 )网 : - VI - 表格 清单 表 3-1 LCD1602主要技术参数 . 13 表 3-2 寄存器选择功能 . 14 毕业设计 (论文 )网 : - 1 - 引 言 在生活和生产的各领域中，凡是有自动控制要求的地方都会有单片机的身影出现；从简单到复杂，从空中、地面到地下，凡是能想象到的地方几乎都有使用单片的需求。现在尽管单片机的应用已经很普遍了，但仍有许 多可以用单片机控制而尚未实现的项目，因此，单片机的应用大有想象和拓展空间。 单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高劳动效率，减轻劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，保证安全等。 但是，单片机应用的意义绝不仅限于它的广阔范围以及所带来的经济效益上，更重要的意义还在于：单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须有模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能使用单片机通过软件（编程序）方法实现了。这种以软件取代硬件并提高系统性能的控制系统 “软 化 ”技术，称之为微控制技术。微控制技术是一种全新的概念，是对传统控制技术的一次革命。随着单片机应用的推广普及，微控制技术必将不断发展、日益完善和更加充实。 应用到利用 单片机和液晶显示设计一个乘法口诀测试仪，更有其很大的空间效率。几年来被普遍认为只有几十亿市场规模的电子辞典、 PDA等教育电子产业，随着技术的更新与数码时代的来临，吸引了更多的消费人群，市场规模已经扩充到 200 亿左右。这样既可以发展国家经济，有可以促进我们的儿童教育事业发展，其前景意义是非常长远的，只有教育好了下一代人，我们的国家才能更快、更好的 立足于世界之林。 毕业设计 (论文 )网 : - 2 - 第 1章 绪论 纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能 IC 卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。以前没有单片机时，这些东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用，元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核 心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成 本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。所以，它的魔力不仅是在现在，在将来将会有更多的人来接受它、使用它 1。 基于单片机设计一个乘法口诀测试仪可以说是单片机应用的一个小小的分支，但是它却可以映射到单片机很多方面的知识，既是基本的应用，又 可以通过设计来更好的开发单片机，使之更好的为我们的生活和学习服务。 所以我们学习单片机就要求我们更好的掌握它的历史和未来的发展情况 ，以及其学术背景和理论与实际的情况。 1.1 单片机的发展历史和未来 展望 电子 计算机的发展经历了从电子管，晶体管，集成电路到大（超大）规模集成电路共四个阶段，即通常所说的第一代，第二代，第三代和第四代计算机。现在广泛使用的微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，因此它属于第四代计算机，而单片机则是微型计算机的一个分支。从 1971年微型计算机问世以来，由于实际应用的需要，微型计算机向着两个不同的方向发展；一个是向高速度，大容量，高性能的高档微机方向发展；而另一个则是向稳定可靠、体积小和价格廉价的单片机方向发展。但是两者在原理和技术上是紧密联系的。 1971年微处理器的研制成功不久，就 出现了单片的微型计算机即单片机，但最早出现的单片机是一位的， 1976年 Intel公司推出了 8位的 MCS-48系列单片机，它以体积小、控制功能全、价格低等特点，赢得了广泛的应用和好评，为单片机的发展奠定了坚实的基础，成为单片机发展史上一个重要阶段，其后，在 MCS-48 成功的刺激下，许多半导体芯片在生产厂商竞相研制和发展自己的单片机系列 9。 80 年代末，世界各地已相继研制出大约 50 个系列 300 多个品种的单片机产品，其中包括 Motorola公司的 6801， 6802， Zilog公司的 Z-8系列， Rockwell公司的 6501， 6502等，此外，日本的 NEC公司，日立公司等也不甘落后，相继推出了各自的单片机品种。尽管目前单片机的品种很多，但是我过使用最多的是 Intel公司的 MCS-51单片机系列。MCS-51 系列是在 MCS-48 的基础上于 20 世纪 80 年代初发展起来的，虽然它是 8 位的单片机，但其功能较 MCS-48 有很大的增强。此外，它还具有品种全，兼容性强，软硬件资料丰富等特点，因此应用愈加广泛，成为比 MCS-48 更重要的单片机品种，直到现在， MCS-51仍不失为单片机的主流系列。继 8位单片机之后，又出现了 16位单片 机，1983 年 Intel 公司推出的 MCS-96 系列单片机就是其中的典型代表。与 MCS-51 相比，MCS-96 不但字长增加一倍，而且在其他性能方面也有很大的提高，特别是芯片内还增加了一个 4路或 8路的 10位 A/D转换器，使其具有 A/D转换的功能。纵观单片机近 30年的发展历程，单片机今后将向多功能、高性能、高速度、低电压、低功耗、低价格、毕业设计 (论文 )网 : - 3 - 外围电路简单化以及片内存储器容量增加的方向发展。但其位数不一定会继续增加，尽管现在已经有了 32位单片机，但使用的并不多 5。 自单片机出现至今，单片机技术已走过了近 20 年的发展 路程。纵观 20 年来单片机发 展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器 (MPU)技术及超大规模集成电路技术的发 展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。 可以预言，今后的单片机将是功能更强，集成度和可靠性更高而功耗更低，以及使用更方便等特点。此外，专用化也是单片机的一个发展方向，针对单一用途的专用单片机将会越来越多。现在单片机的应用已经很广泛：工业自动化方面自动化能使工业系统处于最佳状态，提高经济效益，改善产品质量和减轻劳动强度。因此，自动化技术广泛应用于机械、电子、电力、石油、 化工、纺织、食品等轻重工业领域中，而在工业自动化技术中，无论是过程控制技术，数据采集和测控技术，还是生产线上的机器人技术，都需要要有单片机的参与 3。 在工业自动化的领域中，机电一体化技术将发挥愈来愈重要的作用，在这种集机械、微电子和计算机技术于一体的综合技术中，单片机将发挥越来越大的作用；仪器仪表方面 现在仪器仪表的自动化和智能化要求越来越高，对此最好使用单片机来实现，而单片机的使用又将加速仪器仪表向数字化，智能化，多功能化和柔性化方向发展。此外，单片机的使用还有助于提高仪器仪表的精度和准确度，简化结构 、减小体积及重量而易于携带和使用，并具有降低成本，增强抗干扰的能力，便于增加显示、报警和自诊断等功能；家用电器方面，家用电器产品的一个重要发展趋势是不断提高其智能化程度，而家电智能化的进一步提高就需要有单片机的参与，所以生产厂家常标榜 “电脑控制 ”以提高其产品的档次，例如洗衣机，电冰箱，空调机，微波炉，电视机和音像视频设备等，这里说的电脑实际上是单片机。智能化家用电器将给我们带来更大的舒适和方便，进一步改善我们的生活质量，把我们的生活变的更加丰富多彩；信息和通信产品方面信息和通信产品的自动化和智能化程度很高， 这绝对离不开单片机的参与。 1.2 单片机发展过程存在的问题 自单片机出现至今，单片机技术已走过了近 20 年的发展路程。纵观 20 年来单片机发展里程可以看出，单片机技术的发展以微处理器（ MPU）技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。 今天还很难有一家中国大陆的公司能在如此浩大的单片机市场上占有一席之地，这不能不说是我国电子工业的悲哀。另一方面，如此琳琅满目、让人眼花缭乱的单片机品种，着实给单片机应用的工程师提供了巨大的选择空间。这么多种单片机能进入中 国市场，这一事实就说明了我们的应用工程师已经能够综合各类单片机的性能、价格等方面的因素，并结合实用对象进行选择。较过去以剖析、复制外国产品为主的思路有了相当的改进。随着我国经济实力的增长，开发新产品的思路上过去那种过多注重价格因素而使新产品开发上不了档次的弱点有所改善，开始注意使用当前最先进的单片机开发高档次产品。由于单片机的开发手段目前仍以仿真器为主，公司能否提供廉价的仿真器，提供方便的技术服务与培训，较之能否提供高性能、低价位的单片机有着同等重要性。各单片机厂商在开发工具以及技术服务方面也进行着激烈的竞 争，这种竞争与推出新型的单片机以显示高技术方面的优势是相辅相成的。竞争的结果是为单片机应用工程师提供更广阔的选择空间，而最终受益的是单片机产品的消费者。由于单片机对各行各业都有用，这种电子技术的进步导致各行各业的进步，也带动了人类文明的进步。 毕业设计 (论文 )网 : - 4 - 1.3 单片机设计液晶显示的乘法口诀测试仪 的 任务与意义 用单片机和液晶显示器、矩阵键盘 设计一个乘法口诀测试仪要求我们设计者对目的很明确，那就要求我们去自主选择芯片，独立完成软件和硬件设计，软件不但是包括源程序，而且要有很明晰的流程图。硬件图设计合理，力求明确，实用，操 作简单明了。能准确判断结果的正误，并迅速给出正确的答案，达到儿童学习乘法口诀和对乘法口诀的熟练掌握。 通过设计测试仪我们一来巩固了知识，从理论走到了应用，二来可以开发更多的学习字典，满足我们国家的学龄儿童的需要，只