AT89C51单片机C实现简易计算器

1、AT89C51单片机简易计算器的设计一、总体设计根据功能和指标要求，木系统选用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LCD显示数据和结果。（2）另外键盘包扌舌数字键（09）、符号键（+、-、x、三）、 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

2、，按等号就会在LCD上输出运算结果。（4）错误提示：当计算器执行过程中有错误时，会在LCD上显示 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LCD上提示溢出；当除数为0时，计算器会在LCD 上提示错误。系统模块图:图1系统方案图二、硬件设计（一）、总体硬件设计本设计选用AT89C51单片机为主控单元。显示部分：釆用LCD静态显示。按键部分：采用4*4键盘；利用MM74C922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:旳山畑F0 M旳勿. F0 4A5旳WDP3.iTnP】x.TTTuM.nrrplP3HDP3.MJE Pl倆?3UAVIB

3、V?CYMD4蚩10FP（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，如果米用独立 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4X4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26个按键功能，这种形式在单片机系统中也 最常用。9 6

4、3 二口 8 5 0 37 4A B c D 图2 矩阵键盘布局图矩阵键盘内部电路图如图3所示:厂Y1Y4 (脚1脚4) : 44键盘第一列至第四。 X1X4 (脚11、10、8、7): 44键盘第一行至第四行。DOADOD (DataoutAD,脚1417):按键之BCD码输出，其中 DOA 为 LSB, DOD 为 MSB。 VCC (脚18 ):电源脚,+3V+15Vo abl26计算公式大全 GND (脚9):接地管脚。新艺图库 OSC (Oscillator,脚5):键盘扫描电路之频率所需外加电容的连 fitQ一IiirH3 j1G-3-厂Hr为了进一步节省单片机I/O 口资源，我们

5、在设计中使用了MM74C922芯片。MM74C922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：图4MM94C22硬件图MM74C922引脚说明：引脚。KBM (Keyboard Mask,脚6):内部消除开关弹跳电路所外加电 容的引脚。OE (Output Enable,脚13):芯片致能脚，接低电位可使芯片致 能。(9) DA (Data Available,脚12):数据有效输岀脚。任一按键按下时, 此脚位会输出高电位，按键释放后此脚又会恢复为低电位。MM74C922对各按键的响应如下表所示:Truth

6、 Tables(Pins 0 through 11)Switch Position0Y1.X11 Y1?X22Y1.X33Y1.X44Y2.X15Y2.X26Y2.X37Y2.X48Y3.X19Y3.X210Y3.X311Y3,X4DA A010101010101T 8001100110011A C000011110000O D000000001111U E (Note 1)T000000000000(Pins 12 through 19)Switch Position12Y4.X113Y4.X214Y4?X315 Y4,X416丫 5(Note 1). X117Y5 (Note 1), X2

7、18Y5 (Notel), X319Y6 (Note 1),X4DAA01010101TB0011D011AC111100000D11110000UE(Note1)00001111TNote 1：Omntor MM74C922如下图5所示，在本设计中，计算器输入键盘的4条行线、列线分别连接到MM74C922的X1-X4. Y1-Y4引脚，MM74C922的数据输出口与单片机的P2 口相连，MM74C922的DA引脚经过一个非门连 接到单片机的/INTO脚，当MM74C922检测到键盘输入时，DA产生 高电平，与之相连的/INTO检测到低电平，给单片机一个中断，单片 机从P2 口的低四位读入键盘

8、上按下的键的值。C1.U3:B.74CW TXr?. rf74C922 TB*X1X2X3X4Y1Y2Y3Y4AB CDBMSCA-E Ko D-o吐2 .12 nr j 图5 键盘接口电路图（三）、LCD显示模块本设计采用LCD液晶显示器来显示输出数据。通过D0-D7引脚向LCD写指令字或写数据以使LCD实现不同的功能或显示相应数据。LCD!图6 LCD模块（四）运算模块（单片机控制）MCS-51单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时 器/计数器和多功能I/O等一台计算机所需要的基本功能部件。如果按 功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器（CPU）、数据存储 器（RAM）

9、、程序存储器（ROM/EPROM）、并行I/O 口、串行口、 定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器（SFR） o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，通过使用单片机编写的程 序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！因此我们采用单片机作 为计算器的主要功能部件，可以很快地实现运算功能。三、软件设计现实生活中人们熟知的计算器，其功能主要如下：1、键盘输入；2、数值显示；3、力口、减、乘、除四则运算；4、九对错误的控制及提示；针对上述功能，计算器软件程序要完成以下模块的设计：1、键盘输入检测模块2、LCD显示模块；3、算术运算模块4、错误

10、处理及提示模块。系统总流程图分块程序设计1、 键盘输入检测程序设计有键按下时，单片机响应外部中断0,转入外部中断0中断处理函数,在中断处理函数中完成对按键的判断，以进行下一步的程序处理。拿* “*外部中断0处理函数void INT_0(void) interrupt 0 using 0key=translate(P2&OxOf)； if(key=,01)判断按卜的键是否为数值n u m=num 10+( key-*O)； if (operators0)y=num；iny=l；elsex=num；if(num.8)当前火讥是否超出限二idisplay(num)；elsedataoverflow(

11、)；elseswitch(key)case c:x=0；y=0； num=0; iny=O； operators=0；display(num)；break；case =*:arithmetic()；iny=O；operators=0；num=0；break；caseif (operators)arithmetic();operators=l；num=0；break；case,J:if (operators)arithmetic()；operators=2；num=0；break；caseif (operators)arithmetic()；operators=3；num=0；break；cas

12、eif (operators)arithmetic()；operators=4；num=0；break；2、LCD显示程序设计利用LCD静态显示，通过程序向LCD写指令字或数据使LCD完成不Pl=Oxff;while(x&0x80)RS=O;R_W=1;EN=1;x=Pl;EN=O;for (i=0；i10；i+);EN=0;/*关闭使能信:严/void clearLCD() write_com(0x01);/LCD 显示函数void display(longa) long tempbc; int lenth=l/i/j； clearLCD()； if(a0；i-)b=l；for(j=0；jH；j+)b=bT0；write_data(0x30+a/b);a=a%b；3、算术运算程序设计4、错误处理及提示程序设计“杠除数为处理函数杠 int i=0；clearLCD()；for(i=0;i5;i+)write_data(error(i)；/数值溢出处理函数void dat