电子系统课程设计17805638Word文档下载推荐.docx

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根据单片机完成的功能对单片机的处理速度要求不高，且考虑到经济效益，决定使用STC51单片机。

1.2单片机最小系统

1.2.1晶振选择24MHZ，使STC51单片机速度跟快，并且价格和12MHZ差不多。

1.2.2为了防止单片机程序进入死循环而出不来，增加一个复位键。

1.3显示器件的选择

方案一、使用12864作为显示设备，但是考虑到计算器只要求显示数字，使用12864太浪费，且价格比较贵，不予选用。

方案二、使用1602作为显示设备。

相比12864这个器件比较便宜，且能显示数字和一些字符，能完成要求功能。

方案三、使用数码管作为显示设备。

数码管能显示数字和一些特殊字符，而且计算器要求的显示器件能显示数字和一些特殊字符。

所以数码管能完成我们的要求显示要求，并且数码管是最便宜的。

综上所述我们选择性价比最高的数码管作为显示器件。

1.4输入设备的选择

计算器要求输入的数据有（0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,*,/,+,-,=,clear）,共16个。

输入数据不多，最后选择4*4的矩阵键盘作为输入设备。

1,5声音信号

现实中使用的计算器每按下一次键盘，就会发出声音。

因此设计的计算器应该要求每按下一次键盘就发声一次。

发声设备使用蜂鸣器就能完成要求。

三、实际电路的设计

1.单片机最小系统与复位电路

1.1单片机最小系统是指用最少的元器件组成的单片机可以工作的系统。

1.231脚（EA/VPP）,当接高电平时，单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行；

当接低电平时，复位后后直接从外部ROM的0000H开始执行。

我们只使用的单片机内部的ROM区，所以31脚（EA/VPP）应接高电平。

1.3复位电路:

由电容串联电阻构成,由图并结合"

电容电压不能突变"

的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位.

2.蜂鸣器电路

三极管主要是做驱动用的。

因为单片机的IO口驱动能力不够让蜂鸣器发出声音，所以我们通过三极管放大驱动电流，从而可以让蜂鸣器发出声音，你要是输出高电平，三极管导通，集电极电流通过蜂鸣器让蜂鸣器发出声音，当输出低电平时，三极管截止，没有电流流过蜂鸣器，所以就不会发出声音。

3.数码管显示电路

5位8段共阳极数码管动态显示原理：

每一位都是将8个发光二极管（下面简称LED）的正极接在一块，就有5个正极，接上5个IO口，这个就是位选，相应IO口输出高电平电平算是选通该位。

相同字段LED的负极连在一起，也有八根线，接上8个IO口，这就是段选，相应IO口输出低电平算是选通该段。

一般情况下5个位选只有一个选通，8个段选如果是数字2，那么选通的那一位数码管就会显示2，其它位数码管都是黑的。

延迟一段再熄灭它，再选通另一位显示在那一位该显示的数字，延迟一段再熄灭，如此循环，人眼有暂留效应，只要足够快人眼看起来就是几个数字稳定地显示在5位数码管上。

如果直接用单片机控制数码管的共阳极，数码管发光很弱，所以用三极管在增加驱动。

如下图连接。

数码管接法如下图：

4.4*4矩阵键盘

4.1矩阵键盘原理

在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，如图所示。

在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。

这样，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键（9键）。

由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。

4.2矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，上图中，列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O口则作为输入。

这样，当按键没有按下时，所有的输入端都是高电平，代表无键按下。

行线输出是低电平，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。

4.3行列扫描法原理：

第一步，使行线为编程的输入线，列线是输出线，拉低所有的列线，判断行线的变化，如果有按键按下，按键按下的对应行线被拉低，否则所有的行线都为高电平。

第二步，在第一步判断有键按下后，延时10ms消除机械抖动，再次读取行值，如果此行线还处于低电平状态则进入下一步，否则返回第一步重新判断。

第三步，开始扫描按键位置，采用逐行扫描，每间隔1ms的时间，分别拉低第一列，第二列，第三列，第四列，无论拉低哪一列其他三列都为高电平，读取行值找到按键的位置，分别把行值和列值储存在寄存器里。

第四步，从寄存器中找到行值和列值并把其合并，得到按键值，对此按键值进行编码，按照从第一行第一个一直到第四行第四个逐行进行编码，编码值从“0000”至“1111”，再进行译码，最后显示按键号码。

4.4有键按下时，就进入中断，在中断中判断按键与要显示的数。

原理图如下：

四、系统软件设计

软件流程：

五、附件

1.原理图

2.程序

/**************************计算器的设计（简单版）*******************************/

/*****************************************************************************/

/**作品功能：

能完成简单的整数加\减\乘\除\法，除法的小数位不显示（舍去）***********/

/********输入最大能输入五位数据；

且能正常的显示五位数结果，超过五位结果不信任***/

/******制作时间：

2011年11月08号********************************************/

/*********************所用头文件**********************************************/

#include<

reg52.h>

intrins.h>

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

/****************************************单片机各个口的定义****************/

#definekey_dataP1

#defineduanP2

sbitwei_1=P3^3;

sbitwei_2=P3^4;

sbitwei_3=P3^5;

sbitwei_4=P3^6;

sbitwei_5=P3^7;

sbitwei_6=P3^1;

sbitBEEP=P3^0;

/**************************一些寄存器的设计********************************/

ucharKeyNO;

//键盘值

ucharduan_1;

//段选中间值

ucharx;

//控制小数点的显示

uchardatadata_count[5]={0,0,0,0,0};

//只能用0~9

uchardatadata_use[5]={0,0,0,0,0};

//显示数组

ucharsCode,kCode,i1,k;

//检查键盘的值所用寄存器

ucharkey_value[]=//键盘值

{

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16

};

ucharkey_count;

longadd,cut,multiply,divide,divide_1;

//加减乘除的计算结果

longdata_qian[5]={0,0,0,0,0};

//第一次输入的结果，存入这里面

longdata_hou[5]={0,0,0,0,0};

//被加数，乘数，除数，被减数，放入这里面

longcount1,count2;

ucharkey_control;

ucharasd;

ucharoperation_select,operation_select_1;

ucharmn;

//控制只进行除法运算，一次完后必须复位，

/**************************************************************************/

/****************************函数的定义*******************************/

voidDelay（uintmasd）;

voiddisplay（）;

voidduan_selct（）;

voidBeep（）;

voidKeys_Scan（）;

voidkey_decide（）;

voidjia（）;

voidjian（）;

voidcheng（）;

voidchu（）;

voidfuzhi（）;

voidkeybord（uchara）;

voidDelayMS（uintms）;

/*****************************************************************/

/****************************主函数**************************************/

/****************************************************************************/

main（）

key_data=0X0F;

P3=0XFF;

EX0=1;

//开外部中断0

IT0=0;

//外部中断0选用电平触发方式

PX0=1;

//外部中断0为高级中断源

wei_6=0;

EA=1;

//开总中断

BEEP=1;

while

（1）

{

P1=0X0f;

//data_count[0]=key_value[KeyNO];

//位1~15的值

display（）;

}

}

/*********************************************************************/

/***************************************************************************/

/****函数功能：

外部中断0的终段服务函数，外部中断判断按键*********************/

/******************************************************************/

/******************************************************************/

voidkey_int（）interrupt0

DelayMS

（1）;

EA=0;

BEEP=0;

P1=0XF0;

//if（P1!

=0XF0）

//{

key_data=0xF0;

//Beep（）;

Keys_Scan（）;

P1=0XF0;

while（P1!

=0XF0）;

P1=0X0F;

Delay

（1）;

key_decide（）;

BEEP=1;

EA=1;

//}

//EA=1;

/*****************************************************************************、/*函数功能：

确定每一个按键的功能（0~9数值），10~加；

11~减；

12~乘；

13~除；

14~等于；

15：

清除***/

voidkey_decide（）

switch（key_value[KeyNO]）

case0:

keybord（0）;

break;

case1:

keybord

（1）;

case2:

keybord

（2）;

case3:

keybord（3）;

case4:

keybord（4）;

case5:

keybord（5）;

case6:

keybord（6）;

case7:

keybord（7）;

case8:

keybord（8）;

case9:

keybord（9）;

case10:

operation_select=1;

if（key_control==0）

asd=0;

data_qian[4]=data_use[4];

data_qian[3]=data_use[3];

data_qian[2]=data_use[2];

data_qian[1]=data_use[1];

data_qian[0]=data_use[0];

data_use[0]=0;

data_use[1]=0;

data_use[2]=0;

data_use[3]=0;

data_use[4]=0;

key_control=1;

}

elseif（key_control==1）

{

data_hou[4]=data_use[4];

data_hou[3]=data_use[3];

data_hou[2]=data_use[2];

data_hou[1]=data_use[1];

data_hou[0]=data_use[0];

if（operation_select_1==1）jia（）;

elseif（operation_select_1==2）jian（）;

elseif（operation_select_1==3）cheng（）;

elseif（operation_select_1==4）chu（）;

operation_select_1=1;

case11:

operation_select=2;

}

operation_select_1=2;

case12:

operation_select=3;

operation_select_1=3;

case13:

operation_select=4;

mn=1;

operation_select_1=4;

case14:

data_hou[4]=data_use[4];

data_hou[3]=data_use[3];

data_hou[2]=data_use[2];

data_hou[1]=data_use[1];

data_hou[0]=data_use[0];

if（operation_select==1）jia（）;

elseif（operation_select==2）jian（）;

elseif（operation_select==3）cheng（）;

e