单片机计算器论文.docx

基于单片机的计算器制作班级姓名摘要: 计算器是现实生活中是比较的常见的电子产品之一。计算器的运算能力和性能还在发展之中。随着现代科技的发展,对计算机的算能力与速度要求越来越高。计算器是不断追求更高,更快。所以,这次设计是用单片机来设计的简单的四则运算的八位计算器。该设计主要是由 AT89S52 单片机。采用是 proteusISIS 的设计与仿真, keil uVision4 的单片机编程,和 protel99se 的制作 PCB 电路板。关键字:单片机, AT89S52 ,LCD1602 ,计算器。 单片机 8051 是MCS-51 系列单片机的典型产品,以这一代表性的机型进行系统的讲解。 8051 单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM) 、数据存储器(RAM) 、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线,其内部结构如图 1所示,现在分别加以说明: 图18051 内部结构图 中央处理器中央处理器(CPU) 是整个单片机的核心部件,是 8位数据宽度的处理器,能处理 8 位二进制数据或代码,CPU 负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,完成运算和控制输入输出功能等操作。 数据存储器(RAM) : 8051 内部有 128 个8 位用户数据存储单元和 128 个专用寄存器单元,它们是统一编址的,专用寄存器只能用于存放控制指令数据,用户只能访问,而不能用于存放用户数据,所以,用户能使用的 RAM 只有 128 个,可存放读写的数据,运算的中间结果或用户定义的字型表。 程序存储器(ROM) : 8051 共有 4096 个8位掩膜 ROM ,用于存放用户程序,原始数据或表格。定时/计数器: 8051 有两个 16 位的可编程定时/ 计数器,以实现定时或计数产生中断,用于控制程序转向。 并行输入输出(I/O) 口: 8051 共有 4组8位I/O 口(P0 、P1、P2和P3) ,用于对外部数据的传输。 全双工串行口: 8051 内置一个全双工串行通信口,用于与其它设备间的串行数据传送,该串行口既可以用作异步通信收发器,也可以当同步移位器使用。 中断系统: 8051 具备较完善的中断功能,有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断,可满足不同的控制要求,并具有 2级的优先级别选择。 时钟电路: 8051 内置最高频率达 12MHz 的时钟电路,用于产生整个单片机运行的脉冲时序, 但8051 单片机需外置振荡电容。单片机的结构有两种类型,一种是程序存储器和数据存储器分开的形式,即哈佛(Harvard) 结构,另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构,即普林斯顿(Princeton) 结构。INTEL 的MCS-51 系列单片机采用的是哈佛结构的形式,而后续产品 16位的 MCS-96 系列单片机则采用普林斯顿结构。下图是 MCS-51 系列单片机的内部结构示意图 2。图2MCS-51 内部结构图 MCS-51 的引脚说明: MCS-51 系列单片机中的 8031 、8051 及8751 均采用 40Pin 封装的双列直插 DIP 结构,下图是它们的引脚配置, 40 个引脚中,正电源和地线两根,外置石英振荡器的时钟线两根,4组8位共 32个I/O 口,中断口线与 P3口线复用。现在对这些引脚的功能加以说明:如图 3所示。图3双列直插式封装引脚图 P9脚:RESET/V pc复位信号复用脚,当8051 通电,时钟电路开始工作,在RESET 引脚上出现 24 个时钟周期以上的高电平,系统即初始复位。初始化后,程序计数器 PC 指向 0000H ,P0-P3 输出口全部为高电平,堆栈指针写入 07H ,其它专用寄存器被清“0”。 RESET 由高电平下降为低电平后,系统即从 0000H 地址开始执行程序。然而,初始复位不改变 RAM (包括工作寄存器 R0-R7 )的状态, 8051 的初始态。 8051 的复位方式可以是自动复位,也可以是手动复位。此外,RESET/V pd还是一复用脚, 掉电其间,此脚可接上备用电源,以保证单片机内部 RAM 的数据不丢失。如下图 4为两种复位方式和两种时钟方式: 上电自动复位手动复位电路内部时钟方式外部时钟方式图4复位方式和时钟方式 P30 脚:ALE/ 当访问外部程序器时,ALE( 地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部程序存储器时,ALE 端将有一个 1/6 时钟频率的正脉冲信号,这个信号可以用于识别单片机是否工作,也可以当作一个时钟向外输出。它还有一个特点是, 当访问外部程序存储