AT89C51单片机C实现简易计算器

1、AT89C51单片机简易计算器得设计一、总体设计根据功能与指标要求，本系统选用MCS-5系列单片机为主控机。 通过扩展必要得外围接口电路，实现对计算器得设计。具体设计如下：（1）由于要设计得就是简单得计算器，可以进行四则运算，为 了得到较好得显示效果，采用LCD显示数据与结果。（2）另外键盘包括数字键（09）、符号键（+、-、x、+）、 清除键与等号键，故只需要16个按键即可，设计中采用集成得计算 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示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值 转换与存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入得数 值，按

2、等号就会在LCDt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 LCDt显示 相应得提示,如：当输入得数值或计算得到得结果大于计算器得表示 范围时，计算器会在LCDt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：圏1系筑方案图二、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：采用LCD 静态显示。按键部分：采用 4*4键盘；利用MM74C92为4*4得键盘 扫描IC,读取输入得键值。总体设计效果如下图：*3 呼 E*Cdf/三二Clb箭也1H'li- -fnTp l.p 切屮町紅1Dl-llJ TD + Td g电

3、1 *i>H -rn憎起二世Pn L 4TT311 叩 “ebj n丄 MUIJtL-J.-VMJts时4竹 陀站4"Z TZnv=1 QRtDN 1 PL 二巧.155讣：*)网1rr-HPl %T1PM百E.N C Fil rP) J耶.ryua-B. 旨 Mb TH1STT H -.勞.£J_: R*:奇的I mIHUlkEMnirIt0 B.Ea（二）、键盘接口电路计算器输入数字与其她功能按键要用到很多按键，如果采用独立按键得方式，在这种情况下，编程会很简单，但就是会占用大量得I/O 口资源，因此在很多情况下都不采用这种方式， 而就是采用矩阵键盘 得方案。矩阵

4、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，在行线与列线得每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按 键得个数就为4X 4个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统 中I/O 口得利用率。矩阵键盘得工作原理：计算器得键盘布局如图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16个按键功能，这种形式在单片机系统中也 最常用DB：*0回冃图2矩阵键盘布局图1旧 11*_1'1 Q：11<1 创一'1Utu矩阵键盘内部电路图如图3所示:为了进一步节省单片机I/O 口资源，我们在设计中使用了 MM74C92芯片。MM74C92就是一款4*4键盘扫描

5、IC,它可检测到与 之相连得4*4键盘得按键输入，并通过数据输出口将按键相应得编码 输出。其引脚图如图4所示：图4 MM94C22硬件图MM74C922I 脚说明：(1) 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。 DOA DOD(Dataout AD，脚 1417)：按键之 BCD码输出，其 中 DOA为 LSB DOD MSBVCC (脚18):电源脚，+3V+15V ab126计算公式大全(5) GND (脚9)：接地管脚。新艺图库(6) OSC (Oscillator ，脚5)：键盘扫描电路之频率所需外加电容 得连引

6、脚。KBM (Keyboard Mask，脚6)：内部消除开关弹跳电路所外加电 容得引脚。(8) OE (Out put En able，脚13)：芯片致能脚，接低电位可使芯片 致能。(9) DA (Data Available ，脚12)：数据有效输出脚。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。MM74C92对各按键得响应如下表所示：Truth Tablesp(i isD'thfougti 11)SwitchPosition "d N T AO uTABC0£ (Note 101234579 a 1011¥1X1 Y1JC2

7、 V1,X3 YtX4 Y2.X1 Y2.X2 V2,X3 ¥2X4 Y3,X1 Y3,X2 Y3Jt3fl0 (J c00000QQ'O'000001000如下图5所示，在本设计中，计算器输入键盘得4条行线、列线 分别连接到MM74C92得X1-X4、Y1-Y4引脚，MM74C92得数据输出 口与单片机得P2 口相连，MM74C92得DA引脚经过一个非门连接到 单片机得/INTO脚，当MM74C92检测到键盘输入时，DA产生高电平， 与之相连得/INTO检测到低电平，给单片机一个中断，单片机从P2口得低四位读入键盘上按下得键得值。 十Qu3切U3强目- - - -

8、- - _ . . -£.nHfU1 -Keiut 9ECXIK4Y1Vi73Y49 7-2-y；计：j5：S： 74HGM ，汀吕;T"tJt4?4CS22<T> 1a945I 612i 3QLC-JClAc寸(Pins 13 ffiroijij,hi 119Switch Poailitlon12Y4,X113¥4X214Y4,X315Y4,X416Y5(hole11， X117Y5 fNote 1), X2IB¥6 fNorte 1h X31»¥6 Note 1). X4DA A01锁0101T 000110011A

9、C111I00000 011110000U FUiNoTw 1 TiDi0fl01111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实现不同得功能或显示相应数据。 - LCDI' LMJ3L-TD<t总奥 eaaaaBe&斗謂I耶国申匪目皐创图6 LCD模块（四）运算模块（单片机控制）MCS-51单片机就是在一块芯片中集成了 CPU RAM ROM定时器 /计数器与多功能I/O等一台计算机所需要得基本功能部件。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（

10、RAM、程序存储器（ROM/E PROM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。单片机就是靠程序运行得，并且可以修改。通过不同得程序实现 不同得功能，尤其就是特殊得独特得一些功能，通过使用单片机编写 得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 机作为计算器得主要功能部件，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得计算器，其功能主要如下：1、2、3、4、键盘输入；数值显示；力口、减、乘、除四则运算；对错误得控制及提示；1、2、3、4、针对上述功能，计算器软件程序要完成以下模块得设计： 键盘输入检测模块LCD显示模块；算术运算模块

11、错误处理及提示模块。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得判断，以进行下一步得程序处理。 /* 外部中断 0处理函数 void INT_0( void ) interrupt 0 key=translate(P2&0x0f); if (key<= '9' &&key>='0' )*/using 0/ 判断按下得键就是否为数值num=num*10+(key- '0' if (operators>0

12、) y=num; iny=1;else x=num;if (num<134217728&&num>-134217728) / 当前数值就是否超出限定范围 display(num);elsedataoverflow();); elseswitch (key) case'c' : x=0; y=0; num=0; iny=0; operators=0; display(num); break ;casearithmetic(); iny=0; operators=0; num=0; break ;'+' : if (operators)

13、arithmetic(); operators=1; num=0; break ;case '-' :if (operators) arithmetic(); operators=2; num=0; break ;case '*' :if (operators)casearithmetic(); operators=3; num=0; break ;case '/' :if (operators) arithmetic(); operators=4;num=0; break ;2、 利用功能或显示相应数据。LCD显示程序设计LCD静态显示，通过程

14、序向LCD写指令字或数据使LCD完成不同/*LCD 初始化函数 void*/init_LCM()write_(0x30);write_(0x30);write_(0x30);write_(0x38);write_(0x08);write_(0x01);write_(0x06);write_(0x0e);/*LCD 写数据函数 */ write_data( char ddata)voidRS=1;/* 写指令 */R_W=0;EN=1;/* 使能信号开 */P仁ddata; /*将数据送入p1 口 */EN=0;/* 使能信号关 */ check_BF();/*LCD 写指令函数 */ writ

15、e_( char mand)voidRS=0;/* 写指令 */R_W=0;EN=1;/*使能信号开*/P仁mand/*将数据送入p1 口 */EN=0;/* 使能信号关 */check_BF();/*LCD 检查忙碌函数 */void check_BF()char i,x=0x80;P1=0xff;while (x&0x80)RS=0;R_W=1;EN=1;x=P1;EN=0;for (i=0;i<10;i+);EN=0;/* 关闭使能信号 */*LCD 清屏函数 */ void clearLCD() write_(0x01);/*LCD 显示函数 */ void displa

16、y( long a)long temp,b,c=-1; int lenth=1,i,j; clearLCD();if (a<0) a=a*c;write_data( '-' ); temp=a;while (temp=temp/10)!=0) lenth+;for (i=lenth;i>0;i-) b=1;for (j=0;j<i-1;j+) b=b*10; write_data(0x30+a/b); a=a%b;算术运算程序设计3、4、错误处理及提示程序设计/*除数为处理函数 *void dealerror()int i=0;clearLCD();for (i=0;i<5;i+)write_data(er