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基于單片機(jī)簡(jiǎn)易計(jì)算器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

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ID:435679 發(fā)表于 2018-11-29 13:51 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
題    目：基于單片機(jī)簡(jiǎn)易計(jì)算器的設(shè)計(jì)
院 （系）：信息與通信學(xué)院
專    業(yè)： 電子信息工程  

摘 要

簡(jiǎn)易計(jì)算器是一種非常廣泛日常工具，對(duì)現(xiàn)代社會(huì)越來(lái)越流行。它可以進(jìn)行一些簡(jiǎn)易的計(jì)算。本系統(tǒng)提供詳細(xì)的時(shí)、分、秒、年、月、日的時(shí)間信息，同時(shí)還可進(jìn)行簡(jiǎn)易的計(jì)算信息，還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。該電路采用AT89S52單片機(jī)作為核心，功耗小，能在3V的低壓工作，電壓可選用3~5V電壓供電。本系統(tǒng)硬件部分由AT89S52單片機(jī)、LCD1602液晶屏、鍵盤、指示燈系統(tǒng)等部分構(gòu)成。軟件部分在keil環(huán)境下用C51語(yǔ)言編寫，包括時(shí)間設(shè)置、時(shí)間顯示、簡(jiǎn)易計(jì)算顯示等。

目錄

摘要1
引言 3
1  單片機(jī)及其應(yīng)用3
11單片機(jī)介紹3
12單片機(jī)的應(yīng)用4
13 AT89S52單片機(jī)4
2  液晶屏LCD1602原理及應(yīng)用 7
21液晶屏LCD1602介紹及工作原理 7
22 液晶屏LCD1602的功能及應(yīng)用7
3  設(shè)計(jì)思路、仿真及調(diào)試12  
31設(shè)計(jì)方法12
32硬件設(shè)計(jì) 12
321按鍵調(diào)整電路12
322復(fù)位電路13
323 液晶屏LCD1602顯示電路13
324 LED指示電路13
325 4*4鍵盤的設(shè)計(jì)14
326 簡(jiǎn)易計(jì)算器的總電路14
33軟件設(shè)計(jì) 15
34軟件仿真15
35硬件調(diào)試16
4  結(jié)束語(yǔ) 17
謝辭18
參考文獻(xiàn)19
附件20

引言
眾所周知單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)要制作的就是單片機(jī)于生活中最為常見(jiàn)的異種應(yīng)用——簡(jiǎn)易計(jì)算器。本簡(jiǎn)易計(jì)算器AT89S52單片機(jī)作為核心，可以顯示簡(jiǎn)易的計(jì)算和時(shí)間，時(shí)間可以人為設(shè)定；另外還可以顯示當(dāng)前的日歷，顯示格式為年（四位），月（兩位），日（兩位）。設(shè)置時(shí)間時(shí)的位切換、設(shè)定數(shù)值、啟動(dòng)定時(shí)器、切換日歷通過(guò)外部中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)易計(jì)算器不僅可以進(jìn)行簡(jiǎn)易的計(jì)算還可以顯示時(shí)間。簡(jiǎn)易計(jì)算器顯示電路由LCD1602組成， 制作一個(gè)單片機(jī)計(jì)時(shí)裝置需要的材料需要有軟硬件的支持，硬件方面AT89C51單片機(jī)，晶振，電源，液晶屏LCD1602。
  • 單片機(jī)及其應(yīng)用
單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
  

1.1 單片機(jī)介紹：
單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣
單片機(jī)是靠程序運(yùn)行的，并且可以修改。通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國(guó)50年代開(kāi)發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來(lái)搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國(guó)70年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì)有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過(guò)你編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！
單片機(jī)的硬件特性：?jiǎn)纹瑱C(jī)集成度高。單片機(jī)包括CPU、4KB容量的ROM（8031 無(wú)）、128 B容量的RAM、 2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、4個(gè)8位并行口、全雙工串口行口。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，實(shí)現(xiàn)模塊化。

1.2 單片機(jī)的應(yīng)用
目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇：
（1）在智能儀器儀表上的應(yīng)用
（2）在工業(yè)控制中的應(yīng)用
（3）在家用電器中的應(yīng)用
（4）在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用
（5）單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用
（6）在各種大型電器中的模塊化應(yīng)用
（7）單片機(jī)在汽車設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用
　   此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。

1.3  AT89S52單片機(jī)
              AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。
              AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。
主要性能
              1、與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容
              2 、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器
              3 、1000次擦寫周期
              4 、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz
              5 、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器
              6 、32個(gè)可編程I/O口線
              7 、三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器
              8、八個(gè)中斷源
              9、全雙工UART串行通道
              10、 低功耗空閑和掉電模式
              l 1、掉電后中斷可喚醒
              l 2、看門狗定時(shí)器
              l3、 雙數(shù)據(jù)指針
              l4、 掉電標(biāo)識(shí)符
引腳結(jié)構(gòu)
P0 口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。
P1 口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P1 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。
引腳號(hào)第二功能
P1.0 T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出
P1.1 T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制）
P1.5 MOSI（在系統(tǒng)編程用）
P1.6 MISO（在系統(tǒng)編程用）
P1.7 SCK（在系統(tǒng)編程用）
P2 口：P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P2 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR）時(shí)，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX @RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。P3 口：P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P3 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。
P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。
引腳號(hào)第二功能
P3.0 RXD（串行輸入）
P3.1 TXD（串行輸出）
P3.2 INT0(外部中斷0)
P3.3 INT0(外部中斷0)
P3.4 T0（定時(shí)器0外部輸入）
P3.5 T1（定時(shí)器1外部輸入）
P3.6 WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)
P3.7 RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)
RST: 復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)，RST腳持續(xù)2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。看門狗計(jì)時(shí)完成后，RST 腳輸出96 個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無(wú)效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE/PROG：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在flash編程時(shí)，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址為8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無(wú)效。這一位置“1”，ALE 僅在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時(shí)有效。否則，ALE 將被微弱拉高。這個(gè)ALE 使能標(biāo)志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。PSEN:外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。
當(dāng)AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PSEN將不被激活。EA/VPP:訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，EA必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。
2  LCD1602的原理及其應(yīng)用
2.1 液晶屏LCD1602的介紹：

LCD1602已很普遍了，具體介紹我就不多說(shuō)了，市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來(lái)的2條線是背光電源線VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣。

2.2 液晶屏LCD1602的功能及應(yīng)用
   1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無(wú)背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說(shuō)明如表10-13所示:
編號(hào)
符號(hào)
引腳說(shuō)明
編號(hào)
符號(hào)
引腳說(shuō)明
1
VSS
電源地
9
D2
數(shù)據(jù)
2
VDD
電源正極
10
D3
數(shù)據(jù)
3
VL
液晶顯示偏壓
11
D4
數(shù)據(jù)
4
RS
數(shù)據(jù)/命令選擇
12
D5
數(shù)據(jù)
5
R/W
讀/寫選擇
13
D6
數(shù)據(jù)
6
E
使能信號(hào)
14
D7
數(shù)據(jù)
7
D0
數(shù)據(jù)
15
BLA
背光源正極
8
D1
數(shù)據(jù)
16
BLK
背光源負(fù)極
表10-13：引腳接口說(shuō)明表
第1腳：VSS為地電源。
第2腳：VDD接5V正電源。
第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。
第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。
第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。
第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。
第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。
第15腳：背光源正極。
第16腳：背光源負(fù)極。
10．8．2．3 1602LCD的指令說(shuō)明及時(shí)序
1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表10-14所示：
序號(hào)
指令
RS
R/W
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
1
清顯示
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
2
光標(biāo)返回
0
0
0
0
0
0
0
0
1
*
3
置輸入模式
0
0
0
0
0
0
0
1
I/D
S
4
顯示開(kāi)/關(guān)控制
0
0
0
0
0
0
1
D
C
B
5
光標(biāo)或字符移位
0
0
0
0
0
1
S/C
R/L
*
*
6
置功能
0
0
0
0
1
DL
N
F
*
*
7
置字符發(fā)生存貯器地址
0
0
0
1
字符發(fā)生存貯器地址
8
置數(shù)據(jù)存貯器地址
0
0
1
顯示數(shù)據(jù)存貯器地址
9
讀忙標(biāo)志或地址
0
1
BF
計(jì)數(shù)器地址
10
寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）
1
0
要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容
11
從CGRAM或DDRAM讀數(shù)
1
1
讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容
表10-14：控制命令表
1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（說(shuō)明：1為高電平、0為低電平）
指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。
指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。
指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無(wú)效。
指令4：顯示開(kāi)關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開(kāi)與關(guān)，高電平表示開(kāi)顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開(kāi)與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。
指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。
指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。
指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。
指令8：DDRAM地址設(shè)置。
指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。
指令10：寫數(shù)據(jù)。
指令11：讀數(shù)據(jù)。
與HD44780相兼容的芯片時(shí)序表如下：
讀狀態(tài)
輸入
RS=L，R/W=H，E=H
輸出
D0—D7=狀態(tài)字
寫指令
輸入
RS=L，R/W=L，D0—D7=指令碼，E=高脈沖
輸出
無(wú)
讀數(shù)據(jù)
輸入
RS=H，R/W=H，E=H
輸出
D0—D7=數(shù)據(jù)
寫數(shù)據(jù)
輸入
RS=H，R/W=L，D0—D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖
輸出
無(wú)
表10-15：基本操作時(shí)序表
讀寫操作時(shí)序如圖10-55和10-56所示：
圖10-56 寫操作時(shí)序
10．8．2．4 1602LCD的RAM地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)表
液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖10-57是1602的內(nèi)部顯示地址。
圖10-57 1602LCD內(nèi)部顯示地址
例如第二行第一個(gè)字符的地址是40H，那么是否直接寫入40H就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置呢？這樣不行，因?yàn)閷懭腼@示地址時(shí)要求最高位D7恒定為高電平1所以實(shí)際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。
在對(duì)液晶模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時(shí)光標(biāo)是自動(dòng)右移的，無(wú)需人工干預(yù)。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。
1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，如圖10-58所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母“A”
圖10-58 字符代碼與圖形對(duì)應(yīng)圖
3  設(shè)計(jì)思路、仿真及調(diào)試
3.1 設(shè)計(jì)方法
本電路設(shè)計(jì)采用AT89S52單片機(jī)為核心，利用晶振產(chǎn)生頻率為1HZ的時(shí)鐘脈沖信號(hào)，利用液晶屏LCD1602顯示計(jì)算及其時(shí)間信息，通過(guò)對(duì)AT89S52單片機(jī)的編程控制液晶屏LCD1602的顯示。顯示計(jì)算和簡(jiǎn)易計(jì)算的信息同在LCD1602，通過(guò)按鍵切換選擇。外部按鍵可及時(shí)設(shè)定或調(diào)整時(shí)間或計(jì)算的信息。
3.2 硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)為核心，本系統(tǒng)選用12MHZ的晶振，，使得單片機(jī)有合理的運(yùn)行速度。起振電容30pF對(duì)振蕩器的頻率高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性影響較合適，復(fù)位電路為按鍵高電平復(fù)位。

3.2.1按鍵調(diào)整電路
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桂林電子科技大課程設(shè)計(jì)（論文）專用紙                                         第 1 頁(yè) 共 34 頁(yè)
S0為調(diào)秒的按鍵，當(dāng)按下S0時(shí)秒加1，S1為調(diào)分的按鍵，當(dāng)按S1時(shí)分加1，S2按鍵為調(diào)時(shí)，當(dāng)按下S2時(shí)，時(shí)加1，S3按鍵為調(diào)日，當(dāng)按下S3時(shí)日加1，S4為調(diào)月，當(dāng)按下S4時(shí)月加1，S5為調(diào)年，當(dāng)按下S5時(shí)年加1；S6為時(shí)間顯示建，S7為計(jì)算顯示鍵。
3.2.2復(fù)位電路
3.2.3液晶屏LCD1602顯示
3.2.4 LED指示電路
當(dāng)單片機(jī)通電時(shí)LED亮
3.2.5 4*4鍵盤的設(shè)計(jì)
鍵盤功能如下：
3.2.6簡(jiǎn)易計(jì)算器的總電路
硬件設(shè)計(jì)中用Protel99se畫(huà)原理圖和PCB圖  如圖1所示原理圖：
圖1
3.3 軟件設(shè)計(jì)
   本電路軟件設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言編寫程序（具體程序在附件中給出）。程序設(shè)計(jì)主要包括簡(jiǎn)易計(jì)算的編程，按鍵編程，時(shí)間控制編程，液晶屏LCD1602的顯示編程。

3.4 軟件仿真
在硬件設(shè)計(jì)完成后，利用軟件對(duì)其進(jìn)行仿真，以盡可能的減少做板的次數(shù)。本次我采用Proteus軟件仿真。
如圖2所示，簡(jiǎn)易計(jì)算器的時(shí)間顯示
如圖3所示 簡(jiǎn)易計(jì)算器的計(jì)算顯示軟件仿真正常，可進(jìn)行硬件制作。
圖2
圖3
3.5 硬件調(diào)試
做好電路板，按鍵使用正確，時(shí)間顯示正常，計(jì)算功能也正常！如下圖：
4  結(jié)論
  在用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易計(jì)算的設(shè)計(jì)中使用到了AT89s52、LCD1602及其4*4鍵盤的使用。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我通過(guò)在網(wǎng)上和圖書(shū)館查閱資料，收集了關(guān)于單片機(jī)和液晶屏LCD1602顯示方面的資料，通過(guò)對(duì)這些資料的學(xué)習(xí)，我了解了單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和單片機(jī)在生活和生產(chǎn)中所發(fā)揮的作用；液晶屏LCD1602的原理和使用。本次課程設(shè)計(jì)完成的主要工作和任務(wù)如下：對(duì)設(shè)計(jì)方案的理論研究，單片機(jī)的合理選型，硬件電路的設(shè)計(jì)，電路板的制作，元器件的焊接，軟件的編寫和調(diào)試以及課設(shè)論文的制作。通過(guò)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易計(jì)算器的過(guò)程中我掌握了單片機(jī)的基本原理及其各種應(yīng)用，對(duì)它的各種硬件接口與軟件設(shè)計(jì)方法有較深入的認(rèn)識(shí)。通過(guò)對(duì)電路原理圖、pcb圖的繪制，電路仿真、電路板的制作掌握了對(duì)proteus仿真軟件的使用。


附  件
硬件電路原理圖：

單片機(jī)源程序如下:
  1. #include <reg52.h>
  2. #define uchar unsigned char
  3. #define uint unsigned int
  4. sbit rs=P0^0;
  5. sbit rw=P0^1;
  6. sbit e=P0^2;
  7. sbit k0=P1^0;
  8. sbit k1=P1^1;
  9. sbit k2=P1^2;
  10. sbit k3=P1^3;
  11. sbit k4=P1^4;
  12. sbit k5=P1^5;
  13. sbit k6=P1^6;
  14. sbit k7=P1^7;
  15. unsigned char code digit[ ]={"0123456789"};    //定義字符數(shù)組顯示數(shù)字
  16. unsigned char s,m,h,day,month,year,count;
  17. void write_dat(uchar dat);
  18. void write_com(uchar com);
  19. void keyscan();
  20. /**********************
  21. 功能說(shuō)明：
  22. 顯示編碼，加上0x30，
  23. 分別為'1','2','3','+',
  24. '4','5','6','-',等
  25. **********************/
  26. uchar code table1[]=
  27. {
  28. 1,2,3,0x2b-0x30,
  29. 4,5,6,0x2d-0x30,
  30. 7,8,9,0x2a-0x30,
  31. 0,0x3d-0x30,0x01-0x30,0x2f-0x30
  32. };

  34. uchar k=0,flag=0,num,fuhao,i;

  36. long a,b,c;


  39. void delay(uint z)
  40. {
  41.     uint x,y;
  42.     for(x=z;x>0;x--)
  43.         for(y=110;y>0;y--);
  44. }
  45. /*****************************************************
  46. 函數(shù)功能：指定字符顯示的實(shí)際地址
  47. 入口參數(shù)：x
  48. ***************************************************/
  49. void WriteAddress(unsigned char x)
  50. {
  51.      write_com(x|0x80); //顯示位置的確定方法規(guī)定為"80H+地址碼x"
  52. }
  53. /******************************************************************************
  54. 函數(shù)功能：顯示小時(shí)                        
  55. ******************************************************************************/
  56. void DisplayHour()
  57. {
  58.    unsigned char i,j;
  59.               i=h/10;                //取整運(yùn)算，求得十位數(shù)字
  60.               j=h%10;                //取余運(yùn)算，求得各位數(shù)字
  61.    WriteAddress(0x45);     //寫顯示地址，將十位數(shù)字顯示在第2行第0列
  62.               write_dat(digit[i]);   //將十位數(shù)字的字符常量寫入LCD
  63.      write_dat(digit[j]);   //將個(gè)位數(shù)字的字符常量寫入LCD

  65. }
  66. /******************************************************************************
  67. 函數(shù)功能：顯示分鐘                        
  68. ******************************************************************************/
  69. void DisplayMinute()
  70. {
  71.   unsigned char i,j;
  72.    i=m/10;                 //取整運(yùn)算，求得十位數(shù)字
  73.               j=m%10;                //取余運(yùn)算，求得各位數(shù)字
  74.    WriteAddress(0x48);     //寫顯示地址，將十位數(shù)字顯示在第2行第3列
  75.               write_dat(digit[i]);   //將十位數(shù)字的字符常量寫入LCD
  76.               write_dat(digit[j]);   //將個(gè)位數(shù)字的字符常量寫入LCD

  78. }
  79. /******************************************************************************
  80. 函數(shù)功能：顯示秒                       
  81.   ******************************************************************************/
  82. void DisplaySecond()
  83. {
  84.    unsigned char i,j;
  85.                 i=s/10;                //取整運(yùn)算，求得十位數(shù)字
  86.               j=s%10;                //取余運(yùn)算，求得各位數(shù)字
  87.    WriteAddress(0x4b);     //寫顯示地址，將十位數(shù)字顯示在第2行第6列
  88.               write_dat(digit[i]);   //將十位數(shù)字的字符常量寫入LCD
  89.     write_dat(digit[j]);   //將個(gè)位數(shù)字的字符常量寫入LCD
  90. }


  93. /******************************************************************************
  94. 函數(shù)功能：顯示小時(shí)                        
  95. ******************************************************************************/
  96. void DisplayYear()
  97. {
  98.    unsigned char i,j;
  99.               i=year/10;                //取整運(yùn)算，求得十位數(shù)字
  100.               j=year%10;                //取余運(yùn)算，求得各位數(shù)字
  101.    WriteAddress(0x07);     //寫顯示地址，將十位數(shù)字顯示在第2行第0列
  102.               write_dat(digit[i]);   //將十位數(shù)字的字符常量寫入LCD
  103.      write_dat(digit[j]);   //將個(gè)位數(shù)字的字符常量寫入LCD

  105. }
  106. /******************************************************************************
  107. 函數(shù)功能：顯示分鐘                        
  108. ******************************************************************************/
  109. void DisplayMonth()
  110. {
  111.   unsigned char i,j;
  112.    i=month/10;                 //取整運(yùn)算，求得十位數(shù)字
  113.               j=month%10;                //取余運(yùn)算，求得各位數(shù)字
  114.    WriteAddress(0x0a);     //寫顯示地址，將十位數(shù)字顯示在第2行第3列
  115.               write_dat(digit[i]);   //將十位數(shù)字的字符常量寫入LCD
  116.               write_dat(digit[j]);   //將個(gè)位數(shù)字的字符常量寫入LCD

  118. }
  119. /******************************************************************************
  120. 函數(shù)功能：顯示秒                       
  121.   ******************************************************************************/
  122. void DisplayDay()
  123. {
  124.    unsigned char i,j;
  125.                 i=day/10;                //取整運(yùn)算，求得十位數(shù)字
  126.               j=day%10;                //取余運(yùn)算，求得各位數(shù)字
  127.    WriteAddress(0x0d);     //寫顯示地址，將十位數(shù)字顯示在第2行第6列
  128.               write_dat(digit[i]);   //將十位數(shù)字的字符常量寫入LCD
  129.     write_dat(digit[j]);   //將個(gè)位數(shù)字的字符常量寫入LCD
  130. }
  131. void keyscan2()
  132.               {if(k0==0)
  133.                  {delay(5);
  134.                   if(k0==0)
  135.                     {
  136.                               s++;
  137.                      if(s==60)
  138.                      s=0;
  139.                      }
  140.                   }
  141.                 if(k1==0)
  142.                   {delay(5);
  143.                    if(k1==0)
  144.                      {m++;
  145.                       if(m==60)
  146.                         m=0;
  147.                       }
  148.                    }
  149.                               if(k2==0)
  150.                   {delay(5);
  151.                    if(k2==0)
  152.                      {h++;
  153.                       if(h==60)
  154.                        h=0;
  155.                       }
  156.                    }

  158.                               if(k3==0)
  159.                   {delay(5);
  160.                    if(k3==0)
  161.                      {day++;
  162.                       if(day==30)
  163.                        day=0;
  164.                       }
  165.                    }
  166.                               if(k4==0)
  167.                   {delay(5);
  168.                    if(k4==0)
  169.                      {month++;
  170.                       if(month==13)
  171.                         month=0;
  172.                       }
  173.                    }
  174.         if(k5==0)
  175.                   {delay(5);
  176.                    if(k5==0)
  177.                      {year++;
  178.                       if(year==99)
  179.                          year=0;
  180.                       }
  181.                    }

  183.                 }
  184.             
  185. void keyscan()
  186. {
  187.     uchar temp;
  188.     P3=0xfe;
  189.     temp=P3;
  190.     temp=temp&0xf0;
  191.     while(temp!=0xf0)
  192.     {
  193.        delay(5);
  194.        temp=P3;
  195.        temp=temp&0xf0;
  196.        while(temp!=0xf0)
  197.        {
  198.            temp=P3;
  199.            switch(temp)
  200.            {
  201.               case 0xee:num=0;
  202.                 break;  
  203.               case 0xde:num=1;
  204.              break;
  205.               case 0xbe:num=2;
  206.              break;
  207.               case 0x7e:num=3;
  208.              break;
  209.             }  
  210.              while(temp!=0xf0)
  211.                 { temp=P3;
  212.                   temp=temp&0xf0;
  213.            }
  214.            }

  216. /*當(dāng)按下1,2,3，松手后執(zhí)行下面這段語(yǔ)句*/
  217.            if(num==0||num==1||num==2)
  218.            {

  220.                 if(flag==0)
  221.                    a=a*10+table1[num];//如果沒(méi)有按符號(hào)鍵,符號(hào)前的數(shù)值為a
  222.                 else if(flag==1)
  223.                    b=b*10+table1[num];  //如果按了符號(hào)鍵,符號(hào)后的數(shù)值為b

  225.                 if(k==1)    //如果之前按了'='號(hào),再按鍵時(shí)清屏，進(jìn)行下一次計(jì)算
  226.              {
  227.                  k=0;
  228.                     write_com(0x01);
  229.              }
  230.          }
  231.             else if(num==3)   //判斷按下'+'
  232.       {
  233.                  flag=1;
  234.                  fuhao=1;
  235.          }

  237.           i=table1[num];    //顯示按下的鍵
  238.           write_dat(0x30+i);

  240.        }
  241.     P3=0xfd;
  242.     temp=P3;
  243.     temp=temp&0xf0;
  244.     while(temp!=0xf0)
  245.     {
  246.        delay(5);
  247.        temp=P3;
  248.        temp=temp&0xf0;
  249.        while(temp!=0xf0)
  250.        {
  251.            temp=P3;
  252.            switch(temp)
  253.            {
  254.               case 0xed:num=4;
  255.                 break;  
  256.               case 0xdd:num=5;
  257.              break;
  258.               case 0xbd:num=6;
  259.              break;
  260.               case 0x7d:num=7;
  261.              break;
  262.             }  
  263.              while(temp!=0xf0)
  264.                 { temp=P3;
  265.                  temp=temp&0xf0;
  266.            }
  267.            }
  268.          if(num==4||num==5||num==6) //判斷是否按下'4','5','6'
  269.       {
  270.              if(k==1)
  271.              {
  272.                  k=0;
  273.                     write_com(0x01);
  274.              }
  275.              if(flag==0)
  276.                 a=a*10+table1[num];
  277.              else if(flag==1)
  278.                 b=b*10+table1[num];     
  279.       }
  280.          else if(num==7)
  281.       {
  282.              flag=1;
  283.              fuhao=2;  
  284.       }
  285.          i=table1[num];     //顯示按下的鍵
  286.          write_dat(0x30+i);   

  288.        }
  289.     P3=0xfb;
  290.     temp=P3;
  291.     temp=temp&0xf0;
  292.     while(temp!=0xf0)
  293.     {
  294.        delay(5);
  295.        temp=P3;
  296.        temp=temp&0xf0;
  297.        while(temp!=0xf0)
  298.        {
  299.            temp=P3;
  300.            switch(temp)   //
  301.            {
  302.               case 0xeb:num=8;
  303.                 break;  
  304.               case 0xdb:num=9;
  305.              break;
  306.               case 0xbb:num=10;
  307.              break;
  308.               case 0x7b:num=11;
  309.                 break;            
  310.             }  
  311.              while(temp!=0xf0)
  312.                 { temp=P3;
  313.                  temp=temp&0xf0;
  314.            }
  315.            }
  316.            if(num==8||num==9||num==10)  //判斷是否按下'7','8','9'
  317.            {
  318.                if(k==1)
  319.              {
  320.                  k=0;
  321.                     write_com(0x01);
  322.              }
  323.                if(flag==0)
  324.                   a=a*10+table1[num];
  325.                else if(flag==1)
  326.                   b=b*10+table1[num];

  328.            }
  329.            else if(num==11)      //判斷是否按下'*'
  330.            {
  331.                 flag=1;
  332.              fuhao=3;

  334.            }
  335.            i=table1[num];
  336.            write_dat(0x30+i);

  338.        }
  339.        P3=0xf7;
  340.     temp=P3;
  341.     temp=temp&0xf0;
  342.     while(temp!=0xf0)
  343.     {
  344.        delay(5);
  345.        temp=P3;
  346.        temp=temp&0xf0;
  347.        while(temp!=0xf0)
  348.        {
  349.            temp=P3;
  350.            switch(temp)
  351.            {
  352.               case 0xe7:num=12;    // 0鍵
  353.                 break;  
  354.               case 0xd7:num=13;     // '='
  355.              break;
  356.               case 0xb7:num=14;  //清零鍵
  357.              break;
  358.               case 0x77:num=15;  //'/'
  359.                 break;            
  360.             }  
  361.              while(temp!=0xf0)
  362.                 { temp=P3;
  363.                  temp=temp&0xf0;
  364.                }   
  365.            }
  366.           switch(num)
  367.           {
  368.              case 12:
  369.              {
  370.                   if(k==1)
  371.              {
  372.                  k=0;
  373.                     write_com(0x01);
  374.              }
  375.                  if(flag==0)
  376.                    a=a*10;
  377.                  else if(flag==1)
  378.                    b=b*10;

  380.                    write_dat(0x30);
  381.              }
  382.                    break;
  383.              case 13:          //按=鍵
  384.            {
  385.                   k=1;
  386.                  if(fuhao==1)    //如果符號(hào)鍵是+，執(zhí)行+運(yùn)算
  387.            {

  389.                      write_com(0x80+0x4f);
  390.                      write_com(0x04);
  391.                c=a+b;
  392.                      while(c!=0)   
  393.             {
  394.                         write_dat(0x30+c%10);
  395.                   c=c/10;


  398.            }
  399.                     write_dat(0x3d);
  400.                  fuhao=0;
  401.                     a=0;b=0;flag=0;
  402.            }
  403.                  if(fuhao==2)
  404.            {
  405.                     write_com(0x80+0x4f);
  406.                     write_com(0x04);
  407.                   if(a>=b)
  408.            {
  409.                    c=a-b;
  410.                       while(c!=0)
  411.              {
  412.                          write_dat(0x30+c%10);
  413.                    c=c/10;
  414.                       }            

  416.            }
  417.                     else if(a<b)
  418.            {
  419.                     c=b-a;
  420.                        while(c!=0)
  421.                  {
  422.                            write_dat(0x30+c%10);
  423.                      c=c/10;
  424.                  }
  425.                       write_dat(0x2d);
  426.            }

  428.                     write_dat(0x3d);
  429.                    a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;

  431.            }
  432.                  if(fuhao==3)   //如果符號(hào)鍵是*
  433.            {
  434.                     write_com(0x80+0x4f);
  435.                     write_com(0x04);
  436.                     c=a*b;
  437.                  while(c!=0)
  438.            {
  439.                        write_dat(0x30+c%10);
  440.                     c=c/10;
  441.            }
  442.                     write_dat(0x3d);         
  443.                    a=0;b=0;flag=0;fuhao=0;

  445.            }
  446.                  if(fuhao==4)      //如果符號(hào)鍵是/
  447.            {
  448.                      i=0;
  449.                      write_com(0x80+0x4f);
  450.                      write_com(0x04);
  451.                     c=(long)(((float)a/b)*1000000);  //結(jié)果保留6位小數(shù)
  452.                  while(c!=0
  453. ……………………

  455. …………限于本文篇幅 余下代碼請(qǐng)從51黑下載附件…………
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