毕业设计论文_基于单片机的科学计算器设计(编辑修改稿)

毕业设计论文_基于单片机的科学计算器设计(编辑修改稿)内容摘要：

中的值的时候，计数溢出，把 TF2置位，与此同时，在定时寄存器中，重新装入 0FFFFH。 中断： AT89C52 共有 6个中断源：两个外部中断（ INT0 和 INT1），三个定时中断（定时器 0， 1， 2）和串行 端口中断。 通过设置特殊寄存器 IE 设置或清除控制每个中断源的允许或禁止。 IE的总禁止位是 EA，它用来控制所有中断的允许或禁止。 程序员不可以把 1写入保留位，它们是用来在未来 AT89 系列产品中被用作为扩展的。 在定时器 2中，受 T2CON， TF2和 EXF2 的逻辑的影响来产生中断，这些标志不能被硬件清除，服务程序被确定为 TF2或 EXF2 产生中断。 并且是由软件来清除所产生的中断标志。 TF0 和 TF1 定时器 0 和定时器 1标志 S5P2机器周期定时器溢出状态位设置，并在下一个机器周期的中断标志查询之前查询到该标志。 然而，定时器 2 标志 TF2 S2P2 机器周期定时器溢出状态位被设置，并在同一个机器周期查询标志。 时钟振荡器： AT89C52 有一个高增益的反相放大器，用于构成内部振荡器。 引脚 XTAL2 和引脚 XTAL1 是放大器的输出端和输入端。 此放大器的反馈元件芯片石英晶体或陶瓷谐振器一起构成一个自激振荡器的振荡电路，一个外部晶体（或陶瓷谐振器）和电容器 C1， C2构成并联连接到放大器的反馈回路中的振荡电路。 外部电容器 C1， C2 的选择，虽然不是很严格的要求，但电容的大小由电平的振荡频率受到轻微影响，振荡器的工作的稳定性，启动程序的难度和温度稳 定性，并且如果我们使用石英晶体，那么电容选取 30pF177。 10pF 的范围比较合适，如果是选择陶瓷谐振器来使用，那么建议选择 40PF177。 10F 的范围比较合适。 用户也可以使用外部时钟。 在这种情况下，外部时钟脉冲接到 XTAL1 端，也可称之为，内部时钟产生电路的输入端，此时，把 XTAL2 引脚悬空。 外部时钟信号通过 2 分频路作为内部时钟信号的触发器，因此对外部时钟信号的占空比无特殊要求应符合技术条件的要求低的最低高电平持续时间和最大持续时间。 空闲节电模式： 在空闲模式操作时，此时 CPU 处于睡眠状态，所有片上外设仍然活跃在软件 这种方式。 在这种情况下，芯片上的 RAM 和特殊功能 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 系统硬件设计 9 寄存器的内容冻结。 空闲模式可以终止任何启用的中断请求或硬件复位。 由硬件复位终止空闲，只需要短短两个机器周期有效复位信号，在这种状态下，片上硬件抑制访问内部 RAM，但访问的端口引脚，当复位到终止空闲的端口，以避免可能产生无意的写指令的指令后，进入空闲模式不应该是单端口或外部存储器写指令。 掉电模式： 在掉电模式下，振荡器停止，而进入掉电模式的指令是最后一条指令被执行，片上 RAM 以及特殊功能寄存器的内容将会在终止掉电模式前被冻结住。 只有采取硬件复位的方式，才能退出掉 电模式是。 一个硬件复位之后，所有的特殊功能寄存器将被重新定义，但 RAM 中的内容不会被改变，在 VCC 的正常工作电平被恢复之前，应为无效复位，并必须保持目标时间，才能使振荡器重新启动并稳定工作。 复位电路 复位电路如图 图 — 复位电路 采用按键方式 ,电阻分别选取 100Ω和 10K，电容选取 F。 上电复位是复位电路的第一功能。 通用的微机电路正常的的工作电源电压为 5V177。 5％，即 至。 复位电路是用来让微型计算机系统保持稳定可靠的工作状态的不能缺少的部分。 总所周知，微型计算 机电路是有时序的数字电路，它需要一个稳定的时钟信号，所以当电源开启时，只有当 VCC 超过 的时候或者 VCC 低于 的时候，并且要晶体振荡器工作状态持续稳定，复位信号才可以被撤销，计算机电路才能开始正常工作。 上电复位原理： 当 VCC 上电时， 电容 C充电， 而 在 10K的 电阻上出现电压，使得单片机 可以 复位；几个毫秒 之 后， 电容 C被 充满， 10K 的 电阻上 的 电流 被 降为 0，电压 此时 也为 0， 从而 使得单片机 开始 进入工作状态。 手动复位原理：工作期间，按下 按键 S， 电容 C 放电。 按键 S 松手， 电容 C又充电， 此时 在 10K 电阻上出 现电压， 从而 使得单片机复位。 几个毫秒后，单片机 开始 进入工作状态。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 系统硬件设计 10 时钟电路 时钟电路如图 ： 图 — 时钟电路 时钟电路是计算机的心脏 ,它控制着计算机的工作节奏就是通过复杂的时序电路完成不同的指令功能的。 单片机工作时，从取指令到译码再进行微操作，必须在时钟信号控制下才能有序地进行，时钟电路就是为单片机工作提供基本时钟的。 单片机的时钟信号通常有两种产生方式：内部时钟方式和外部时钟方式。 内部时钟方式：内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器 ,引脚分别为此放大器的输人端和输出端 , 在单片 机 XTAL1和 XTAL2引脚上跨接上一个晶振和两个稳频电容，可以与单片机片内的电路构成一个稳定的自激振荡器。 晶振的取值范围一般为 0~24MHz，常用的晶振频率有 6MHz、 12 MHz、 MHz、 24 MHz等。 一些新型的单片机还可以选择更高的频率。 外接电容的作用是对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致，同时起到稳定频率的作用，一般选用 20~30pF 的瓷片电容。 外部时钟方式：是在单片机 XTAL1 引脚上外接一个稳定的时钟信号源，它一般适用于多片单片机同时工作的情况，使用同一时钟信号可 以保证单片机的工作同步。 键盘接口电路 键盘接口电路如图 所示： 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 系统硬件设计 11 图 — 键盘接口电路 4*4 矩阵键盘工作原理：矩阵键盘又称为行列式键盘，它由 4 条 I/O 线为行线， 4条 I/O 线做列线组成，在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。 这样键盘中的按键数为 4*4 个，所以称之为 4*4 矩阵键盘，这种行列式的键盘结构大大提高了 I/O 口的利用率。 在本设计中 : 行线置高电平，接 P1口的低四位 列线置低电平，接 P1口的高四位 高四位为输入，低四位为输出 否有键按下，采用逐行扫描法，检测方法为先将 依次置0，检测 状态，若全为 1则无键闭合，否则有键闭合。 ，当检测到有键按下后，延时一段时间再做下一步判断。 ，应判断究竟是哪一键按下。 方法是对键盘的行线进行扫描 将 依次置 0 时， 状态表 ： 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 闭合状态 第一行闭合 第二行闭合 第三行闭合 第四行闭合 表 — P10P13状态表 液晶显示电路 本设计液晶显示部分采用 LCD1206 电路如图 ： 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 系统硬件设计 12 图 — LCD1206电路 液晶显示原理 ： 线段的显示 :图象形式的液晶显示装置有 M N个基本的显示单元，假设 LCD显示 64 行，每行有 128 列，一字节的 8位对应每 8 位，即组成方式是由每行 16字节，共 16 8=128 个点而组成的， 64 16 显示单元与 RAM 的显示区对应于 1024个字节，以对应于每一个显示位置上的每个字节的显示的亮暗程度。 例如，屏幕亮和暗的第一行的内容由 16个字节的 RAM区内容来决定，而 当 000H 00FH（ 000H）= FFH 时显示在屏幕左上角的短亮线，长度是 8 个小点，而当（ 3FFH） = FFH，就在屏幕的右下角会显示一个简短的亮线。 （ 000H） = FFH（ 001H） =00H（ 002H）=00H， ...... （ 00EH） =00H（ 00FH） = 00H，第 8段亮线和 8 个暗线，在屏幕顶部显示一条虚线。 这是液晶显示器（ LCD）显示的基本原理。 字符的显示 :一个字符在液晶显示中显示是比较复杂的，因为一个字符是由6 8 或者 8 8的点阵构成的，不仅要找到和显示在屏幕上的显示 RAM 的 8 个字节的位 置对应的字节，而且还要使每个字节不同的位 是“ 1” ，另一个是 “ 0”，把“ 1” 点亮，而“ 0”是不亮。 用这样的方法来组成一个字符。 但是显示字符对于内带有字符发生器的控制器，是比较简单的，可以允许控制器工作在文本模式中，根据液晶屏上开始显示的行和列的号，和就可以找出 RAM 所对应的地址，设置一个游标，发送这个字符所对应的代码就可以了。 汉字的显示 :对于汉字的显示一般是采用图形的方式，将要显示的中国汉字的点阵码（字模提取软件）从微机中提取，每个汉字占 32B，分为左，右两半，每半各 16B，左边是基数 1， 3， 5„„ 右边是偶 数 2， 4， 6„ ..正确的显示中文 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 系统硬件设计 13 字符，根据在 LCD 上现实的行列号，及行列数可以找出在 RAM上所对应的的地址，在光标的位置上加 1，发送的第二个字节，先换行再按列对齐，给第三个字节 ......直到 32B 完全被显示，就可以在液晶显示屏上得到一个完整的中文字符。 LCD1206 引脚如图 ： 图 — LCD1206引脚图 LCD1602 采用标准的 16 脚接口，但在 proteus 仿真中无字库，故为 14 脚 第 1 脚： VSS为 电源接地 第 2 脚： VCC接 5V 电源的正极 第 3 脚： V0 为液晶显示器的对比度调整端，当接正电源的时时候对比度最弱，而接地电源时对比度最高（而当对比度过高时会 ，就会产生“鬼影”，使用时可以通过接一个 10K 的电位器来调整对比度）。 第 4 脚： RS 为 寄存器 选择脚，当高电平 1 时就选择 数据寄存器 ，当低电平 0 时就选择 指令寄存器。 第 5 脚： RW是读写信号线，当高电平时进行读操作，当低电平时进行写操作。 第 6 脚： E(或 EN)端为使能端 ,当高电平 1 时读取信息，当负跳变时执行指令。 第 7～ 14 脚： D0～ D7为 8位双向数据端。 在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点： :液晶显示器的每一个点从一收到信号那一刻后，就始终保持相同的色彩和亮度，保持恒定发光，而阴极射线管显示器（ CRT）却需要不断刷新来亮点。 因而液晶显示器的显示画质更加清晰稳定。 液晶显示器都是数字式的，当其和单片机系统连接时，系统更加简单可靠，操作更加的方便。 、重量轻 :液晶显示器主要是通过改变显示屏上的电极控制液晶分子的状态来达到显示的目的，因此在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻很多。 :液晶显示器的功耗消耗最大的地方主要是在其内部的电极和驱动IC上，因此液晶显示器的耗电量比其它的显示器要少得多。 LCD1602 的指令码如表 2所示： 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 系统硬件设计 14 表 2— LCD1602的指令码 指令码 功能 令 R S R /W D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0 清除 显示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 将 DDRAM 填满 20H,并且设定DDRAM的地址计数器 (AC)到 00H 地址 归位 0 0 0 0 0 0 0 0 1 X 设定 DDRAM 的地址计数器 (AC)到00H,并且将游标移到开头原点位置。 这个指令不改变 DDRAM 的内容 显示 状态 开 /关 0 0 0 0 0 0 1 D C B D=1: 整体显示 ONC=1: 游 标 ON B=1:游标位置反白允许 进入 点设定 0 0 0 0 0 0 0 1 I /D S 指定在数据的读取与写入时 ,设定游标的移动方向及指定显示的移位 游标 或显示 移位控制 0 0 0 0 0 1 S /C R /L X X 设定游标的移动与显示的移位控制位。 这个指令不改变 DDRAM 的内容 功能 设定 0 0 0 0 1 D L X R E X X DL=0/1： 4/8位数据 RE=1: 扩充指令操作 RE=0: 基本指令操作 设定CGRAM地址 0 0 0 1 A C 5 A C 4 A C 3 A C 2 A C 1 A C 0。