单片机的计算器设计
引言 2
引言
当今社会是一个信息化的社会，处处都离不开各种数据的计算。作为一个学生一个简单合理的计算器就格外重要。而相当于一个微型的计算机（最小系统）的单片机就给了我们明确的目标，和计算机相比它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。所以我选择了以单片机来制作一个简单计算器的方案。
一、单片机与其相关软件
（一）什么是单片机
单片微型计算机简称单片机（MCU），是典型的嵌入式微控制器，单片机
图1-1为单片机实物图
图1-1 单片机实物图
（二）keil软件
Keil C51是德国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。
该软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。通过该软件可以完成编辑，编译，仿真，连接，调试等整个开发流程。
目前常使用的Keil C51开发系统是uVersion IDE版本，开发人员可以用IDE或其他编辑器编辑汇编或C语言程序，然后分别由A51或C51编译器编译生成目 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
标代码（.OBJ）。目标文件可以由LIB51创建生成库文件，也可以与库文件一起经过L51连接定位生成绝对目标文件（.ABS）。ABS文件由OH51转换称标准的HEX文件，以供调试器（dScope51或tScope51）进行代码级调试，也可用仿真器直接对目标般调试，还可以直接写入程序存储器中。【2】
（三）Protel 99SE软件
Protel 99 SE是桌面环境下第一个以独特的设计管理和协作技术（PDM）为核心的全方位印制电路板设计系统。它是基于Windows的完全32位EDA设计系统。Protel 99 SE采用了三大技术：SmartDoc、SmartTeam、SmartTool。这些技术把产品并发的三个方面有机的结合到了一起——人、由人建立的文件和建立文件的工具。
SmartDoc技术——所有文件都存储在一个综合设计数据库中。从原理图、PCB、输出文件到材料清单等，还有其他设计文件如：手册、费用表、机械图等都存储在一个综合设计数据库中，以便对它们进行有效管理。
SmartTeam技术——把所有的设计工具（原理图设计、电路仿真、PLD设计、PCB设计、自动布线、信号完整性分析以及文件管理器）都集中到一个独立的、直观的设计管理器界面上。
SmartTool技术——设计组的所有成员可同时访问同一个设计数据库的综合信息，更改通告以及文件锁定保护，确保整个设计组的工作协调配合。【3】
（四）Proteus 软件
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机 与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真 软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器 。【4】
二、计算器的设计方案
（一）基本方法
仿照世面上的“电子计算器”，以4×4的矩阵按钮代替“电子计算器”中的0~9以及+、—、×、、清零按钮。以LCD1602液晶屏代替“电子计算器”中的显示屏。附加LED(红)与蜂鸣器来增强其实用性。
（二）单片机的选择
单片机分为很多种，而我们学生接触到的到的大多是89C系类的但单片机，课本上介绍的最多的也是这个系列。我之所以选择89C51而不是89C52组要原因在于以下几点。
1、 51单片机的程序存储器（ROM）大小为4K而 52单片机的程序存储器（ROM）大小为8K，而实验只需要不到4K.
2、 51单片机的定时器只有T0和T1，52单片机有T0,T1和T2。
3、 相比于同样的价格52单片机的性能远滴于51单片机。
（三）元器件清单
表2-1 元件清单表
计算器元器件清单 数量 计算器元器件清单 数量
USB(母) 1 晶振12M 1
自锁开关 1 LED(红发红) 9
电解电容10uF 1 电阻4.7K 1
瓷片电容30P 2 可调电阻 1
电阻10K 1 LCD1602 1
三极管8550 1 DIP40 1
蜂鸣器 1 STC89C52 1
按键 17 万能板 1
三、计算器模拟与仿真
（一）硬件设计
要设计单片机计算器，首先先要有原理图，在学校通常使用Protel 99SE来制作原理图和PCB版。
PCB版的设计总图如图3-1
图3-1 PCB版的设计总图
（二）keil软件的使用
单片机的另外一核心就是内部程序的编写这个决定了你的设计是否能够正常运行。
Keil编程图如图3-2
图3-2 Keil编程图
（三）Proteus Pro 7.8的使用
一般在实际焊接前大家都会使用一些仿真软件来测试设计的合理性与可行性。
Proteus仿真如图3-3
Proteus仿真如图3-3
四、计算器实际焊接
（一）使用工具清单
1.剥线钳 2.电烙铁 3.万用表 4.松香 5.剪刀6.万用表
（二）硬件焊接部分过程
如下图4-1 4-2
引言
当今社会是一个信息化的社会，处处都离不开各种数据的计算。作为一个学生一个简单合理的计算器就格外重要。而相当于一个微型的计算机（最小系统）的单片机就给了我们明确的目标，和计算机相比它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机
一、单片机与其相关软件
（一）什么是单片机
单片微型计算机简称单片机（MCU），是典型的嵌入式微控制器，单片机
图1-1为单片机实物图
图1-1 单片机实物图
（二）keil软件
Keil C51是德国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。
该软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。通过该软件可以完成编辑，编译，仿真，连接，调试等整个开发流程。
目前常使用的Keil C51开发系统是uVersion IDE版本，开发人员可以用IDE或其他编辑器编辑汇编或C语言程序，然后分别由A51或C51编译器编译生成目 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
标代码（.OBJ）。目标文件可以由LIB51创建生成库文件，也可以与库文件一起经过L51连接定位生成绝对目标文件（.ABS）。ABS文件由OH51转换称标准的HEX文件，以供调试器（dScope51或tScope51）进行代码级调试，也可用仿真器直接对目标般调试，还可以直接写入程序存储器中。【2】
（三）Protel 99SE软件
Protel 99 SE是桌面环境下第一个以独特的设计管理和协作技术（PDM）为核心的全方位印制电路板设计系统。它是基于Windows的完全32位EDA设计系统。Protel 99 SE采用了三大技术：SmartDoc、SmartTeam、SmartTool。这些技术把产品并发的三个方面有机的结合到了一起——人、由人建立的文件和建立文件的工具。
SmartDoc技术——所有文件都存储在一个综合设计数据库中。从原理图、PCB、输出文件到材料清单等，还有其他设计文件如：手册、费用表、机械图等都存储在一个综合设计数据库中，以便对它们进行有效管理。
SmartTeam技术——把所有的设计工具（原理图设计、电路仿真、PLD设计、PCB设计、自动布线、信号完整性分析以及文件管理器）都集中到一个独立的、直观的设计管理器界面上。
SmartTool技术——设计组的所有成员可同时访问同一个设计数据库的综合信息，更改通告以及文件锁定保护，确保整个设计组的工作协调配合。【3】
（四）Proteus 软件
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件
二、计算器的设计方案
（一）基本方法
仿照世面上的“电子计算器”，以4×4的矩阵按钮代替“电子计算器”中的0~9以及+、—、×、、清零按钮。以LCD1602液晶屏代替“电子计算器”中的显示屏。附加LED(红)与蜂鸣器来增强其实用性。
（二）单片机的选择
单片机分为很多种，而我们学生接触到的到的大多是89C系类的但单片机，课本上介绍的最多的也是这个系列。我之所以选择89C51而不是89C52组要原因在于以下几点。
1、 51单片机的程序存储器（ROM）大小为4K而 52单片机的程序存储器（ROM）大小为8K，而实验只需要不到4K.
2、 51单片机的定时器只有T0和T1，52单片机有T0,T1和T2。
3、 相比于同样的价格52单片机的性能远滴于51单片机。
（三）元器件清单
表2-1 元件清单表
计算器元器件清单 数量 计算器元器件清单 数量
USB(母) 1 晶振12M 1
自锁开关 1 LED(红发红) 9
电解电容10uF 1 电阻4.7K 1
瓷片电容30P 2 可调电阻 1
电阻10K 1 LCD1602 1
三极管8550 1 DIP40 1
蜂鸣器 1 STC89C52 1
按键 17 万能板 1
三、计算器模拟与仿真
（一）硬件设计
要设计单片机计算器，首先先要有原理图，在学校通常使用Protel 99SE来制作原理图和PCB版。
PCB版的设计总图如图3-1
图3-1 PCB版的设计总图
（二）keil软件的使用
单片机的另外一核心就是内部程序的编写这个决定了你的设计是否能够正常运行。
Keil编程图如图3-2
图3-2 Keil编程图
（三）Proteus Pro 7.8的使用
一般在实际焊接前大家都会使用一些仿真软件来测试设计的合理性与可行性。
Proteus仿真如图3-3
Proteus仿真如图3-3
四、计算器实际焊接
（一）使用工具清单
1.剥线钳 2.电烙铁 3.万用表 4.松香 5.剪刀6.万用表
（二）硬件焊接部分过程
如下图4-1 4-2
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