基于AT89C51的十進(jìn)制計算器設(shè)計

　　引言

　　本系統(tǒng)采用AT89C51 單片機(jī)作為控制器，用來實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)四位數(shù)的“+”,“-”,“*”,“/”運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果通過數(shù)碼管顯示，并具有有清零功能。AT89C51 具有如下特點(diǎn)：40 個引腳，4k BytesFlash 片內(nèi)程序存儲器，128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，32 個外部雙向輸入/ 輸出(I/O)口，5 個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2 個16 位可編程定時計數(shù)器，2 個全雙工串行通信口，看門狗(WDT)電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。

　　1 總體設(shè)計方案

　　1.1 系統(tǒng)組成與工作原理

　　本系統(tǒng)以51 單片機(jī)為主控核心，與矩陣鍵盤、晶振、LED 顯示管模塊一起組合而成。其工作過程為：首先存儲單元初始化，顯示初始值和鍵盤掃描，判斷按鍵位置，得出按鍵值，單片機(jī)則對數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存與相應(yīng)的處理轉(zhuǎn)換，之后送入數(shù)碼管動態(tài)顯示。將運(yùn)算結(jié)果送入數(shù)碼管動態(tài)顯示。本設(shè)計只能進(jìn)行結(jié)果不超過四位數(shù)的運(yùn)算，其功能如下：

　　(1)數(shù)字鍵“0”到“9”用數(shù)碼管顯示。

　　(2)加法運(yùn)算： 加數(shù)與被加數(shù)均不能超過9999,加法最終結(jié)果不能超過9999。

　　(3)減法運(yùn)算： 減法運(yùn)算正常邏輯為大的數(shù)值減去小的數(shù)值，本計算器亦如此，只能進(jìn)行正常邏輯的運(yùn)算，如為小的數(shù)值減去大的數(shù)值，則將得到的負(fù)數(shù)與535 相加，得到相應(yīng)的結(jié)果，即如果想進(jìn)行小數(shù)減大數(shù)的運(yùn)算，則把得到的結(jié)果減去535 即得到負(fù)數(shù)的正確結(jié)果。

　　(4)乘法運(yùn)算： 與上述方法一樣，計算結(jié)果不能超出9999,如溢出則顯示結(jié)果只有后三位。

　　(5)除法運(yùn)算： 除數(shù)與被除數(shù)均不能超過9999,計算結(jié)果只顯示整數(shù)部分。

　　(6)等于鍵： 只有按下等于鍵才能將運(yùn)算結(jié)果顯示出來，否則一直顯示上一個數(shù)。

　　(7)清零功能：程序不穩(wěn)定或出現(xiàn)錯誤時，運(yùn)用清零鍵回到初始狀態(tài)，也可用復(fù)位鍵清零。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　2.1 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計

　　本系統(tǒng)由鍵盤矩陣、LED 顯示管、這幾個部分組成，鍵盤輸入鍵值，LED 顯示管顯示當(dāng)前按鍵及結(jié)果。硬件總體設(shè)計圖1 如下：

　　圖1 硬件總體設(shè)計圖

　　2.2 矩陣掃描顯示當(dāng)前按鍵模塊

　　利用AT89S51 單片機(jī)的P0 端口的P0.0 - P0.7 連接到一個七段數(shù)碼管的a - h 的筆段上，數(shù)碼管的公共端接電源。矩陣掃描顯示當(dāng)前按鍵模塊見圖2。

　　圖2 矩陣掃描顯示當(dāng)前按鍵模塊