《基于單片機(jī)的多功能計(jì)算器設(shè)計(jì)7800字（論文）》

基于單片機(jī)的多功能計(jì)算器設(shè)計(jì)摘要基于單片機(jī)的多功能計(jì)算器在生活中是非常實(shí)用且應(yīng)用特別廣泛的實(shí)用工具。多功能計(jì)算器是由單片機(jī)設(shè)計(jì)和制造的。它由五個(gè)部分組成：LCD1602顯示模塊，DS1302時(shí)鐘芯片，蜂鳴器，矩陣鍵盤和單片機(jī)。AT89S51作為單片機(jī)主控制模塊，矩陣鍵盤是輸入模塊和LCD1602乃結(jié)果顯示模塊，可以顯示計(jì)算結(jié)果和時(shí)間；DS1302是時(shí)鐘模塊，進(jìn)行計(jì)時(shí)功能。整體設(shè)計(jì)不僅能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的加減乘除，還能進(jìn)行三角函數(shù)sin,cos,tan的計(jì)算，更能進(jìn)行計(jì)時(shí)功能。在生活中能夠滿足大部分的應(yīng)用場(chǎng)景，在日常生活中不僅能夠滿足個(gè)體工商戶的計(jì)算需要，還能進(jìn)行計(jì)時(shí)，滿足生活中時(shí)間規(guī)劃的需求，以及學(xué)生在進(jìn)行三角函數(shù)計(jì)算時(shí)的需求。多功能計(jì)算器在生活中具有很強(qiáng)的實(shí)用性。關(guān)鍵詞：多功能計(jì)算器；LCD1602；DS1302時(shí)鐘芯片；AT89S51目錄1概述 51.1硬件概述 51.1.1單片機(jī)的由來 51.1.2DS1302時(shí)鐘芯片 61.2設(shè)計(jì)概述 62多功能計(jì)算器硬件設(shè)計(jì)及仿真 72.1多功能計(jì)算器硬件設(shè)計(jì) 72.1.1多功能計(jì)算器主控模塊 72.1.2DS1302時(shí)鐘模塊 82.1.3蜂鳴器模塊 102.1.4矩陣鍵盤模塊圖 112.1.5LCD1602顯示面板模塊 122.1.6整體原理圖 142.3多功能計(jì)算器PCB設(shè)計(jì) 163多功能計(jì)算器程序設(shè)計(jì) 173.1鍵盤掃描 173.2表達(dá)式處理 184多功能計(jì)算器調(diào)試 19引言在當(dāng)今社會(huì)，隨著人們物質(zhì)生活的不斷提高與改善，電子產(chǎn)品已普及到每個(gè)家庭。無論是生活，學(xué)習(xí)，娛樂還是氣壓日常生活活動(dòng)，幾乎所有事物活動(dòng)都與電子產(chǎn)品密不可分。大型復(fù)雜的計(jì)算是人腦難以承受的，并且效率很高，而且人腦或許更容易出錯(cuò)。計(jì)算器是一種快速通用且便攜的計(jì)算工具，適合各種日常生活場(chǎng)景。計(jì)算器是我們最接近的電子合作伙伴之一。計(jì)算器是廣大人民群眾生活之中很常見，運(yùn)用很廣泛的一種計(jì)算工具，在日常生活中具有很重要的地位。但是，計(jì)算器依舊在發(fā)展，在未來肯定會(huì)出現(xiàn)功能更加強(qiáng)大豐富的計(jì)算器。時(shí)間是一種尺度，人生的長(zhǎng)度是有極限的，但是人生的寬度是沒有上限的。時(shí)間就是用來丈量人生長(zhǎng)度的標(biāo)尺。同樣，時(shí)間也是人們計(jì)劃一天的安排，一周的安排，一個(gè)月的安排，一個(gè)季度安排的重要標(biāo)尺。時(shí)間在人們的生活中是那么的不可或缺，如果沒有時(shí)間的概念，人們的生活將會(huì)變得紊亂，變得雜亂不堪，社會(huì)秩序也就不會(huì)井井有條。從古代的日晷到現(xiàn)如今的各種計(jì)時(shí)器，充分說明時(shí)間的重要性，同時(shí)也代表這科技發(fā)展的迅速。所以，我設(shè)計(jì)了一個(gè)多功能計(jì)算器，能夠進(jìn)行計(jì)時(shí)，倒計(jì)時(shí)功能，這對(duì)于我們?cè)谌粘Ｉ钪袑?duì)于時(shí)間的計(jì)劃有很大的作用。該設(shè)計(jì)的計(jì)算部分主要是除了實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的加，間，乘，除，還可以進(jìn)行三角函數(shù)sin,cos,tan的運(yùn)算，其中還可以進(jìn)行累加，排列組合以及階乘的運(yùn)算。還能夠進(jìn)行計(jì)時(shí)與倒計(jì)時(shí)的功能，在學(xué)生群體中這是一個(gè)很重要的功能，運(yùn)用計(jì)時(shí)和倒計(jì)時(shí)功能能夠訓(xùn)練學(xué)生的時(shí)間觀念，在考試的過程中能夠更好的規(guī)劃時(shí)間，更好的把握整個(gè)考試的進(jìn)程，這在考試時(shí)無疑是有巨大作用的。1概述1.1硬件概述1.1.1單片機(jī)的由來微控制器誕生于1971年，經(jīng)歷了三個(gè)階段：SCM，MCU和SoC。首批SCM微控制器均為8位或4位。最成功的單片機(jī)乃INTEL8051，從那以后在8051中開發(fā)了MCS51系列MCS系統(tǒng)?；谶@個(gè)系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)到現(xiàn)在仍被廣泛使用。隨著在工業(yè)控制領(lǐng)域中日益增長(zhǎng)的龐大需求，單位16芯片微型計(jì)算機(jī)已經(jīng)開始出現(xiàn)并應(yīng)用，但是由于不令人滿意的成本性能而沒有得到廣泛使用。隨著1990年代后消費(fèi)電子產(chǎn)品的極其快速發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了很大的變化。隨著INTELi960系列（尤其是后來的ARM系列）的廣泛采用，32位單片機(jī)逐漸取代了16位單片機(jī)的主導(dǎo)的地位，并開始打入了主流市場(chǎng)。與1980年代相比，傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了巨大的提高，處理能力提高了數(shù)百倍，最新一代的32位Soc微處理器的主頻率超過300MHz。它的性能與1990年代中期專用處理器的性能完全差不多，當(dāng)時(shí)通用的模型的出廠價(jià)格降到了1美元，而更復(fù)雜的模型的價(jià)格僅只是10美元。僅在裸機(jī)環(huán)境中使用，大量的專用的內(nèi)置操作系統(tǒng)廣泛被用于整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)。最先進(jìn)的單芯片微型計(jì)算機(jī)是筆記本電腦和手機(jī)的處理核心部件，甚至可以使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)來操作。主要階段早期階段SCM即單片微型計(jì)算機(jī)(Microcontrollers)階段，主要是找尋最佳的單片機(jī)形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系構(gòu)架?！皠?chuàng)新模式”獲得了巨大成功，奠定了SCM與通用計(jì)算機(jī)截然不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)完全獨(dú)立發(fā)展的艱難道路上，Intel公司有巨大功勞。中期發(fā)展MCU就是微控制器(MicroControllerUnit)階段，主要的技術(shù)繼續(xù)發(fā)展方向是：繼續(xù)擴(kuò)展不斷滿足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對(duì)象系統(tǒng)要求的各種各樣外圍電路還有接口電路，突出顯示其對(duì)象的智能化掌控能力。它涉及的領(lǐng)域幾乎與對(duì)象系統(tǒng)直接相關(guān)，因此，發(fā)展MCU的重大責(zé)任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這種角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有各種因素。在發(fā)展MCU方面，最有名氣的廠家當(dāng)數(shù)Philips公司。Philips公司以其擁有嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢(shì)，把MCS-51從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器的程度。因此，當(dāng)我們回顧嵌入式系統(tǒng)的艱難發(fā)展道路時(shí)，不能忘記Intel和Philips的偉大的歷史功績(jī)。當(dāng)前趨勢(shì)SoC嵌入式系統(tǒng)(SystemonChip)式的獨(dú)立艱難的發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的巨大因素，是為了尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決問題，因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然而然就形成了SoC化趨勢(shì)。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計(jì)、EDA工具的向前發(fā)展，基于SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)有巨大的發(fā)展。因此，對(duì)單片機(jī)的進(jìn)一步理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)的程度。1.1.2DS1302時(shí)鐘芯片DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘工作電路，它能夠?qū)δ?、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，還具有閏年補(bǔ)償?shù)墓δ埽ぷ鞯碾妷簽?.0V~5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并且能夠采用突發(fā)方式一次性傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部具有一個(gè)31×8的能夠用于存放臨時(shí)性數(shù)據(jù)的RAM寄存器。1.2設(shè)計(jì)概述以AT89S51為核心設(shè)計(jì)的多功能計(jì)算器，單片機(jī)是單片微型計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱，又被稱作微控制器MCU（MicroControlUnit）。通常是由單塊集成電路芯片所構(gòu)成，內(nèi)部含有整個(gè)計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器是CPU，存儲(chǔ)器和I/O接口電路等功能部件。因此，單片機(jī)只要和適當(dāng)?shù)能浖€有合適的外部設(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)完整的單片機(jī)控制系統(tǒng)。單片機(jī)被廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)品，智能儀表，測(cè)控技術(shù)，智能接口等設(shè)備，具有操作簡(jiǎn)單，實(shí)用方便，價(jià)格便宜等特點(diǎn)，應(yīng)用于各種各樣的控制領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)課題的目的主要是為了探索對(duì)計(jì)算器的原理框架、結(jié)構(gòu)組成、功能模塊的設(shè)計(jì)原理，對(duì)軟件程序進(jìn)行編寫，采用C語言進(jìn)行程序的編寫，通過程序的編寫來實(shí)現(xiàn)主功能計(jì)算器，OLED顯示，按鍵三部分的功能。最終實(shí)現(xiàn)集計(jì)算，計(jì)時(shí)，倒計(jì)時(shí)，報(bào)警四種功能的多功能計(jì)算器的開發(fā)。硬件設(shè)計(jì)是采用Altiumdesigner軟件設(shè)計(jì)電路原理圖，設(shè)計(jì)PCB電路板線路的走向還有元器件的整體布局；采用Proteus仿真軟件仿真電路原理圖，檢查電路原圖的設(shè)計(jì)是否有誤以及錯(cuò)誤的地方在哪里，多功能計(jì)算器設(shè)計(jì)采用LCD1602作為顯示面板，1602液晶也叫1602字符型液晶，是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶顯示模塊。采用蜂鳴器作為報(bào)警器，對(duì)倒計(jì)時(shí)進(jìn)行報(bào)警。總體設(shè)計(jì)方案如下：圖1-1設(shè)計(jì)流程圖2多功能計(jì)算器硬件設(shè)計(jì)及仿真多功能計(jì)算器采用AT89S51單片機(jī)；DS1602時(shí)鐘芯片；LCD1602作為顯示模塊；矩陣式鍵盤輸入。2.1多功能計(jì)算器硬件設(shè)計(jì)2.1.1多功能計(jì)算器主控模塊51單片機(jī)是所有符合Intel8051培訓(xùn)計(jì)劃的單片機(jī)的通用名稱，該系列單片機(jī)的始祖是Intel的8004單片機(jī)。單片機(jī)經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，成為八種最受歡迎??的單片機(jī)之一。其型號(hào)代表AT8ELATMEL系列。它廣泛用于工業(yè)測(cè)量和控制系統(tǒng)。許多公司已經(jīng)在51系列中推出了兼容型號(hào)，這些型號(hào)將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)入主要市場(chǎng)。單芯片51芯片計(jì)算機(jī)是使用最廣泛的基本單芯片類型的計(jì)算機(jī)。第一次使微控制器的價(jià)格降低了，價(jià)格便宜，功能豐富。單片機(jī)集成度規(guī)模大，體積微小，容易采取電磁屏蔽或密封措施，能在比較惡劣的環(huán)境下工作，穩(wěn)定性強(qiáng)，指令豐富能達(dá)成許多工業(yè)控制的要求。低電壓，低功耗，易于制造便攜式產(chǎn)品。單片機(jī)是集成電路芯片，也稱為單片機(jī)。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器ROM，只讀存儲(chǔ)器ROM和CPU是單片機(jī)的主要組件。單片機(jī)具有多種數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，因此可以完成各種復(fù)雜的任務(wù)，因此控制單片機(jī)是否可以向系統(tǒng)發(fā)布操作符號(hào)或操作指令非常重要?？梢钥闯?，單片機(jī)由于其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)功能而被廣泛應(yīng)用于各種智能電子設(shè)備中。單片機(jī)是芯片。該芯片不是單個(gè)芯片，而是集成了系統(tǒng)。通過使用集成電路技術(shù)，將數(shù)據(jù)計(jì)算和處理功能集成到一個(gè)芯片中，從而可以實(shí)現(xiàn)高速化。處理數(shù)據(jù)。AT89S51是一款低功耗，高性能CMOS位單片機(jī)。它包含kk字節(jié)的ISP（系統(tǒng)內(nèi)可編程）閃存只讀程序存儲(chǔ)器，最多可刪除1000次。該設(shè)備充分利用了ATMEL。密度高且不易通過與StreetMSCsystem1引導(dǎo)系統(tǒng)和C0C11引腳結(jié)構(gòu)兼容的存儲(chǔ)技術(shù)不足而制造。該芯片集成了通用中央處理單元和ISP閃存存儲(chǔ)單元。AT89S51被廣泛使用。在大多數(shù)嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中。AT89S51具有完整的輸入和輸出，控制端口和內(nèi)部程序存儲(chǔ)。與傳統(tǒng)意義上的微機(jī)原理相似，它可以通過外部A/D，D/A轉(zhuǎn)換電路和運(yùn)算放大器芯片完成傳感器傳輸信息的收集，并可以提供點(diǎn)矩陣或LCD液晶以及外部按鈕實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。它可以將步進(jìn)電機(jī)連接到許多內(nèi)部I/O端口，以精確控制外圍設(shè)備，并具有強(qiáng)大的工業(yè)控制能力。該設(shè)計(jì)使用AT89S51MCU的4k字節(jié)Flash芯片程序存儲(chǔ)器；128個(gè)字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)（RAM）；32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口；2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，2個(gè)嵌入式中斷集中斷級(jí)別；5個(gè)中斷源；2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；1個(gè)全雙工串行通信端口；;系統(tǒng)功能強(qiáng)大。為了使單片機(jī)能夠正常工作，除了電源部分供電，還要擁有晶振電路和復(fù)位電路圖2-1AT89S51單片機(jī)原理圖選用的AT89S51單片機(jī)還有以下性能參數(shù)：1、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路;2、與MCS-51兼容;3、全靜態(tài)工作:4、可編程串行通道;5、低功耗的閑置和掉電模式。2.1.2DS1302時(shí)鐘模塊當(dāng)DS1302與微處理器交換數(shù)據(jù)時(shí)，微處理器首先將命令批發(fā)送到電路。寫保護(hù)命令，命令（D7）的最高位必須為邏輯1，如果禁止D7=0，則寫入DS1302，即寫保護(hù)。D6=0，指定時(shí)鐘數(shù)據(jù)，D6=1，指定RAM數(shù)據(jù)；D5?D1指定用于輸入或輸出的特定程序；邏輯0是最低位LSB（D0），指定寫操作（輸入），D0=1，指定讀操作（輸出）。。在執(zhí)行DS1302時(shí)鐘日歷或Ramo數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，DS1302必須首先發(fā)送命令字節(jié)。對(duì)于單字節(jié)傳輸，在發(fā)送8位命令字節(jié)之后，在接下來的2個(gè)SCLK周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或者在接下來的8個(gè)SCLK周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。圖2-2DS1302時(shí)鐘芯片原理圖DS1302的引腳位置，其中Vcc2為主要電源，VCC1為備用電源。即使關(guān)閉電源，也可以連續(xù)運(yùn)行時(shí)鐘。DS1302由較大的Vcc1或Vcc2供電。Vcc2大于Vcc1+0.2V，而Vcc2為DS1302供電。Vcc2小于Vcc1，而DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源和外部32.768kHz晶體振蕩。RST是復(fù)位/芯片選擇線，所有數(shù)據(jù)傳輸均以高電平的RST輸入開始。RST輸入具有兩個(gè)功能：首先，RST允許您打開控制邏輯并將地址/命令序列發(fā)送到移位日志；其次，RST提供了一種停止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?。?dāng)RST為高電平時(shí)，它開始所有數(shù)據(jù)傳輸并允許在DS1302上進(jìn)行操作。如果在傳輸過程中將RST設(shè)置為低電平，則數(shù)據(jù)傳輸將完成，并且I/O引腳將具有高電阻。接通電源后，Rcc必須低于Vcc>2.0V。只有當(dāng)SCLK為低電平時(shí)，RST才能設(shè)置為高電平。I/O是數(shù)據(jù)串行輸入和輸出端子（雙向），稍后將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。SCLK是時(shí)間輸入端子。。圖2-3DS1302時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)圖控制字節(jié)：控制字節(jié)的最高有效位(位7)必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入DS1302中，位6如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù);位5至位1指示操作單元的地址;最低有效位(位0)如為0表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。數(shù)據(jù)流：在插入下一個(gè)SCLK術(shù)語描述后，在增加時(shí)間的邊緣，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，將數(shù)據(jù)開始變小，大約為0。同樣，從緊接8位指令字的SCLK的下一個(gè)心跳中讀取DS1302數(shù)據(jù)，并從0到7高讀取數(shù)據(jù)。寄存器：DS1302有12個(gè)寄存器，其中7個(gè)與時(shí)間表和時(shí)間有關(guān)，并且所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)為BCD格式。時(shí)鐘突發(fā)記錄可以連續(xù)讀取和記錄除充電寄存器以外的所有記錄的內(nèi)容。DS1302和RAM相關(guān)寄存器分為兩部分：一個(gè)是單個(gè)RAM單元，總共31個(gè)，每個(gè)單元配置為8位字節(jié)，命令控制字是C0H?FDH。數(shù)字是一項(xiàng)讀取任務(wù)，偶數(shù)是寫操作，另一種類型是突發(fā)方式下的RAM寄存器。這樣，所有31塊RAM都可以一次讀寫。命令控制字是FEH（寫）和FFH（讀）。2.1.3蜂鳴器模塊圖2-4蜂鳴器設(shè)計(jì)蜂鳴器的主要功能是報(bào)警，倒計(jì)時(shí)報(bào)警。蜂鳴器是一種集成結(jié)構(gòu)的電子器件，由直流電壓供電，廣泛用作計(jì)算機(jī)，打印機(jī)，復(fù)印機(jī)，警報(bào)器，電子玩具，汽車電子設(shè)備，電話，計(jì)時(shí)器等電子產(chǎn)品中的聲音設(shè)備。蜂鳴器主要分為兩種：壓電式和電磁式。蜂鳴器在電路上用字母“H”或“HA”表示（舊標(biāo)準(zhǔn)使用“FM”，“ZZG”，“LB”，“JD”等）。原理：蜂鳴器的發(fā)聲原理由振動(dòng)裝置和諧振裝置組成，蜂鳴器分為無源外部激勵(lì)和源激勵(lì)。無源蜂鳴器的工作原理是：將方波信號(hào)插入諧振設(shè)備并轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)輸出。圖2-5無源蜂鳴器發(fā)聲原理圖有源蜂鳴器的工作原理是：DC直流電的輸入通過諧振系統(tǒng)的放大器和電路，在諧振設(shè)備的作用下產(chǎn)生聲音信號(hào)。2-6有源蜂鳴器發(fā)聲原理圖2.1.4矩陣鍵盤模塊圖圖2-7矩陣式鍵盤如果鍵盤上有大量鍵，則這些鍵通常按矩陣排列，以減少I/O端口占用率。在矩陣鍵盤上，每條水平線和垂直線都不在相交處直接連接，而是通過按鈕連接。如果您有相對(duì)大量的鍵，則使用矩陣方法來創(chuàng)建鍵盤是有意義的。使用了矩陣鍵盤，它不僅減少了I/O端口占用率，還擴(kuò)展了單片機(jī)的功能，這樣的設(shè)計(jì)是十分合理，且較少占用資源的設(shè)計(jì)。2.1.5LCD1602顯示面板模塊點(diǎn)矩陣液晶由M×N顯示單元組成。假設(shè)LCD顯示器有64行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)一個(gè)8位1字節(jié)，每行由16個(gè)字節(jié)組成。，總計(jì)16×8=128點(diǎn)。顯示屏上的64x16顯示單元對(duì)應(yīng)于1024個(gè)字節(jié)的顯示RAM區(qū)域，每個(gè)字節(jié)的內(nèi)容對(duì)應(yīng)于顯示屏上相應(yīng)位置的亮度。例如，顯示屏第一行的亮度取決于從000H到00FH的16字節(jié)RAM區(qū)域的內(nèi)容。如果（000H）=FFH，一條短的亮線將出現(xiàn)在的左上角。8點(diǎn)長(zhǎng)的屏幕;（3FFH））=FFH將在屏幕的右下角顯示一條短亮線;（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H（00EH）=00H，（00FH）=00H，由8條亮線和8條暗線組成的虛線顯示在屏幕頂部。這是液晶顯示器的基本原理。部分引腳功能：·引腳3：VL是液晶顯示器的對(duì)比度調(diào)節(jié)端子。正電源的對(duì)比度最弱，而接地連接的對(duì)比度最高。如果對(duì)比度太高，將發(fā)生“重影”。使用時(shí)，可以使用10kQ電位器調(diào)節(jié)對(duì)比度。引腳4：RS是寄存器選擇引腳，用于選擇數(shù)據(jù)寄存器為高電平，指令寄存器為低電平。引腳5：R/W是讀/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。如果RS和R/W均為低電平，則可以編寫命令或顯示地址。當(dāng)RS為低電平且R/W為高電平時(shí)，可以讀取忙信號(hào)。如果RS為高電平，R/W為低電平，則可以寫入數(shù)據(jù)。引腳6：E端是使能端。當(dāng)E端從高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，LCD模塊將執(zhí)行命令。表2-8LCD引腳功能表LCD1602LCD模塊中的控制器共有11條控制命令。表2-10LCD1602控制指令LCD1602液晶模塊的讀/寫操作，顯示屏和光標(biāo)的操作均通過命令編程來實(shí)現(xiàn)（其中，1是高電平，0是低電平）部分分別介紹如下。（3）指令3：設(shè)置輸入模式。其中，I/D是光標(biāo)移動(dòng)的方向，高位向右移動(dòng)，低位向左移動(dòng)；S表示顯示屏上的所有文本向左或向右移動(dòng)，高位有效，并且級(jí)別低表示它無效。（4）指令4：顯示開關(guān)控制。其中，D用于控制整個(gè)顯示器的開和關(guān)，高電平表示顯示器的開和關(guān)，低電平表示顯示器的關(guān)；C用于控制光標(biāo)的開和關(guān)。低級(jí)別表示沒有光標(biāo)。B用于控制光標(biāo)閃爍與否，高電平閃爍和低電平不閃爍。（6）指令6：功能設(shè)置命令。其中，DL表示在高電平時(shí)為8位總線，低電平時(shí)為4位總線；N表示在低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示；F表示在低電平時(shí)顯示5×7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5×10的點(diǎn)陣字符。（8）指令8：DDRAM地址設(shè)置。連接方式：有兩種方法可以將LCD1602連接到單片微處理器。一種是直接控制，另一種是所謂的間接控制。它們之間的唯一區(qū)別是所用數(shù)據(jù)線的數(shù)量，其他相同。1.直接控制方式連接到單片機(jī)后，LCD1602的8條數(shù)據(jù)線和3條控制線E，RS，R/W可以正常工作。在典型的應(yīng)用中，僅需要將命令和數(shù)據(jù)寫入LCD1602。因此，LCD1602的R/W讀/寫選擇控制端子可以直接接地，從而節(jié)省了一條數(shù)據(jù)線。VO引腳是LCD對(duì)比度調(diào)試端子。通常，您可以連接一個(gè)10kΩ的電位器來調(diào)整對(duì)比度。您可以從該引腳接地并調(diào)整適當(dāng)大小的電阻器，但是該電阻器的大小必須通過調(diào)試來確定。2.間接控制方式間接控制模式，也稱為4線工作模式，是一種利用HD44780的4位數(shù)據(jù)總線功能簡(jiǎn)化電路接口的方法。為了減少導(dǎo)線數(shù)量，僅使用DB4至DB7引腳與單片機(jī)進(jìn)行通信，首先發(fā)送數(shù)據(jù)或命令的高4位，然后發(fā)送低4位。采用四線并口通信，可以減少對(duì)微控制器I/O的需求，當(dāng)設(shè)計(jì)產(chǎn)品過程中單片機(jī)的I/O資源緊張時(shí)，可以考慮使用此方法。圖2-11LCD1602電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)采用直接控制方式，對(duì)比度通過R5進(jìn)行調(diào)整。2.1.6整體原理圖綜合以上各個(gè)模塊，得原理圖如圖2-12所示圖2-12多功能計(jì)算器原理圖2.2多功能計(jì)算器硬件仿真單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，仿真是為了檢測(cè)設(shè)計(jì)的原理是否有誤。圖2-13計(jì)算仿真圖2-14計(jì)時(shí)仿真綜合以上仿真，計(jì)算器設(shè)計(jì)沒有問題，功能能夠完整實(shí)現(xiàn)，計(jì)算，計(jì)時(shí)功能都沒有出現(xiàn)設(shè)計(jì)上的錯(cuò)誤。2.3多功能計(jì)算器PCB設(shè)計(jì)圖2-15整體PCB設(shè)計(jì)3多功能計(jì)算器程序設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的功能，并且將各個(gè)模塊連接在一起使之能夠?qū)崿F(xiàn)完整功能，需要通過編寫程序代碼達(dá)成。程序和模塊同樣重要，要協(xié)調(diào)好程序和模塊，還需要調(diào)試完善。圖3-1程序流程圖該軟件編程平臺(tái)選擇最常用的keil軟件。由于該程序不涉及潛在的驅(qū)動(dòng)問題，因此選擇了方便快捷的C語言編程。在編程中，程序分為四個(gè)模塊：延遲模塊，顯示模塊1602，用于處理計(jì)算表達(dá)式的堆棧模塊和主要功能模塊。采用模塊化設(shè)計(jì)，易于調(diào)試和理解。3.1