单片机实现简易计算器设计与仿真

"这篇文档是东北大学秦皇岛分校自动化工程系学生张爽的毕业论文，主题是基于单片机的简单计算器设计与仿真。该设计利用AT89C51单片机作为核心处理器，通过扩展外围接口实现一个具有四则运算功能的计算器。设计包含了LCD显示、键盘输入、算术运算和错误处理等功能模块，并要求使用Keil、Protues等工具进行仿真分析。" 这篇毕业论文主要探讨了如何设计和实现一个基于单片机的简易计算器，其中涉及的关键知识点包括： 1. **单片机基础**：设计选择了AT89C51作为主控芯片，这是一款经典的8位微处理器，属于51系列单片机，广泛应用于嵌入式系统中。它内置ROM、RAM、I/O口和定时器等资源，能满足基本的控制需求。 2. **外围接口电路**：为了实现计算器功能，需要扩展外围接口，例如LCD显示器和键盘接口。LCD用于显示数据和运算结果，键盘则提供数字和运算符输入。 3. **LCD显示**：选择LCD作为显示设备，能够清晰地展示输入和运算结果。LCD显示模块需要设计适当的驱动程序来控制字符的显示。 4. **键盘输入**：设计中采用16键键盘，包括数字键、运算符键和特殊功能键。键盘输入检测模块负责识别和处理用户输入，将按键信号转化为可处理的数据。 5. **算术运算模块**：此部分设计实现了加、减、乘、除四种基本运算，需要在单片机内部进行数值转换和存储，并能处理溢出和除零错误。 6. **错误处理与提示**：在遇到超出表示范围的数值或除数为0的情况时，系统会通过LCD显示错误提示，增强了计算器的容错性。 7. **软件开发工具**：论文中提到的Keil是常用的嵌入式系统开发环境，用于编写和编译C语言程序；Protues则是一个虚拟原型设计工具，可以进行硬件仿真和测试，帮助验证设计的正确性。 8. **系统设计流程**：设计过程分为熟悉课题、具体设计、编写说明书和答辩四个阶段，体现了工程项目的完整生命周期。 9. **课程设计说明书**：设计说明书应包含前言、系统设计、实现方法、结果分析和结论等内容，是系统设计的全面记录。 10. **仿真分析**：通过Keil和Protues的联合使用，可以模拟实际硬件操作，检查程序的运行逻辑和硬件行为，确保设计的计算器在真实环境下能够正常工作。 整体而言，这篇论文展示了如何利用单片机技术设计一个实用的计算器系统，涵盖了硬件接口、软件编程和系统集成等多个方面的知识，对于学习单片机应用和嵌入式系统设计的学生来说，具有很高的参考价值。