数字集成芯片构成的频率计数器

数字集成芯片构成的频率计数器

频率计数器是一种用数字显示的频率测量仪表，它不仅可以测量正弦信号、三角波信号、方波信号和尖脉冲信号的频率，而且还能对其他多种非电量信号的频率进行测量，例如机械振动次数，物体转动速度，明暗变化的闪光次数，单位时间里经过传送带的产品数量等，这些物理量的变化情况可以通过相应的传感器先转变成周期变化的电量信号，然后用频率计数器测量单位时间内变化次数，利用8421码编码的十进制计数器进行计数，计数的结果由译码显示电路显示出来。

1 频率计数器整体方案设计

所谓频率就是信号在单位时间内所产生的脉冲个数，其数学表达式为f=N／T，其中f为被测信号的频率；N为T时间内所累计的脉冲个数；T为计数时间。计数器单位时间内的计数结果，即为被测信号的频率。本系统就是按照频率的这一定义来实现其测量的，其系统原理框图。

本系统由输入电路、逻辑控制电路、计数显示电路、时基产生电路4大部分构成，其工作原理为：被测频率信号经过放大、整形之后，将其变换为频率与之相等的计数脉冲信号，作为闸门的一路输入信号，而时基产生电路产生方波信号，送给逻辑控制电路，产生控制闸门开启和关闭的门控信号，作为闸门的另一路输入信号。门控信号为高电平时，闸门开启，计数脉冲信号通过闸门进入十进制计数器进行计数；门控信号为低电平时，闸门关闭，十进制计数器停止计数，计数的结果通过译码显示电路显示出来。本系统可实现10～9 999 Hz 信号的频率测量，还可通过调节555定时电路的输出频率改变测量精度。

2 频率计数器硬件电路设计

2．1 输入电路设计

实际测量中的输入信号种类繁多，可能是正弦波、三角波、方波或其他形式的波形，不能够满足后级的闸门或计数电路要求，所以在测量的时候需要将被测信号经过一个整形电路，将其变化成满足计数电路要求的脉冲信号。并且在整形之前由于不清楚被测信号的强弱的情况，所以还要考虑信号的放大衰减处理。当输入信号电压幅度较大时，通过输入衰减电路将电压幅度降低。当输入信号电压幅度较小时，则调节输入放大的增益，使被测信号得以放大。为放大整形电路。为保证测量精度，在整形电路的输入端加一前置放大器，对幅值较低的被测信号经放大后再送入整形电路整形。模块电路由单级共射放大电路、74LS00与非门和基本RS触发器所构成，其中3DG100为放大器，可对周期信号进行放大后再传入整形器中对信号进行整形。输入电路通过基于multisim仿真软件的电路仿真，可实现正弦波、三角波到脉冲信号的转换，。

2．2 时基产生电路设计

为了获得较为稳定的时间基准信号，以便准确地控制闸门的开启与关闭时间，本设计采取用555定时器组成的多谐振荡器作为时基产生电路，要求其产生频率为1 kHz的脉冲。振荡器的频率计算公式为：，因此，可确定各个参数，并通过电路仿真得到了比较稳定的脉冲信号，这里取R1=47 kΩ，R2=39 kΩ，C=10μF。为了提高测频精度以及显示稳定，这里加入了一个电位器，可改变振荡器的输出频率，以改变闸门时间。

2．3 逻辑控制电路设计

逻辑控制电路是本设计最为关键和难搞的模块，主要是控制闸门的开启和关闭，同时也控制整机系统的逻辑关系，包括产生74LS90的清零信号，74LS373的锁存信号以及译码显示电路的控制信号。这里采用两个单稳态触发器74LS123组成逻辑控制电路，当1，触发脉冲从A端输入，其输出信号控制整机系统正常工作。当控制电路输出为高电平时，闸门开启，

被测信号通过闸门进入计数电路，于是计数器译码器同时工作，从而记下所测信号频率值。当控制电路输出为低电平时，闸门关闭，计数器停止工作，数码管继续显示所测频率值。直到下一次测量，当手动复位开关S按下时，计数器清零，数码管显示消失，频率计数器完成一次测量。这里闸门采用74LS00与非门。时基产生电路原理图和仿真波形图。

2．4 计数与显示电路设计

本模块电路，由计数器、锁存器、译码器和LED显示4部分组成。其中74LS90是常用的二-五-十进制异步计数器。本设计要求采用8421码的十进制计数，所以，当R01R02=0，S01S02=0，计数脉冲从CP1输入，CP2接QA，实现十进制计数功能。而R01R02连接控制电路的输出，在控制信号为高电平时，闸门开启，计数器工作。74LS273是带有清除端的8D触发器，只有在清除端CLR为高电平时，才具有锁存功能，锁存控制端为11脚CLK，采用上升沿锁存。这里如果不加74LS273锁存器，那么器的输出结果一直往数码管里送。由于在计数一直在工作，所以数码管上面一直显示数字，并且数字快速闪动，无法观测数据，计数停止，数码管也停止显示。为解决这个问题，可通过锁存信号，实现计数时数码管不显示，计数停止后，数码管再显示计数器的计数结果的功能。

3 结语

本频率计数器经过测试与应用，确保能正确传输信号及实现频率的测量。在电路改进方面可在时基电路的555定时器的管脚2与7之间加了2个反方向的二极管，并设置参数相等的电阻R1、R2，这样可得到占空比为50％的脉冲波形；还可将芯片CC4511和共阴极LED显示器换为芯片74LS48和共阳极LED显示器实现共阳极显示，以及为提高测量精度，增加由74LS90构成的分频电路。

计算器功能键介绍

M+是计算结果并加上已经储存的数；M-是计算结果并用已储存的数字减去目前的结果；MR是读取储存的数据；MC是清除储存数据；AC，CE归零是有一个是清除现有数据重新输入,另一个是清除全部数据结果和运算符. 按钮功能 % 按百分比的形式显示乘积结果。输入一个数，单击“*”，输入第二个数，然后单击“%”。例如，50 * 25% 将显示为 12.5。也可执行带百 分数的运算。输入一个数，单击运算符（“+”、“-”、“*”或“/”）， 输入第二个数，单击“%”，然后单击“=”。例如，50 + 25%（指的 是 50 的 25%）= 62.5。 1/x 计算显示数字的倒数。 A–F 在数值中输入选中字母。只有在十六进制模式为开启状态时该按钮才可用。 And 计算按位 AND。逻辑运算符在执行任何按位运算时将截断数字的小数部分。 Ave 计算“统计框”对话框中显示数值的平均值。若要计算平均方值，请使用“Inv”+“Ave”。只有先单击“Sta”，该按钮才可用。Backspace 删除当前显示数字的最后一位。 站将显示数字转换为二进制数字系统。最大的无符号二进制数值是将 64 位全都设置为 1。 C 清除当前的计算。 CE 清除显示数字。 cos 计算显示数字的余弦。若要计算反余弦，请使用“Inv”+“cos”。若要计算双曲余弦，请使用“Hyp”+“cos”。若要计算反双曲余弦，请 使用“Inv”+“Hyp”+“cos”。cos 只能用于十进制数字系统。 Dat 在“统计框”对话框内输入显示的数字。只有先单击“Sta”，该按钮才可用。 十进制将显示数字转换为十进制数字系统。 度数在十进制模式下将三角函数输入设置为度数。 dms 将显示数字转换为度-分-秒格式（假设显示数字是用度数表示的）。 若要将显示数字转换为用度数表示的格式（假设显示数字是用度-分- 秒格式表示的），请使用“Inv”+“dms”。dms 只能用于十进制数字 系统。 Exp 允许输入用科学计数法表示的数字。指数限制为四位数。指数中只能使用十进制数（键 0-9）。Exp 只能用于十进制数字系统。 F-E 打开或关闭科学计数法。大于 10^32 的数总是以指数形式表示。F-E 只能用于十进制数字系统。 梯度在十进制模式中，将三角函数输入设置为梯度。 十六进制将显示数字转换为十六进制数字系统。最大的无符号十六进制数值是将 64 位全都设置为 1。 Hyp 设置“sin”、“cos”和“tan”的双曲函数。完成一次计算后自动关闭双曲函数功能。 Int 显示十进制数值的整数部分。若要显示十进制数值的小数部分，请使用“Inv”+“Int”。 Inv 设置“sin”、“cos”、“tan”、“PI”、“x^y”、“x^2”、“x^3”、

数字电路芯片大全资料

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Y =A+C ）│四总线三态门 74LS125 │ 1 2 3 4 5 6 7│ └┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬┘ -1C 1A 1Y -2C 2A 2Y GND Vcc -G B1 B2 B3 B4 B8 B6 B7 B8 ┌┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴┐8位总线驱动器 74LS245 │20 19 18 17 16 15 14 13 12 11│ ）│DIR =1 A=>B │ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10│DIR=0 B=>A └┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬┘ DIR A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 GND 页首非门,驱动器与门,与非门或门,或非门异或门,比较器译码器寄存器 正逻辑与门,与非门: Vcc 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y ┌┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴┐ │1413 12 11 10 9 8│ Y = AB ）│2输入四正与门 74LS08 │ 1 2 3 4 5 6 7│ └┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬┘ 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND Vcc 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y ┌┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴┐ __ │1413 12 11 10 9 8│ Y = AB ）│2输入四正与非门 74LS00 │ 1 2 3 4 5 6 7│ └┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬┘ 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND Vcc 1C 1Y 3C 3B 3A 3Y ┌┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴┐ ___ │1413 12 11 10 9 8│ Y = ABC ）│3输入三正与非门 74LS10 │ 1 2 3 4 5 6 7│ └┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬┘ 1A 1B 2A 2B 2C 2Y GND Vcc H G Y

单片机简易数字计算器汇编

基 于 单 片 机 的 简 易 计 算 器 设 计 自动化控制一班 kaoyanbaomu521

摘要: 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 本任务是个简易的两位数的四则运算，程序都是根据教材内和网络中的程序参考编写而成，在功能上还并不完善，限制也较多。本任务重在设计构思与团队合作，使得我们用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。 关键词： 单片机计算器范围加减乘除 1 引言 1.1 计算器的历史 说起计算器，值得我们骄傲的是，最早的计算工具诞生在中国。中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策，又被叫做算筹。这种算筹多用竹子制成，也有用木头，兽骨充当材料的。约二百七十枚一束，放在布袋里可随身携带。直到今天仍在使用的珠算盘，是中国古代计算工具领域中的另一项发明，明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同。17世纪初，西方国家的计算工具有了较大的发展，英国数学家纳皮尔发明的"纳皮尔算筹"，英国牧师奥却德发明了圆柱型对数计算尺，这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算，甚至可以计算三角函数，指数函数和对数函数，这些计算工具不仅带动了计算器的发展，也为现代计算器发展奠定了良好的基础，成为现代社会应用广泛的计算工具。 1.2 电子计算器的特殊键 在使用电子计算器进行四则运算的时候，一般要用到数字键，四则运算键和清除数据键。除了这些按键，还有一些特殊键，可以使计算更加简便迅速。 2 单片机概述 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。 通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。 单片机经过1、2、3、3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗。 3 芯片简介 3.1 MSC-51芯片简介 MCS-51单片机内部结构 8051是MCS-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。

常用数字芯片型号解读

常用数字芯片型号解读 逻辑电平有：TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVDS、GTL、BTL、ETL、GTLP；RS232、RS422、RS485等。 图1－1：常用逻辑系列器件 TTL：Transistor-Transistor Logic CMOS：Complementary Metal Oxide Semicondutor LVTTL：Low Voltage TTL LVCMOS：Low Voltage CMOS ECL：Emitter Coupled Logic， PECL：Pseudo/Positive Emitter Coupled Logic LVDS：Low Voltage Differential Signaling GTL：Gunning Transceiver Logic BTL：Backplane Transceiver Logic ETL：enhanced transceiver logic GTLP：Gunning Transceiver Logic Plus TI的逻辑器件系列有：74、74HC、74AC、74LVC、74LVT等 S - Schottky Logic LS - Low-Power Schottky Logic CD4000 - CMOS Logic 4000 AS - Advanced Schottky Logic 74F - Fast Logic ALS - Advanced Low-Power Schottky Logic HC/HCT - High-Speed CMOS Logic BCT - BiCMOS Technology AC/ACT - Advanced CMOS Logic FCT - Fast CMOS Technology ABT - Advanced BiCMOS Technology LVT - Low-Voltage BiCMOS Technology LVC - Low Voltage CMOS Technology LV - Low-Voltage CBT - Crossbar Technology ALVC - Advanced Low-Voltage CMOS Technology AHC/AHCT - Advanced High-Speed CMOS CBTLV - Low-Voltage Crossbar Technology ALVT - Advanced Low-Voltage BiCMOS Technology AVC - Advanced Very-Low-Voltage CMOS Logic TTL器件和CMOS器件的逻辑电平 ：逻辑电平的一些概念 要了解逻辑电平的内容，首先要知道以下几个概念的含义： 1：输入高电平（Vih）：保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平，当输入电平高于Vih时，则认为输入电平为高电平。 2：输入低电平（Vil）：保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输入低电平，当输入电平低于Vil时，则认为输入电平为低电平。 3：输出高电平（Voh）：保证逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值，逻辑门的输出为高电平时的

计算器使用方法

内置的计算器每个键的使用方法 INV 是什么意思。 设置 “sin” 、 “cos” 、 “tan” 、 “PI” 、 “x^y” 、 “x^2” 、 “x^3” 、 “ln” 、 “log” 、 “Ave” 、 “Sum” 和 “s” 的反函 数。完成一次计算后自动关闭反函数功能。 HYP 是什么意思。 设置 “sin” 、 “cos”

“tan” 的双曲函数。完成一次计算后自动关闭双曲函数功能。 sta 是什么意思。 计算显示数 字的正 切。若要 计算反正 切，请 使用 “Inv”+“tan” 。若 要计算双 曲正切 ，请使用 “Hyp”+“tan” 。若要计算反双曲正切，请使用 “Inv”+“Hyp”+“tan” 。 “tan” 只能用于十进制数字系 统。 AVE 是什么意思。 计算 “ 统计框 ” 对话框中显示数值的平均值。若要计算平均方值，请使用“Inv”+“Ave” 。只有先单 击 “Sta”

，该按钮才可用。 sum 是什么意思。 计算 “ 统计框 ” 对话框中显示数值的总和。若要计算平方和，请使用“Inv”+“Sum” 。只有先单击 “Sta” ，该按钮才可用。 DAT 是什么意思。 在 “ 统计框 ” 对话框内输入显示的数字。只有先单击 “Sta” ，该按钮才可用。 十进制 将显示数字转换为十进制数字系统。 度数 在十进制模式下将三角函数输入设置为度数。

DMS 是什么意思。 将显示数字转换为度 - 分 - 秒格式（假设显示数字是用度数表示的）。若要将显示数字转换为用度 数表示的格式（假设显示数字是用度 - 分 - 秒格式表示的） ，请使用 “Inv”+“dms” 。 dms 只能用于 十进制数字系统。 F-E 是什么意思。打开或关闭科学计数法。大于 10^32 的数总是以指数形式表示。 F-E 只能用 于十进制数字系统 表描述了计算器的功能： 按钮 功能

基于LabVIEW的简易计算器设计

第1章绪论 1.1 虚拟仪器简介 虚拟仪器（virtual instrument）是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。上面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。 虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内，使用较为广泛的计算机语言是国NI公司的LabVIEW。 虚拟仪器的起源可以追溯到20世纪70年代，那时计算机测控系统在国防、航天等领域已经有了相当的发展。PC机出现以后，仪器级的计算机化成为可能，甚至在 Microsof t公司的 Windows 诞生之前，NI公司已经在Macintosh计算机上推出了LabVIEW2.0 以前的版本。对虚拟仪器和 LabVIEW [2]长期、系统、有效的研究开发使得该公司成为业界公认的权威。目前LabVIEW 的最新版本为 LabVIEW2011，LabVIEW 2009 为多线程功能添加了更多特性，这种特性在1998 年的版本 5 中被初次引入。使用 LabVIEW 软件，用户可以借助于它提供的软件环境，该环境由于其数据流编程特性、LabVIEW Real-Time 工具对嵌入式平台开发的多核支持，以及自上而下的为多核而设计的软件层次，是进行并行编程的首选。 普通的 PC 有一些不可避免的弱点。用它构建的虚拟仪器或计算机测试系统性能不可能太高。目前作为计算机化仪器的一个重要发展方向是制定VXI 标准，这是一种插卡式的仪器。每一种仪器是一个插卡，为了保证仪器的性能，又采用了较多的硬件，但这些卡式仪器本身都没有面板，其面板仍然用虚拟的方式在计算机屏幕上出现。这些卡插入标准的 VXI 机箱，再与计算机相连，就组成了一个测试系统。VXI仪器价格昂贵，目前又推出了一种较为便宜PXI 标准仪器。 1.2 LabVIEW简介 LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发，类似于C 和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语

电子设计常用芯片

741 运算放大器 2063A JRC杜比降噪 20730 双功放 24C01AIPB21 存储器 27256 256K-EPROM 27512 512K-EPROM 2SK212 显示屏照明 3132V 32V三端稳压 3415D 双运放 3782M 音频功放 4013 双D触发器 4017 十进制计数器/脉冲分配器4021 游戏机手柄 4046 锁相环电路 4067 16通道模拟多路开关 4069 游戏机手柄 4093 四2输入施密特触发器 4098 41256 动态存储器 52432-01 可编程延时电路 56A245 开关电源 5G0401 声控IC 5G673 八位触摸互锁开关 5G673 触摸调光 5G673 电子开关 6116 静态RAM 6164 静态RAM 65840 单片数码卡拉OK变调处理器7107 数字万用表A/D转换器74123 单稳多谐振荡器 74164 移位寄存器 7474 双D触发器 7493 16分频计数器 74HC04 六反相器 74HC157 微机接口 74HC4053 74HCU04 六反相器 74LS00 与门 74LS00 4*2与非门 74LS00 四2与非门 74LS00 与门 74LS04 6*1非门 74LS08 4*2与门 74LS11 三与门 74LS123 双单稳多谐振荡器 74LS123 双单稳多谐振荡器 74LS138 三~八译码器 74LS142 十进制计数器/脉冲分配器74LS154 4-16线译码器 74LS157 四与或门74LS161 四2计数器 74LS161 十六进制同步计数器 74LS161 四~二计数器 74LS164 数码管驱动 74LS18 射频调制器 74LS193 加/减计数器 74LS193 四2进制计数器 74LS194 双向移位寄存器 74LS27 4*2或非门 74LS32 四或门 74LS32 4*2或门 74LS374 八位D触发器 74LS374 三态同相八D触发器 74LS377 74LS48 7位LED驱动 74LS73 双J-K触发器 74LS74 双D触发器 74LS85 四位比较器 74LS90 计数器 75140 线路接收器 75141 线路接收器 75142A 线路接收器 75143A 线路接收器 7555 时钟发生器 79MG 四端负稳压器 8051 空调单片机 8338 六反相器 A1011 降噪 ACVP2205-26 梳状滤波视频处理 AD536 专用运放 AD558 双极型8位D-A（含基准电压）变换器AD558 双极型8位D-A（含基准电压）变换器AD574A 12比特A/D变换器 AD650 AD670 8比特A/D变换器（单电源）1995s-2、15 AD7523 D-A变换器1994x-125 AD7524 D-A变换器1994x-126 AD7533 模数转换器1994x-141 AD7533 模数转换器1995s-184 ADC0804 8比特A/D变换器1995s-2、20 ADC0809 8CH8比特A/D 1995s-2、23 ADC0833 A/D变换4路转换器1995s-2 ADC80 12比特A/D变换器1995s-2、8 ADC84/85 高速12比特A/D变换器1995s-2 AG101 手掌游戏机1993x-155 AM6081 双极型8位D-A变换器1994x-127 AMP1200 音频功放皇后1993s-104 AN115 立体声解码1991-135 AN2510S 摄象机寻象器1994x-109 AN2661NK 影碟机视频1995s-45

模拟计算器数字输入及显示课程设计

摘要 本设计是一个实现加、减、乘、除的计算器，它的硬件主要由四部分组成，一个AT89C51单片机芯片，一个八位共阳极的数码管，一个4*4的键盘，一个排阻(10K)做P0口的上拉电阻（接线图在附录2），它可以实现结果低于65535的加、减、乘、除运算。 显示部分:采用动态显示，由八位共阳极数码管通过P0口，P2口与单片机相连，数码管的A,B,C,D,E,F,G,DP分别依次与单片机的P0.0—P0.7相连，P0口做为单片机的字码控制端，数码管的1，2，3，4，5，6，7，8各引脚分别与单片机的P2.0—P2.7相连，P2口作为数码管的位控制端。 按键部分：采用4*4键盘。采用软件识别键值并执行相应的操作，键盘的第0行到第3行依次与单片机的P3.4—P3.7管脚相连,键盘的第0列到第3列依次与单片机的P1.0—P1.3管脚相连,程序运行时依次扫描各行，查询是否有键按下，如果有则进入键盘识别处理程序，实现相应的运算，然后通过数码管输出结果，如果没有按键就调用显示程序显示一个0，等待按键按下，在进入按键扫描程序。 执行过程：开机即显示0，等待键入数值，当键入数字，将通过数码管显示出来，在键入＋、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当在键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在数码管上输出运算结果。注：结果不能超出65535。（具体操作见后面仿真图）

目录 1 概述 1.1MCS-51单片机在自动化仪表中的作用 (3) 1.2掌握单片机仿真软件Proteus的使用方法 (3) 1.3设计方法 (3) 1.4基本功能 (4) 2 系统总体方案及硬件设计 2.1计算器总体思想 (5) 2.2硬件的选择与连接 (6) 3 软件设计 3.1显示程序设计 (7) 3.2键盘识别程序设计 (8) 3.3运算程序设计 (10) 3.4风鸣器程序设计 (10) 4 Proteus软件仿真 (12) 5课程设计体会 (16) 参考文献 (18) 附1：源程序代码 (19) 附2：计算器模拟系统电路图 (31)

单片机简易计算器的设计

基于AT89C51单片机简易计算器的设计 【摘要】单片机的出现是计算机制造技术高速发展的产物，它是嵌入式控制系统的核心，如今，它已广泛的应用到我们生活的各个领域，电子、科技、通信、汽车、工业等。本设计是基于51系列单片机来进行的数字计算器系统设计，可以完成计算器的键盘输入，进行加、减、乘、除六位数范围内的基本四则运算，并在LCD上显示相应的结果。设计电路采用AT89C51单片机为主要控制电路，利用MM74C922作为计算器4*4键盘的扫描IC读取键盘上的输入。显示采用字符LCD静态显示。软件方面使用C语言编程，并用PROTUES仿真。 【关键词】简单计算器单片机 LCD 【正文】 一、总体设计 根据功能和指标要求，本系统选用MCS-51系列单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路，实现对计算器的设计。具体设计如下：（1）由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了得到较好的显示效果，采用LCD 显示数据和结果。 （2）另外键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、×、÷）、清除键和等号键，故只需要16 个按键即可，设计中采用集成的计算键盘。 （3）执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LCD显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值

转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LCD上输出运算结果。 （4）错误提示：当计算器执行过程中有错误时，会在LCD上显示相应的提示,如：当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时，计算器会在LCD上提示溢出；当除数为0时，计算器会在LCD 上提示错误。 系统模块图： 二、硬件设计 （一）、总体硬件设计 本设计选用AT89C51单片机为主控单元。显示部分：采用LCD 静态显示。按键部分：采用4*4键盘；利用MM74C922为4*4的键盘扫描IC，读取输入的键值。 总体设计效果如下图：

数字电路常用芯片应用设计

74ls138 摘要： 74LS138 为3 －8 线译码器，共有54/74S138和54/74LS138 两种线路结构型式，其中LS是指采用低功耗肖特基电路. 引脚图： 工作原理： 当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。利用G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成32 线译码器。若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。 内部电路结构：

功能表真值表： 简单应用：

74ls139： 74LS139功能: 54/74LS139为2 线－4 线译码器,也可作数据分配器。其主要电特性的典型值如下：型号54LS139/74LS139 传递延迟时间22ns 功耗34mW 当选通端（G1）为高电平，可将地址端（A、B）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。若将选通端（G1）作为数据输入端时，139 还可作数据分配器。 74ls139引脚图：

引出端符号： A、B：译码地址输入端 G1、G2 ：选通端（低电平有效） Y0～Y3：译码输出端（低电平有效74LS139内部逻辑图:

74LS139真值表： 74ls164: 164 为8 位移位寄存器,其主要电特性的典型值如下：54/74164 185mW 54/74LS164 80mW当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA －QH）均为低电平。串行数据输入端（A，B）可控制数据。当A、B任意一个为低电平，则禁止新数据输入，在时钟端（CLOCK）脉冲上升沿作用下Q0 为低电平。当A、B 有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在CLOCK 上升沿作用下决定Q0 的状态。 引脚功能： CLOCK ：时钟输入端CLEAR：同步清除输入端（低电平有效）A，B ：串行数据输入端QA－QH：输出端 (图1 74LS164封装图)

计算器按键的使用说明

计算器按键的使用说明 . 1、电源开关键： ON、 OFF 2、输入键： 0— 9、. +/ —：正负转换键 3、运算功能键： + - * / ( 注意 : 加、减、乘、除键在计算时都可能代替等号键 ) √：开平方键，用来进行开平方运算。先输入数字，再按下此键，不必按等号键即可得 出结果。 4、等号键：＝ 5、清除键： ①C：清除键。在数字输入期间 , 第一次按下此键将清除除存储器内容外的所 有数值 . 如果是太阳能计算器，在计算器关闭状态下，按此键则开启电源，显示 屏显示出“ 0”。 ②AC或 CA键：全部清除键，也叫总清除键，作用是将显示屏所显示的数 字全部清除。 ③→：右移键。其功能是荧屏值向右位移，删除最右边的尾数。 ④CE：部分清除键，也叫更正键。其功能是清除当前输入的数字，而不是清除 以前输入的数。如刚输入的数字有误，立即按此键可清除，待输入正确的数字后，原运算继续进行。如 5+13，这时发现“ 13”输入错了，则按“ CE”键就可以清除 刚才的“ 13”，但还保留“ 5”这个数。值得注意的是，在输入数字后，按“ +”、“- ”、“/ ”、“* ”键的，再按“ CE”键，数字不能清除。 ⑤MC：累计清除键，也叫记忆式清除键。其功能是清除储存数据，清除存储 器内容，只清除存储器中的数字，内存数据清除，而不是清除显示器上的数字。 6、累计显示键： （1）M+：记忆加法键，也叫累加键。是计算结果并加上已经储存的数；用 作记忆功能，它可以连续追加，把目前显示的值放在存储器中（也就是将显示的 数字与内存中已有的任何数字相加，结果存入存储器，但不显示这些数字的和）。 如先输入“ 5×1.6 ”→按“ M+”键（把“ 5×1.6 ”的结果计算出来并储存起来）→然后输入“10×0.8 ”→按“M+”键（把“10×0.8 ”的结果计算出来并和前面储存的数相加）→接着输入“15×0.4 ”→按“M+”键（把“15×0.4 ”的结果计算出来并和前面储存的数相加）→最后按“MR”键（把储存的数全部取出来）→则出结果“ 22” （2）M-：记忆减法键，也叫累减键。是计算结果并用已储存的数字减去目前 的结果；从存储器内容中减去当前显示值（也就是将显示的数字与内存中已有 的任何数字相减，结果存入存储器，但不显示这些数字的差）. 计算“ 50- （23+4）”时→先输入“ 50”→按“ M+”（把“ 50”储存起来）→再输入“ 23+4”→按“ M-”键（计算结果是“ 27”）→再按“ MR”（用储存的“ 50”减去目前的结果“ 27”）→则出结果“ 23” 7、存储读出键： MR MRC GT ①MR：存储读出键。表示用存储器中数值取代显示值。按下此键后，可使存储在“ M+”或“ M－”中的数字显示出来或同时参加运算，数字仍保存在存储器中，在未按“ MC”键以前有效。 MR调用存储器内容，读取储存的数据。如有三组数字不连续在一起相加的时候，则用这个“ MR”键。举例：如输入“ 3+2”时，按“ M+”键，再输入“ 6+7”时，按“ M+”键，再输入“8+9”时按“ M+”键，然后再按“MR”，则三组数字的总和“ 35”就出来了。 ②MRC：MR和 MC功能的组合，即存储读出和清除键。按一次为 MR功能， 即显示存储数，按第二次为 MC功能，即清除存储数。

单片机简易计算器设计

单片机简易计算器设计 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

一、设计要求 1．设计4*4的键盘，其中10个数字键0~9，其余6个为“+”“-”“*”“/”“=”和“C” 2．设计2位LED接口电路 3．实现1位数的简单运算 二、硬件系统设计 1、LED接口电路 简易计算器需要2位8段码LED显示电路。用8031单片机经8255A扩展2位8段码LED显示器，用8255A的A口作为段码（字形代码）数据口，PB0和PB1作为位控制端口。在位控制口加集电极开路的反相高压驱动器74LS06以提供驱动LED显示器所需的足够大的电流，然后接至各数码显示器的共阴极端。同理，在段码数据口集电极开路的正相高压驱动器74LS07提供足够大的电流，然后接到数码显示器的各段。逻辑电路结构如下：

2、键盘接口电路 简易计算器需要4*4的行列式键盘。用8031单片机经8255A扩展4*4行列式键盘，8255A的B口和C口用于扩展键盘接口，B口高4位作为输出口，C口低4位作为输入口。逻辑电路结构如下： 3、计算器逻辑电路图 将LED接口电路和键盘接口电路结合到一起就是简易计算器的逻辑电路图，如下： 三、软件设计 1、LED显示程序设计 LED显示器由七段发光二极管组成，排列成8字形状，因此也成为七段LED显示器，器排列形状如下图所示：

为了显示数字或符号，要为LED显示器提供代码，即字形代码。七段发光二极管，再加上一个小数点位，共计8段，因此提供的字形代码的长度正好是一个字节。简易计算器用到的数字0~9的共阴极字形代码如下表： 0~9七段数码管共阴级字形代码 2位LED显示的程序框图如下： 2、读键输入程序设计 为了实现键盘的数据输入功能和命令处理功能，每个键都有其处理子程序，为此每个键都对应一个码——键码。为了得到被按键的键码，现使用行扫描法识别按键。其程序框图如下： 3、主程序设计 （1）数值送显示缓冲程序设计 简易计算器所显示的数值最大位两位。要显示数值，先判断数值正负，如果是负值，则符号位显示“-”，然后将数值除以10，余数送显最最低位，判断商是否为0，若为0则返回，若不为0，则将商除以10，将余数送显高位。程序框图如下： （2）运算主程序设计

计算器按键的使用说明

计算器按键的使用说明. 1、电源开关键：ON、OFF 2、输入键：0—9、. +/—：正负转换键 3、运算功能键：+ - * / (注意:加、减、乘、除键在计算时都可能代替等号键) √：开平方键，用来进行开平方运算。先输入数字，再按下此键，不必按等号键 即可得出结果。 4、等号键：＝ 5、清除键： ①C：清除键。在数字输入期间,第一次按下此键将清除除存储器内容外的所 有数值.如果是太阳能计算器，在计算器关闭状态下，按此键则开启电源，显示 屏显示出“0”。 ②AC或CA键：全部清除键，也叫总清除键，作用是将显示屏所显示的数字 全部清除。 ③→：右移键。其功能是荧屏值向右位移，删除最右边的尾数。 ④CE：部分清除键，也叫更正键。其功能是清除当前输入的数字，而不是清 除以前输入的数。如刚输入的数字有误，立即按此键可清除，待输入正确的数字后，原运算继续进行。如5+13，这时发现“13”输入错了，则按“CE”键就可 以清除刚才的“13”，但还保留“5”这个数。值得注意的是，在输入数字后，按“+”、“-”、“/”、“*”键的，再按“CE”键，数字不能清除。 ⑤MC：累计清除键，也叫记忆式清除键。其功能是清除储存数据，清除存储 器内容，只清除存储器中的数字，内存数据清除，而不是清除显示器上的数字。6、累计显示键： （1）M+：记忆加法键，也叫累加键。是计算结果并加上已经储存的数；用 作记忆功能，它可以连续追加，把目前显示的值放在存储器中（也就是将显示的 数字与内存中已有的任何数字相加，结果存入存储器，但不显示这些数字的和）。 如先输入“5×1.6”→按“M+”键（把“5×1.6”的结果计算出来并储存起来）→然后输入“10×0.8”→按“M+”键（把“10×0.8”的结果计算出来并和 前面储存的数相加）→接着输入“15×0.4”→按“M+”键（把“15×0.4”的结 果计算出来并和前面储存的数相加）→最后按“MR”键（把储存的数全部取出来）→则出结果“22” （2）M-：记忆减法键，也叫累减键。是计算结果并用已储存的数字减去目 前的结果；从存储器内容中减去当前显示值（也就是将显示的数字与内存中已有 的任何数字相减，结果存入存储器，但不显示这些数字的差）. 计算“50-（23+4）”时→先输入“50”→按“M+”（把“50”储存起来）→ 再输入“23+4”→按“M-”键（计算结果是“27”）→再按“MR”（用储存的“50”减去目前的结果“27”）→则出结果“23” 7、存储读出键：MR MRC GT ①MR：存储读出键。表示用存储器中数值取 代显示值。按下此键后，可使存储在“M+”或“M－”中的数字显示出来或同时 参加运算，数字仍保存在存储器中，在未按“MC”键以前有效。MR调用存储器 内容，读取储存的数据。如有三组数字不连续在一起相加的时候，则用这个“MR”键。举例：如输入“3+2”时，按“M+”键，再输入“6+7”时，按“M+”键，再 输入“8+9”时按“M+”键，然后再按“MR”，则三组数字的总和“35”就出来了。 ②MRC：MR和MC功能的组合，即存储读出和清除键。按一次为MR功能，即 显示存储数，按第二次为MC功能，即清除存储数。

简易计算器

单片机十进制加法计算器设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的十进制计算器系统设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、乘、除3位无符号数字的简单四则运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用4×4矩阵键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C 语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用全球编译效率最高的KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus仿真。 引言 十进制加法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减乘除

目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阳极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单..................................

计算器用法

计算器的用法 C 清除当前的计算。 CE 清除显示数字。 按钮功能 % 按百分比的形式显示乘积结果。输入一个数，单击“*”，输入第二个数，然后单击“%”。例如，50 * 25% 将显示为12.5。也可执行带百分数的运算。输入一个数，单击运算符（“+”、“-”、“*”或“/”），输入第二个数，单击“%”，然后单击“=”。例如，50 + 25%（指的是50 的25%）= 62.5。 ( 开始括号的新层。当前的层数显示在“)”按钮上方的框中。括号的最多层数为25。 ) 结束括号的当前层。 * 乘法。 + 加法。 +/- 改变显示数字的符号。 - 减法。 . 插入小数点。 / 除法。 0–9 将此数字置于计算器的显示区。 1/x 计算显示数字的倒数。 = 对上两个数字执行任意运算。若要重复上一次的运算，请再次单击“=”。 A–F 在数值中输入选中字母。只有在十六进制模式为开启状态时该按钮才可用。 And 计算按位AND。逻辑运算符在执行任何按位运算时将截断数字的小数部分。 Ave 计算“统计框”对话框中显示数值的平均值。若要计算平均方值，请使用“Inv”+“Ave”。只有先单击“Sta”，该按钮才可用。 Backspace 删除当前显示数字的最后一位。

站将显示数字转换为二进制数字系统。最大的无符号二进制数值是将64 位全都设置为1。 C 清除当前的计算。 CE 清除显示数字。 cos 计算显示数字的余弦。若要计算反余弦，请使用“Inv”+“cos”。若要计算双曲余弦，请使用“Hyp”+“cos”。若要计算反双曲余弦，请使用“Inv”+“Hyp”+“cos”。cos 只能用于十进制数字系统。 Dat 在“统计框”对话框内输入显示的数字。只有先单击“Sta”，该按钮才可用。 十进制将显示数字转换为十进制数字系统。 度数在十进制模式下将三角函数输入设置为度数。 dms 将显示数字转换为度-分-秒格式（假设显示数字是用度数表示的）。若要将显示数字转换为用度数表示的格式（假设显示数字是用度-分-秒格式表示的），请使用“Inv”+“dms”。dms 只能用于十进制数字系统。 Exp 允许输入用科学计数法表示的数字。指数限制为四位数。指数中只能使用十进制数（键0-9）。Exp 只能用于十进制数字系统。 F-E 打开或关闭科学计数法。大于10^32 的数总是以指数形式表示。F-E 只能用于十进制数字系统。 梯度在十进制模式中，将三角函数输入设置为梯度。 十六进制将显示数字转换为十六进制数字系统。最大的无符号十六进制数值是将64 位全都设置为1。 Hyp 设置“sin”、“cos”和“tan”的双曲函数。完成一次计算后自动关闭双曲函数功能。Int 显示十进制数值的整数部分。若要显示十进制数值的小数部分，请使用“Inv”+“Int”。Inv 设置“sin”、“cos”、“tan”、“PI”、“x^y”、“x^2”、“x^3”、“ln”、“log”、“Ave”、“Sum”和“s”的反函数。完成一次计算后自动关闭反函数功能。 In 计算自然对数（以e 为底）。若要计算e 的x 次方（其中x 是当前数字），请使用“Inv”+“ln”。 日志计算常用对数（以10 为底）。若要计算10 的x 次方，请使用“Inv”+“log”。 Lsh 左移。若要右移，请使用“Inv”+“Lsh”。在单击该按钮后，必须指定（以二进制形式）要将显示区中的数字左移或右移多少位，然后单击“=”。逻辑运算符在执行任何按位运算时将截断数字的小数部分。 M+ 将显示的数字与内存中已有的任何数字相加，但不显示这些数字的和。 MC 清除内存中的所有数字。 Mod 显示x/y 的模数或余数。此按钮为二进制运算符。例如，计算5 除以3 的模数，单击“5 MOD 3 =”，结果为2。 MR 重调用存内存中的数字。该数字保留在内存中。 MS 将显示数字保存在内存中。 n! 计算显示数字的阶乘。 Not 计算按位取反。逻辑运算符在执行任何按位运算时将截断数字的小数部分。 八进制将显示的数字转换为八进制数字系统。最大的无符号八进制数值是将64 位全都设置为1。 OR 计算按位OR。逻辑运算符在执行任何按位运算时将截断数字的小数部分。 pi 显示pi 的值(3.1415...)。若要显示2 * pi (6.28...)，请使用“Inv”+“pi”。“pi”只能用于十进制数字系统。 弧度在十进制模式下将三角函数输入设置为弧度。 s 计算总体参数为–1 的标准偏差。若要计算总体参数为n 的标准偏差，请使用“Inv”+

简易计算器课程设计

评阅教师评语：课程设计成绩 考勤成绩 实做成绩 报告成绩 总评成绩指导教师签名： 课程设计报告 论文题目基于ARM的简易计算器设计 学院（系）：电子信息与自动化学院 班级：测控技术与仪器 学生姓名：同组同学： 学号：学号： 指导教师：杨泽林王先全杨继森鲁进时间：从2013年 6 月10 日到2013年 6 月28 日 1

目录 1、封面—————————————————————P1 2、目录—————————————————————P2 3、前言—————————————————————P3 4、关键字————————————————————P3 5、原理与总体方案————————————————P3 6、硬件设计———————————————————P6 7、调试—————————————————————P10 8、测试与分析——————————————————P11 9、总结—————————————————————P13

10、附件—————————————————————P14 前言 近几年，随着大规模集成电路的发展，各种便携式嵌入式设备，具有十分广阔的市场前景。嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。在嵌入式系统中，数据和命令通过网络接口或串行口经过ARM程序处理后，或显示在LCD上，或传输到远端PC上。 本文通过周立功的LPC2106芯片完成的简易计算器，正是对嵌入式应用的学习和探索。 一、摘要： 计算器一般是指“电子计算器”，是能进行数学运算的手持机器，拥有集成电路芯片。对于嵌入式系统，以其占用资源少、专用性强，在汽车电子、航空和工控领域得到了广泛地应用。本设计就是先通过C语言进行相应程序的编写然后在ADS中进行运行最后导入PROTUES进行仿真。最后利用ARM中的LPC2106芯片来控制液晶显示器和4X4矩阵式键盘，从而实现简单的加、减、乘、除等四则运算功能。 关键字：中断，扫描，仿真，计算 二、原理与总体方案： 主程序在初始化后调用键盘程序，再判断返回的值。若为数字0—9，则根据按键的次数进行保存和显示处理。若为功能键，则先判断上次的功能键，根据代号执行不同功能，并将按键次数清零。程序中键盘部分使用行列式扫描原理，若无键按下则调用动态显示程序，并继续检测键盘；若有键按下则得其键值，并通过查表转换为数字0—9和功能键与清零键的代号。最后将计算结果拆分成个、十、百位，再返回主程序继续检测键盘并显示；若为清零键，则返回主程序的最开始。 电路设计与原理：通过LPC2106芯片进行相应的设置来控制LCD显示器。 而通过对键盘上的值进行扫描，把相应的键值通过MM74C922芯片进行运算从而