基于51单片机的计算器设计

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1、目录摘要IAbstractII1.整体设计原理分析11.1设计目的11.2设计思路12.模块功能介绍及其型号选择22.1数码管模块22.2串口通信模块23.电路设计23.1单片机最小系统模块设计23.2矩阵键盘模块设计43.3数码管显示模块设计44.Protel原理图设计54.1新建原理图文件54.2设置画图环境54.3设置元件库64.4画图步骤75.印制版图的设计85.1准备电路原理图与网络表85.2创建PCB文件85.3规划电路板95.4网络表与元件的装入105.5PCB布板布局105.6手工布局115.7电路整体效果图136.Multis

2、im&AD电路仿真146.1放置电源及信号源146.2放置网络标号156.3设置仿真参数156.4查看仿真波形156.5仿真结果158.结束语18参考文献19附录一完整原理图及PCB20摘要51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种8位单片机之一，随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和普遍接受及应用。51系列及其衍生单片机还会在继后很长一段时间占据嵌入式系统产品的低端市场，因此，作为新世纪的大学生，在信息产业高速发展的今天，掌握单片机的基本结构、原理和使用是非常重要的。而AltiumDesigner是当前最为流行的PCB制版，模拟电路仿真软件。本

3、作品中采用该软件进行硬件电路原理图及PCB设计制作，最后由proteus进行电路仿真证实了作品原理的可行性。关键字：STC89C51AltiumDesignerproteusAbstract51seriesiscurrentlythemostwidelyusedoneofan8-bitmicrocontrollerwithembeddedsystems,on-chipsystemconceptproposedanduniversallyacceptedandapplied.51single-chipfamiliesandderivativesw

4、illbeinforalongperiodoftimesubsequentoccupythelow-endmarketofembeddedsystemproducts,therefore,asthenewcenturystudents,therapiddevelopmentintheinformationindustrytoday,themastermicrocontrollerbasicstructure,principlesanduseisveryimportant.TheAltiumDesigneristhecurrentmostpopu

5、larPCBplate,analogcircuitsimulationsoftware.ThesoftwareusedinthisworkforhardwarecircuitschematicandPCBdesign,andfinallybyProteusforcircuitsimulationconfirmedthefeasibilityoftheprincipleworks.Keywords:STC89C51AltiumDesignerProteus1.整体设计原理分析1.1设计目的设计一个基于51单片机的计算器系统。并使用AltiumDe

6、signer软件进行原理图设计和PCB设计制作。最后对于系统的原理用Proteus进行仿真验证原理的正确性。1.2设计思路首先设计好STC51单片机的最小系统，外接4*4矩阵键盘，分别为数字0-9及各种功能键。由数码管实时显示当前输入或计算结果。整个系统由5V稳压电源供电。如下图1-1为整体系统原理框图：图1-1系统框图2.模块功能介绍及其型号选择2.1数码管模块功能：数码管在本系统中主要是实时显示输入数据或计算结果。选型：方案一：数码管有共阴、共阳数码管两种；若选用共阴数码管，51单片机I/O不能直接驱动数码管显示，因为电流太小，需要加74L

7、S04/74HC04反相器，提供驱动电流，需要2片芯片控制6个数码管。方案二：若选用共阳数码管，51单片机I/O口的其灌电流也不能很大，只需一片74HC573锁存器就可以驱动六个数码管显示。综合上述选择方案二。2.2按键模块功能：主要是代表不同数字或功能的输入。选型：直接采用一般使用的按键，构成4*4矩阵键盘，共代表数字0-9及各种功能按键。3.电路设计3.1单片机最小系统模块设计单片机最小系统由STC89C51、复位电路、晶振组成。最小系统在本设计作品中占有重要的地位，一方面提供与外界的交互接口：矩阵键盘。另外通过解码编码形成二进制驱动脉冲，

8、将要显示的数据送到数码管的驱动电路。51单片机含有众多的功能引脚和片外设置，但是根据我们的需求我们只需要使用到51单片机的部分接口，其余的引脚直接悬空