基于單片機(jī)控制的簡易計(jì)算器

　　摘要：本文論述了如何設(shè)計(jì)并制作一臺基于單片機(jī)控制的簡易計(jì)算器，簡單介紹了51單片機(jī)的各種I/O接口電路的形式及工作原理，概括分析了計(jì)算器控制程序編寫的一般思路，重點(diǎn)講解了鍵盤掃描程序、LED動態(tài)顯示程序的編寫以及軟、硬件聯(lián)調(diào)的的方法。

　　計(jì)算器功能要求

　　該計(jì)算器鍵盤上有10個“數(shù)字按鍵0~9”，6個“功能按鍵(+、-、*、/、=、AC)”。要求當(dāng)“數(shù)字按鍵”按下時，對應(yīng)的數(shù)值能顯示出來;“功能按鍵”按下時，計(jì)算器能夠計(jì)算輸入的數(shù)值并顯示結(jié)果;而且每個按鍵按下后，計(jì)算器都能發(fā)出“嘟”的一聲。

　　硬件電路設(shè)計(jì)

　　為了實(shí)現(xiàn)上述功能，可采用多種電路方案，無論采用哪種形式，計(jì)算器都有三個基本的組成部分，即輸入電路、輸出電路與控制電路。

　　輸入電路主要完成信息的采集，如圖1所示，本文采用16鍵的4*4矩陣式鍵盤來實(shí)現(xiàn)，它由16個分別位于行和列的按鍵組成，其中4條列線分別接單片機(jī)的P1.0～P1.3，4條行線分別接單片機(jī)的P1.4～P1.7。

　　輸出電路由顯示部分和發(fā)聲部分組成，如圖2所示。其中顯示部分采用的是兩位LED數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示電路，兩個數(shù)碼管均為共陽型，筆段a～dp分別接在一起，并與單片機(jī)的P0口相連，公共端分別受單片機(jī)的P2.0、P2.1控制;當(dāng)CPU向P0口送出字型碼時，兩個數(shù)碼管接收相同的字型碼，但只有當(dāng)P2.0或P2.1為低電平時，與數(shù)碼管公共端相連的三極管才會導(dǎo)通，對應(yīng)的數(shù)碼管才會被點(diǎn)亮。發(fā)聲電路由蜂鳴器實(shí)現(xiàn)，由于人耳能感覺到的音頻范圍約在20Hz～20kHz之間，可以利用程序使單片機(jī)的P2.2輸出高、低變化的電平，則在該I/O口線上就能產(chǎn)生一定頻率的矩形波，將此I/O口線接蜂鳴器后，蜂鳴器就能發(fā)出聲音;由于單片機(jī)的I/O口線輸出的電流不足以驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲，因此需要在兩者之間加入功率驅(qū)動電路，如三極管。

　　控制電路對輸入的信息進(jìn)行分析，按照計(jì)算器的功能要求實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制，可采用51系列單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。