基于单片机科学计算器系统仿真设计

**单片机设计介绍，基于单片机科学计算器系统仿真设计

  基于单片机科学计算器系统仿真设计概要

一、设计概述

基于单片机的科学计算器系统仿真设计旨在通过模拟实际硬件环境，实现一个具有科学计算功能的计算器系统。系统以单片机为核心，结合按键输入模块、液晶显示模块等硬件，通过编程实现基本的数学运算、函数计算、单位转换等科学计算功能。

二、硬件设计

单片机选择：选用具有高性能、低功耗和稳定可靠的单片机，如STC89C52，以满足科学计算器系统的控制需求。 按键输入模块：设计包含数字键、运算符键、功能键等的按键输入模块，用于接收用户的输入指令和操作。 液晶显示模块：选用高分辨率的液晶显示屏，用于实时显示用户的输入、运算过程和结果。 电源模块：为系统提供稳定的工作电压和电流，确保系统正常运行。 三、软件设计

主程序设计：主程序负责初始化系统、扫描按键输入、解析用户指令、调用相应的计算函数、更新显示内容等操作。 计算函数设计：编写实现基本数学运算（如加、减、乘、除）、函数计算（如三角函数、对数函数等）以及单位转换等功能的函数。 按键处理程序：根据按键输入的不同，执行相应的操作，如解析用户输入的表达式、调用计算函数等。 显示处理程序：负责更新液晶显示屏的内容，实时显示用户的输入、运算过程和结果。 四、仿真设计

在仿真环境中，模拟实际硬件的行为和功能，验证系统的可靠性和稳定性。利用专业的仿真软件搭建系统的仿真模型，并进行仿真测试。通过模拟用户输入和操作，观察系统的响应和输出，验证科学计算功能的正确性和性能。

五、系统调试与优化

完成仿真设计后，对系统进行整体调试和优化。通过调整参数、优化算法等方式，提高系统的准确性和稳定性。同时，根据测试结果对系统进行改进和升级，以满足实际应用的需求。

六、总结与展望

基于单片机的科学计算器系统仿真设计是一个具有实际应用价值的项目。通过本项目的设计和实施，可以实现一个功能丰富、操作简便的科学计算器系统，满足用户在科学计算方面的需求。未来，还可以进一步拓展系统的功能和应用范围，如增加图形化界面、实现更复杂的科学计算等。

文件夹内包含工程文件，可直接运行或者二次开发；

此设计可作为毕业设计和课程设计资料，包含原理图、程序代码（嵌入式类设计）、软件资料等等，非常完善；

设计思路 文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现 本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。 ————————————————

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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目 录

摘 要 I Abstract II 引 言 1 1 控制系统设计 2 1.1 主控系统方案设计 2 1.2 传感器方案设计 3 1.3 系统工作原理 5 2 硬件设计 6 2.1 主电路 6 2.1.1 单片机的选择 6 2.2 驱动电路 8 2.2.1 比较器的介绍 8 2.3放大电路 8 2.4最小系统 11 3 软件设计 13 3.1编程语言的选择 13 4 系统调试 16 4.1 系统硬件调试 16 4.2 系统软件调试 16 结 论 17 参考文献 18 附录1 总体原理图设计 20 附录2 源程序清单 21 致 谢 25