基于单片机控制的简易计算器

摘要：本文论述了如何设计并制作一台基于单片机控制的简易计算器，简单介绍了51单片机的各种I/O接口电路的形式及工作原理，概括分析了计算器控制程序编写的一般思路，重点讲解了键盘扫描程序、LED动态显示程序的编写以及软、硬件联调的的方法。

计算器功能要求

该计算器键盘上有10个“数字按键0~9”，6个“功能按键(+、-、*、/、=、AC)”。要求当“数字按键”按下时，对应的数值能显示出来;“功能按键”按下时，计算器能够计算输入的数值并显示结果;而且每个按键按下后，计算器都能发出“嘟”的一声。

硬件电路设计

为了实现上述功能，可采用多种电路方案，无论采用哪种形式，计算器都有三个基本的组成部分，即输入电路、输出电路与控制电路。

输入电路主要完成信息的采集，如图1所示，本文采用16键的4*4矩阵式键盘来实现，它由16个分别位于行和列的按键组成，其中4条列线分别接单片机的P1.0～P1.3，4条行线分别接单片机的P1.4～P1.7。

输出电路由显示部分和发声部分组成，如图2所示。其中显示部分采用的是两位LED数码管动态扫描显示电路，两个数码管均为共阳型，笔段a～dp分别接在一起，并与单片机的P0口相连，公共端分别受单片机的P2.0、P2.1控制;当CPU向P0口送出字型码时，两个数码管接收相同的字型码，但只有当P2.0或P2.1为低电平时，与数码管公共端相连的三极管才会导通，对应的数码管才会被点亮。发声电路由蜂鸣器实现，由于人耳能感觉到的音频范围约在20Hz～20kHz之间，可以利用程序使单片机的P2.2输出高、低变化的电平，则在该I/O口线上就能产生一定频率的矩形波，将此I/O口线接蜂鸣器后，蜂鸣器就能发出声音;由于单片机的I/O口线输出的电流不足以驱动蜂鸣器发声，因此需要在两者之间加入功率驱动电路，如三极管。

控制电路对输入的信息进行分析，按照计算器的功能要求实现相应的控制，可采用51系列单片机来实现。