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项发明，明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同。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。现在的计算器般由运算器控制器存储器键盘显示器电源和些可选外围设备及电子配件通过人工或机器设备组成。低档计算器的运算器控制器由数字逻辑电路实现简单的串行运算，其随机存储器只有二个单元，供累加存储用。高档计算器由微处理器和只读存储器实现各种复杂的运算程序，有较多的随机存储单元以存放输入程序和数据。键盘是计算器的输入部件，般采用接触式或传感式。为减小计算器的尺寸，键常常有多种功能。显示器是计算器的输出部件，有发光二极管显示器和液晶显示器等。除显示计算结果外，还常有溢出指示指示等。计算器电源采用交流转换器或电池，电池可用交流转换器或太阳能转换器再充电。为节省电能，计算器都采用工艺制作的大规模集成电路见互补金属氧化物半导体集成电路，并在内部装有定时不操作自动断电电路。计算器可选用的外围设备有微型打印机盒式磁带机和磁卡机等。但常规计算器般都采用工艺制作的大规模集成电路，由内部微处理器和只读存储器实现各种运算程序，准确性不高器件体积过大等严重制约了计算器的普及与使用，已经无法满足要求。单片机由于其微小的体积和极低的成本，广泛的应用于家用电器工业控制等领域中。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。因而，采用基于单片机技术研究计算器是其发展的必然。现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍是以为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有公司的产品，公司的产品和中国台湾的系列单片机。因此以为核心的单片机占据了半壁江山。而公司的精简指令集也有着强劲的发展势头，中国台湾的公司近年的单片机产量与日俱增，以其价低质优的优势，占据定的市场份额。此外还有公司的产品，日本几大公司的专用单片机。在定的时期内，这种形势将得以延续，将不存在个单片机统天下的垄断局面，走的是依存互补，相辅相成共同发展的道路。设计研究的主要内容及目的主要内容本文介绍了单片机技术与计算器原理，在此基础上，阐述了基于单片机控制的计算器理论，重点研究了单片机控制系统的设计，其中硬件部分的设计与显示输出，单片机汇编语言程序设计是核心内容，最后，完成了基于单片机控制的计算器的设计，使其体积更小，反应更快，并对其工作中的结果进行了仿真和分析。要求整个系统有较强的抗干扰能力。计数范围。将计数值准确显示出来。目的基于单片机构成的计算器研究的主要内容包括构成检测电路单片机用何种方式对外部计数脉冲进行计算显示控制显示驱动模块的选择单片机的扩展。在这个设计中主要需要解决的问题便是如何提高单片机的抗干扰能力以及稳定性。第二章方案论证与设计设计方案选择方案采用多种数字逻辑电路来实现输入单元计算单元显示单元的设计要求，这样设计的电路整体比较复杂，而且不宜完成发挥部分的功能要求。所以方案不采用。方案二采用来实现输入单元计算单元显示单元的设计要求，并且设计方便，但由于对的技术原理掌握不够熟练，所以放弃方案二。方案三采用为核心的单片机控制系统，实现原理图中的输入单元计算单元显示单元的设计要求。由于单片机集成了运算器电路控制电路存储器中断系统定时器计数器以及输入输出口电路等，所以用单片机设计控制电路省去了很多分立元器件。且单片机是可编程芯片，并且它可以运用语言编写，对于些复杂的计算功能，可以调用语言库函数。使编写程序变得非常简单。所以本设计利用单片机实现，不仅功能易于实现，而且精确度高，稳定性好，抗干扰能力强。并且由于其成本低体积小技术成熟和功耗小等优点，且技术比较成熟。性价比也相当高。故采用方案三。方案论证与设计根据功能和指标要求，本系统选用单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路，实现对计算器的设计。具体设计考虑如下由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，对数字的大小范围要求不高故。我们采用可以进行四位数字的运算，选用个数码管显示数据和结果。另外键盘包括数字键符号键印制电路板设计包含印制电路板自动布线可编程逻辑器件设计图表生成电子表格生成支持宏操作等功能，并具有客户服务器体系结构，同时还兼容些其它设计软件的文件格式，如等，其多层印制线路板的自动布线可实现高密度的布通率。采用数据库的管理方式。该软件沿袭了以前版本方便易学的特点，内部界面与大体相同，新增加了些功能模块，功能更加强大。新增的层堆栈管理功能，可以设计个信号层，个地电层，个机械层。新增的功能在加工印制版之前可以看到板的三维效果。其具有的打印功能，可以轻松修改打印设置控制打印结果。容易使用的特性还体现在其帮助功能，按下右上角的小问号，然后输入你所要的信息，可以很快地看到特性的功能，然后用到设计中，按下状态栏末端的按钮，使用帮助顾问。电路的焊接当通过绘制出完整的电路原理图后，就可以按照绘制好的原理图进行电路的焊接，焊接时要注意虚焊和短路情况出现。焊接是要先焊单片机的主电路，以便硬件电路原理及设计于对各部分电路的测试。当焊完部分子电路后，要先输入子程序进行检测，看是否有输入或输出。焊完后，就可以进行电路总体性能测试了。在测试之前，定要先对电路检测，看是否有短路情况出现，以免芯片损坏。电源输入电压也是关键因素，在供电之前先量量。本章小结本章详细介绍了以单片机为核心芯片的硬件电路图及其涉及到的系列硬件。详细介绍了光敏电阻传感器芯片芯片芯片转换芯片的资料，包括引脚图极其引脚的作用。了解这些芯片的功能之后利用他们设计传感器及信号处理部分电路和在单片机控制下的灯光控制电路并分析他们具体如何工作。本系统以为控制芯片，通过，转换把控制信息传达到台灯，控制台灯的工作。硬件设计的好坏是本系统是否稳定可靠工作的关键。最后用绘制完成系统电路图以及图并完成系统硬件的焊接工作。基于单片机控制的智能台灯系统程序设计系统总体程序框图图系统程序总体框图上图为基于单片机控制的红外智能台灯系统程序总体框图。本系统因为单片机控制的器件比较少，所以程序较为简单。程序开始时，对系统所有数据进行初始化开启所有中断并启动计时器，然后设置中断返回入口。因为系统要求对外部环境要进行实时的检测，所以程序要不断的进行循环。主程序流程图图整个系统程序流程图系统程序设计程序开始后，对程序进行初始化。向脚写入低电平，开启所有中断，启动计数器。当中断来时，进入中断，设置为，调用延时程序延时，判断是否等于，若不是，则加，继续发送数据进入循环，直至，即实现的是灯慢慢变亮的个过程。当中断和中断同时产生时，根据优先级，屏蔽掉中断，开启中断。调用延时程序延时分钟，查询中断控制位防止人体不小心到达热释电探测器的探测范围内，采用延时程序来排除干扰，防止误判。若为，则返回主程序若为，则向高四位发送数据，使灯保持原来最亮状态，调用延时程序，判断是否等于，若是则中断返回，若不是，则减，继续循环，直至等到于，此程序的目的是实现灯慢慢变暗。基于对以上程序流程的理解写出了完整的语言源程序附录二。本章小结本章主要是介绍在前面硬件电路设计的基础上，对中央控制单元的程序设计。先是把程序框图画出来，然后画出具体各个步骤的程序流程图，根据硬件电路所要实现的效果，利用语言编出合理的程序。基于单片机控制的智能台灯系统仿真调试对系统仿真软件概述是英国公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于操作系统上，可以仿真分析各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是实现了单片机仿真和电路仿真相结合。具有模拟电路仿真数字电路仿真单片机及其外围电路组成的系统的仿真动态仿真调试器调试器键盘和系统仿真的功能有各种虚拟仪器，如示波器逻辑分析仪信号发生器等。支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有系列系列系列系列系列系列系列系列以及各种外围芯片。提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速单步设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能同时支持第三方的软件编译和调试环境，如等软件。④具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是款集单片机和分析于身的仿真软件，功能极其强大。对系统仿真根据设计要求，从元件库中找出所需要用到的元件。在本次智能节能台灯设计中，用到了单片机芯片，译码器，转换芯片等。热释电红外信号处理芯片在元件库中没有，需要利用绘图工具栏自己画个。此外系统用到了些电容，电阻和蜂鸣器等，都在相应的元件库中找。下面是整个系统的仿真电路图系统仿真调试图红外智能台灯仿真电路图图信号处理部分电路仿真图基于单片机控制的智能台灯系统的调试在硬件电路焊接和软件程序设计分别完成的基础之上，进行软硬件的结合与调试。通过下载将在电脑上已完成的程序下载到单片机芯片中。在调试中发现软件中存在的问题，及时解决问题，确保系统能正常工作并达到设计要求。通过反复的调试与实验，可以证明该系统能够较好地完成设计所需的基本要求。本章小结实践是检验真理的唯标准，那么要检验程序是否正确，就要利用仿真软件对整个电路系统进行仿真，仿真结果能实现硬件设计要求的话就说明程序是没问题的。基于单片机控制的智能台灯结束语通过本次设计系统，使自己熟悉了电路的开发和制作及论文的编著写。在系统设计和论文写作中遇不少难题，但通过各种方法进行了解决。本系统的主要设计思想来源于生活。台灯是般家庭的生活必需品，但由于经常忘记关灯而造成巨大的能源浪费。全球这么多台灯，估算下，消耗能源可观。另个是作为个必需品，当然要使生活变得更方便，省去了黑暗中开灯的麻烦，并且可以纠正坐姿。热释电红外探测器的距离是左右距离可调，主要是因为般来说是门离书桌的距离以便黑暗中时人到门口则启动，省去了开灯