1、设计内容

由STC89C52单片机+4乘4按键模块+LCD1602液晶显示屏+电源构成
具体功能：利用输入采用4×4矩阵键盘，可以进行加、减、乘、除等几种数字运算，并在LCD1602上显示操作过程及结果。

2、总体设计方案

为了实现基于51单片机的排队叫号系统的设计，本文将实现以下设计需求：

（1）利用LCD1602及矩阵式键盘设计电路，使电路能够完成简易计算器的“+-*/”的功能；

（2）编写程序，完成简易计算器“+-*/”的功能，参与运算的数字位数不多于10位；

（3）按键布局如下：

（4）在此基础上实现清屏及报错功能。操作简单、功能完善、精确度高。
基于以上列出的几点，本设计利用STC89C51单片机控制LCD1602液晶显示屏模块、按键模块、电源模块等外部电路实现了软硬件的设计，具体的设计框图如图2.1所示。

图2.1 总体设计框图

如图3.1是本系统的硬件设计方案，具体地，硬件电路由以下模块构成：

（1）单片机最小系统。用于驱动和控制其他模块，以实现整体功能，其以STC89C51单片机为核心芯片，并辅以复位电路和晶振电路；

（2）按键模块。由4*4矩阵按键构成，实现数值及运算符的输入；

（3）显示模块。通过LCD1602液晶显示屏显示运算过程及运算结果；

（4）电源模块。用于整个系统的供电。

图3.1 硬件设计框图

软件编程平台选择最常用的keil软件。由于该程序并未涉及到底层的驱动问题，因此选择方便快捷的C语言编程。在编程中，将该程序分为四个模块：延时模块、1602显示模块、用于处理计算表达式的对战模块及主函数模块。采用模块化设计，方便调试与理解。

本文软件设计需要实现：

（1）按键键盘的扫描，实现输入按键值的判断；

（2）各种运算的处理与实现；

（3）运算过程及结果的显示；

（4）清零功能的实现。

具体的程序设计思路如图4.1所示。

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