个人所得税计算器

单片机的出现是计算机制造技术高速发展的产物，它是嵌入式控制系统的核心，如今，他已广泛的应用到我们生活中的各个领域，电子、科技、通信、汽车、工业等。我们这次设计的个人所得税计算器也是利用STC89C52单片机制作而成的。该计算器设计师采用C语言编写，实现了个人所得税的运算，比较实用和方便。

该设计电路是采用STC89C52单片机为主要控制电路，然后使用8255驱动电路驱动六位LED数码管现实数据，利用4×4矩阵键盘完成电路的实际操作，电路比较简单，但是很使用方便。

关键词：STC89C52；8255；数码管显示；矩阵键盘

设计要求 (1)

1 方案论证与对比 (1)

1.1 数码管显示方案一 (1)

1.2 数码管显示方案二 (2)

2 单元电路设计与计算 (2)

2.1 电源部分的设计 (2)

2.2 复位电路的设计 (3)

2.3 键盘控制电路设计 (4)

2.4 数码管显示电路设计 (4)

3 系统程序设计 (5)

3.1 主程序设计 (5)

3.2 LED显示程序设计 (7)

4 调试及性能分析 (9)

4.1 硬件调试 (9)

4.2 软件调试 (9)

4.3 性能分析 (9)

5 详细仪器清单 (10)

6 总结与思考 (11)

7 致谢 (12)

参考文献 (13)

附录一：个人所得税计算器的PCB板 (14)

附录二：程序 (15)

个人所得税计算器

设计要求

利用单片机作为控制核心，设计出个人所得税计算器，具有以下功能： （1）具有计算个人所得税功能；

（2）从键盘输入数值并显示数值，数值范围在0~99999； （3）当按下等号键时输出并显示结果； （4）当按下复位按钮数码管清零。

1 方案论证与对比

数码管显示是本设计主要的部分。根据需要，可采用两种方案实现，即静态显示法和动态显示法。

1.1 数码管显示方案一

方案一如图1所示：静态显示。所谓静态显示，就是当显示器显示某一字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止。该方式每一位都需要一个8位输出口控制。静态显示时较小的电流能获得较高的亮度，且字符不闪烁。但当所显示的位数较多时，静态显示所需的I/O 口太多，造成了资源的浪费。

STC89C52

电源电路

复位电路

键盘控制电路

数码管静态显示

电路

图1 数码管静态显示框图

1.2 数码管显示方案二

方案二如图2所示：动态显示。所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位，对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。显示器的亮度既与导通电流有关，也与点亮时间与间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了I/O 口，降低了能耗。

由于静态现实法需要数据锁存器等硬件，接口复杂一些，又考虑到时钟显示只有5位，且系统没有其他的处理任务；并且从节省I/O 口和降低能耗出发，所以决定采用动态扫描法实现LED 的显示，即采用方案二。

STC89C52

电源电路

复位电路

键盘控制电路

数码管动态显示

电路

图2 数码管动态显示框图

2 单元电路设计与计算

2.1 电源部分的设计

电源电路包括变压器、桥式整流器、电容和稳压器。通过变压器变压，使得220V 电压变为5V ，在通过桥式整流，电容的滤波作用，稳压器的稳压作用，可输出5V 的稳定电压。

如图3所示，从外部引入5V 的直流电，为单片机和复位电路提供电源。

GND 4D+3D-2VCC 1

U5USB

2

3

1

S18SW-SPDT

1K

R4Res2DS1LED2

VCC

图3 +5v 电源模块电路图

2.2 复位电路的设计

为了初始化单片机内部的某些特殊功能寄存器，必须采用复位的方式，复位后可使CPU 及系统各部件处于确定的初始状态，并从初始状态开始正常工作。单片机的复位是靠外电路来实现的，复位操作有两种情况，即上电复位和手动(开关)复位。本系统采用上电复位方式。

上电复位：上电复位电路时一种简单的复位电路，只要在RST 复位引脚接一个电容到VCC ，接一个电阻到地就可以了。上电复位是指在给系统上电时，复位电路通过电容加到RST 复位引脚一个短暂的高电平信号，这个复位信号随着VCC 对电容的充电而回落，所以RST 引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间。为了保证系统安全可靠的复位，RST 引脚的高电平信号必须维持足够才的时间。

上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。只要VCC 的上升时间不超过1ms ，就可以实现自动上电复位。如图4所示：

V C C

100pF

C9Cap Pol2S17SW-SPST

1K

R22

Res Semi

图4 复位电路

2.3 键盘控制电路设计

该设计需要显示按键输入和结果输出，当按下数值马上显示，按下等号输出计算结果，当按下复位按钮计算器清零。按键的开关状态通过一定的电路转换为高、低电平状态。按键闭合过程在相应的I/O端口形成一个负脉冲。闭合和释放过程都要经过一定的过程才能到达稳定，这一过程是出于高、低电平的一种不稳定状态，称为抖动。抖动的持续时间随键盘材料和操作员而异，不过通常总是不大于10ms。很容易想到，抖动的持续时间随键盘材料和操作员而异，不过通常总是不大于10ms，而抖动问题不解决就会引起对闭合键的识别。用软件方法可以很容易地解决抖动问题，通过延迟10ms。

单片机系统中键盘中按钮数量较多时，为了减少I/O口的占用，常常将按钮排列成矩阵形式，这样可以更合理的利用硬件资源。矩阵式键盘是指由若干个按键组成的开关矩阵。4行4列矩阵式键盘连接图如图5所示。这种键盘适合采取动态扫描的方式进行识别，也就是说，如果采用低电平扫描，回送线必须被拉上高电平，反之亦然。

图5 键盘控制电路

2.4数码管显示电路设计

数码管显示器成本低，配置灵活，与单片机接口简单，在单片机应用系统中广泛应用。

数码管工作原理：数码管是由8个发光二极管构成的显示器件。在数码管中，若将二极管的阳极连在一起，称为共阳极数码管，若将二极管的阴极连在一起，称为共阴极

数码管。我们单片机板上的6个数码管均是共阳极的，当发光二极管导通时，它就会发光。每个二极管就是一个笔划，若干个二极管发光时，就构成了一个显示字符。将单片机的I/O口控制相应的芯片与数码管的a-g相连，高电平的位对应的发光二极管亮，这样，由I/O口输出不同的代码，就可以控制数码管显示不同的字符。本文的5个数码管均采用动态显示方式，显示当前的数值。数码管显示电路如图6所示：

图6 数码管显示电路

3 系统程序设计

3.1 主程序设计

主程序首先进行初始化，设定一些变量及其意义，扫描键盘，当输入有0~99999数字时，通过键盘的扫描程序，将数值赋给MONEY并在显示器上来，当按下等号时，跳到运算部分，通过判断MONEY的值，进行不同的运算，应纳个人所得税税额=(应纳税所得额-扣除标准)*适用税率-速算扣除数。

不超过500元的，税率5%，速算扣除数为0；

超过500元至2000元的部分，税率10%，速算扣除数为25；

超过2000元至5000元的部分，税率15%，速算扣除数为125；

超过5000元至20000元的部分，税率20%，速算扣除数为375；

超过20000元至40000元的部分，税率25%，速算扣除数为1375；

超过40000元至60000元的部分，税率30%，速算扣除数为3375；

超过60000元至80000元的部分，税率35%，速算扣除数为6375；

超过80000元至99999元的部分，税率40%，速算扣除数为10375。

输出并显示结果到数码管上，其主程序流程图如图7所示。

有键按下？

读取键值

是否按下确认

键？

保存键值

Y

大于500？大于2000？Y

大于5000？大于20000？大于40000？Y

大于60000？Y

大于80000？大于99999Y

Y

Y

Y

Y

开始

Y 税率5%，速算扣除

数为0

税率10%，速算扣

除数为25

税率15%，速算扣

除数为125

税率20%，速算扣

除数为375

税率25%，速算扣除数为1375

税率30%，速算扣除数为3375

税率35%，速算扣除数为6375

税率40%，速算扣除数为10375

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

结束

图7 主程序流程图

3.2 LED显示程序设计

LED显示器由七段发光二极管组成，排列成8字形状，因此也成为七段LED显示器，器排列形状如图8所示：

图8 七段LED显示器

为了显示数字或符号，要为LED显示器提供代码，即字形代码。七段发光二极管，再加上一个小数点位，共计8段，因此提供的字形代码的长度正好是一个字节。简易计算器用到的数字0~9的共阴极字形代码如下表：

表1 八段数码管共阴极字形代码

显示字型g c dp d e b f a 段码

0 1 0 1 0 0 0 0 0 a0h

1 1 0 1 1 1 0 1 1 bbh

2 0 1 1 0 0 0 1 0 62h

3 0 0 1 0 1 0 1 0 2ah

4 0 0 1 1 1 0 0 1 39h

5 0 0 1 0 1 0 1 1 2ch

6 0 0 1 0 0 1 0 0 24h

7 1 0 1 1 1 0 1 0 bah

8 0 0 1 0 0 0 0 0 20h

9 0 0 1 0 1 0 0 0 28h

6位LED显示的程序流程图如图9所示：

开始

初始化显示参数

最后一位显示零，

其它位不显示

取显示数据

输出段码数据

输出位选通信号

延时

N

位选通信号移位

指示下一个显示数

据

六位完成

Y

结束

图9 LED显示流程图

4 调试及性能分析

4.1硬件调试

硬件调试时可以检查印制板及焊接的质量情况，在检查无误的后可通点检查LED 显示器的点亮状况。若亮度不理想，可以调整P0口的电阻大小，一般情况下取200Ω电阻即可获得满意的亮度效果。实验室制作时，可结合示波器测试晶振及P0、P2端口的波形情况进行综合硬件测试分析。

4.2软件调试

根据上述需求分析得出的思路，进行C语言程序的编写。C语言程序一共分为三个部分：第一部分是STC89C52 芯片的初始化；第二部分是8255 可编程计数芯片的初始化；第三部分是模块的编写。个人所得税计算器的设计过程中一共有三个模块：1运算模块、2数码管显示模块、3键盘扫描模块。

软件调试在Keil C51编译器下进行，源程序编译及仿真调试应分段或以子程序为单元逐个进行，最后可结合硬件实时调试。

4.3性能分析

设计之初的思路是选择个人所得税区间分化分放在一个内存中，通过查表的方法去的各区间的运算方式，这样在计算个人所得税计算器的设计上将变得简单。由键盘输入可以实现0~99999的个人所得税的计算，按等号可以显示输出结果，输入时符合输入习惯，键盘排布如图10所示，没有再发现漏洞。发现的问题如何知道之前键入的字符，以便处理当前键入字符，加入标记就能通过查看标记值得知之前键入字符。长按会连续送数，加一条命令while((P3&0xf0)!=0xf0)可等待按键放开后才继续。

7 8 9

4 5 6

1 2 3

0 =

图10 键盘排布

5详细仪器清单

表2 器件清单

仪器名称数量

STC89C52 1个

LED数码管5个

8255并口1个按键SW-SPST 16个

三极管9015 5个

电容104 4个

DS1302芯片1个

电池1个30PF电容4个

晶振XTAL 1个

电源USB接口1个

发光二极管1个

12M晶振1个

电阻1k 50个

6总结与思考

通过此次课程设计不仅加深了对单片机的理论知识的理解，更为主要的是加强了动手实践能力。单片机是一门理论和实践都非常强的学科，仅仅看书学理论知识并不能真正的理论，更不能提高实践能力，只要将理论和实践相结合才能真正的掌握知识。

我们在这次个人所得税计算器的课程设计中受益匪浅。通过对自己这一学期来所学知识的回顾，并充分发挥对所学知识的理解和对课程设计的思考及书面表达能力，最终完成了。这对自己今后进一步深化学习，积累了一定宝贵的经验。撰写论文的过程也是专业知识的学习过程，同时强化了自己的动手能力，对PCB软件，作图软件，仿真等软件更加熟练。对程序和硬件电路的调试也有了很大的提高。它使我运用已有的专业基础知识，对其进行设计，分析和解决一个理论问题或实际问题，把知识转化为能力的实际训练。让我们知道了理论和实际的距离，也知道了理论和实际相结合的重要性。由于接触单片机课程的时间尚短，专业知识还不扎实，在编写程序时难免受阻，要常翻阅课本查阅资料，进度较慢。并且有时程序写错，程序有不完整的现象，无法达到预定结果，需重新调整写过。通过自己分析，查阅资料，向老师与同学请教，与同组的同学们一起推敲，再推敲，共同解决问题。

7 致谢

首先感谢我的论文指导老师岳舟老师，岳老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作生活的榜样，他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我们无尽的启迪。

其次同组同学的帮助也是不可或缺的。让我感动不已是,同组同学能够做到互相真正地合作,能够主动是毫不保密奉献出自己的劳动成果，同时也教会我们要学会合作,锻炼我们团结向前的精神，这些或许是我们学到的最重要的东西,它是我们以后进入社会的必不可少的品质。

在这次课程设计中遇到了很多编程问题，最后在老师的辛勤指导下，终于迎刃而解，在此我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！

参考文献

[1] 李朝青.单片机原理及接口技术（第3版）. 北京航空航天大学出版社.2006

[2] 田立田青代万震.51单片机C设计快速入门 .人民邮电出版社.2007

[3] 楼然苗李光飞.单片机设计指导.北京航空航天大学出版社.2007

[4] 王守中51单片机开发入门与典型实例. 人民邮电出版社.2007

[5] 张鑫单片机原理及应用（第2版）.电子工业出版社.2010

附录一：个人所得税计算器的PCB板

图9 简易计算器PCB原理图

附录二：程序

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define START 0X0F

uchar xdata PA _at_ 0xD9FF, PB _at_ 0XDBFF, PC _at_ 0XDDFF, //定义外部变量，强制分配地址EX_PORT_CON _at_ 0XDFFF;

uchar data DISPLA Y_BUF[6];

uchar code LED_CODE[]={0XA0,0XBB,0X62,0X2A,0X39,0X2C,0X24,0XBA,//LED段码(0~9)

0X20,0X28};

uint code KOUCHU_TAB[]={10375,6375,3375,1375,375,125,25,0};

unsigned long code REF_TAB[]={80000,60000,40000,20000,5000,2000,500,0};

unsigned long int MONEY=0;

uchar PLACE=0,KEY,TEMP;

bit KEY_DIS=0;

uchar Key_Scan();

void Display();

void Delay(uint A);

void Calculate();

void main()

{

uchar KEY;

EX_PORT_CON=0X81;

PA=PB=0XFF;

while(1)

{

KEY=Key_Scan();

Display();

if(KEY==START)

{

Calculate();

KEY_DIS=1;

while(Key_Scan()!=START){Display();}

KEY_DIS=0;

MONEY=0;

PLACE=0;

}

}

}

void Display()

{

uchar A;

unsigned long B=10000;

for(A=0x02;A<=0X20;A<<=1)

{

if((MONEY/B)||(A==0X20)) //当前位（从高到低）第一次不为零则开始显示{ Delay(150);

PA=PB=0XFF; //消影

PB=LED_CODE[(MONEY%(B*10))/(B)];

PA=~A;

}B/=10;

}

}

void Delay(uint A)

{

while(A--);

}

uchar Key_Scan()

{

uchar A=4,ROW=0x08,T=0XFF;

if(PC!=0XF0) //是否有键按下

{Delay(300); //消抖

if(PC!=0XF0)

while(A--) //查询，逐列

{ ROW<<=1;

PC=ROW;

T=(PC&0X0F);

if(T!=0X00) //但前列是否有键被按下

{

T=(T+(ROW&0XF0)); //计算键值

do {Display();} //防止数码管在按键按下时闪烁

while((PC&0X0F)!=0); //松手检测

break; //跳出循环

}

} PC=0xf0; //键盘初始化

switch(T)

{

case 0x18:TEMP=7;break;

case 0x28:TEMP=8;break;

case 0x48:TEMP=9;break;

case 0x14:TEMP=4;break;

case 0x24:TEMP=5;break;

case 0x44:TEMP=6;break;

case 0x12:TEMP=1;break;

case 0x22:TEMP=2;break;

case 0x42:TEMP=3;break;

case 0x11:TEMP=0;break;

case 0x81: return START;

}

if(!KEY_DIS)

{ PLACE++;

if(PLACE==7){PLACE=0;return START;}

else

MONEY=((MONEY*10)+TEMP);

}

}

return T;

}

void Calculate()

{

uchar I;

if(MONEY>2000)

{

MONEY-=2000;

for(I=0;;I++)

{

if(MONEY>REF_TAB[I])break;

}

MONEY=(((MONEY)*(8-I)/20))-KOUCHU_TAB[I];

}

else

MONEY=0;

}