税率计算器
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2023年2月12日发(作者：)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)
3.2LED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。
GND4D+3D-2VCC1
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：
VCC
100pF
C9CapPol2S17SW-SPST
1K
R22
ResSemi
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
3.2LED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gcdpdebfa段码
010100000a0h
110111011bbh
2h
3001010102ah
4h
5001010112ch
6h
710111010bah
8h
9h
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9LED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KeilC51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。
789
456
123
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
STC89C521个
LED数码管5个
8255并⼝1个按键SW-SPST16个
三极管90155个
电容1044个
DS1302芯⽚1个
电池1个30PF电容4个
晶振XTAL1个
电源USB接⼝1个
发光⼆极管1个
12M晶振1个
电阻1k50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
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineSTART0X0F
ucharxdataPA_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;
uchardataDISPLAY_BUF[6];
ucharcodeLED_CODE[]={0XA0,0XBB,0X62,0X2A,0X39,0X2C,0X24,0XBA,//LED段码(0~9)
0X20,0X28};
uintcodeKOUCHU_TAB[]={10375,6375,3375,1375,375,125,25,0};
unsignedlongcodeREF_TAB[]={80000,60000,40000,20000,5000,2000,500,0};
unsignedlongintMONEY=0;
ucharPLACE=0,KEY,TEMP;
bitKEY_DIS=0;
ucharKey_Scan();
voidDisplay();
voidDelay(uintA);
voidCalculate();
voidmain()
{
ucharKEY;
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;
}
}
}
voidDisplay()
{
ucharA;
unsignedlongB=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;
}
}
voidDelay(uintA)
{
while(A--);
}
ucharKey_Scan()
{
ucharA=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)
{
case0x18:TEMP=7;break;
case0x28:TEMP=8;break;
case0x48:TEMP=9;break;
case0x14:TEMP=4;break;
case0x24:TEMP=5;break;
case0x44:TEMP=6;break;
case0x12:TEMP=1;break;
case0x22:TEMP=2;break;
case0x42:TEMP=3;break;
case0x11:TEMP=0;break;
case0x81:returnSTART;
}
if(!KEY_DIS)
{PLACE++;
if(PLACE==7){PLACE=0;returnSTART;}
else
MONEY=((MONEY*10)+TEMP);
}
}
returnT;
}
voidCalculate()
{
ucharI;
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;
}