單片機課程設(shè)計報告--電子記分牌

1、<p><b>　　第一章 系統(tǒng)概述</b></p><p>　　1.1 背景知識</p><p>　　現(xiàn)在大多數(shù)比賽活動中，都會遇到要向觀眾和選手展示選手得分的情況，需要用到電子記分牌。由于單片機的集成度高，功能強，實用性好，特別是它具有重量輕，功耗低，價格便宜，可靠性高，抗干擾能力強和使用方便等獨特的優(yōu)點，是單片機迅速得到了推廣應(yīng)用，目前已成為測量

2、控制應(yīng)用系統(tǒng)中的優(yōu)選機種和新電子產(chǎn)品的關(guān)鍵部位。本次設(shè)計的記分牌，也是充分利用了單片機的以上優(yōu)點，因而具有電路簡單，成本較低，靈敏可靠，操作方便的優(yōu)點。</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容及要求</b></p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　選51單片機，晶振采用12MHz。</p>

3、;<p>　　啟動時現(xiàn)實的初始分?jǐn)?shù)為50。</p><p>　　選手每答對一題加1分；每打錯加分和減分一題減1分。加分和減分分別由“加”、“減”按鈕（K1和K2）實現(xiàn)。</p><p>　　積分范圍為00—99。</p><p>　　裁判按下復(fù)位按鈕（K3）時，數(shù)碼管顯示初始分?jǐn)?shù)50。</p><p>　　按鍵按下時有提示聲，當(dāng)

4、有鍵按下時蜂鳴器發(fā)出聲音，按鍵釋放時停止發(fā)聲。</p><p><b>　　設(shè)計要求</b></p><p>　　按照要求完成系統(tǒng)分析及方案設(shè)計。</p><p>　　完成硬件原理圖的設(shè)計，并選擇相關(guān)元器件。</p><p>　　完成軟件流程圖的設(shè)計，編寫相應(yīng)的單片機控制程序。</p><p>&

5、lt;b>　　撰寫設(shè)計報告。</b></p><p>　　第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計</p><p>　　2.1 總體方案</p><p>　　電子記分牌的設(shè)計主要由單片機主控模塊、顯示模塊、按鍵模塊、電源模塊、發(fā)聲模塊等組成，系統(tǒng)框圖如圖所示。</p><p>　　圖2.1 方案設(shè)計框圖</p><p&

6、gt;　　2.2 系統(tǒng)組成</p><p>　　硬件電路由晶振電路、復(fù)位電路、80C51單片機、獨立式鍵盤、顯示電路和蜂鳴器驅(qū)動電路組成。</p><p>　　軟件部分主程序由初始化、顯示程序、鍵盤掃描和按鍵處理程序、蜂鳴器發(fā)聲程序和延時子程序等組成。</p><p>　　第三章 基本硬件電路設(shè)計</p><p>　　3.1 時鐘電

7、路</p><p>　　單片機的時鐘信號用來提供單片機片內(nèi)各種微操作的時間基準(zhǔn)。80C51單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。</p><p>　　在引腳XTAL1和XTAL2外接晶振或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如下圖所示。電容器Cl，C2

8、起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一般在30pF。晶振頻率的典型值為12MHz。內(nèi)部振蕩方式所得的時鐘情號比較穩(wěn)定，實用電路中使用較多，電路如圖3.1。</p><p>　　圖3.1 時鐘電路圖</p><p>　　3.2 復(fù)位電路</p><p>　　復(fù)位操作則使單片機的片內(nèi)電路初始化，使單片機從一種確定的初態(tài)開始運行。當(dāng)80C51單片機的復(fù)位引腳RST

9、(全稱RESET)出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復(fù)位操作。復(fù)位電路要求電源接通后，單片機自動復(fù)位，并且在單片機運行期間，用開關(guān)操作也能使單片機復(fù)位。</p><p>　　圖3.2 復(fù)位電路圖</p><p>　　3.3 鍵盤控制電路</p><p>　　由于在本設(shè)計中，一共需要三個按鍵，分別是加一鍵、減一鍵和復(fù)位鍵，考慮到使用按鍵較少，故選擇用獨

10、立式按鍵。獨立式按鍵使用簡單，適合于按鍵較少的系統(tǒng)，其基本思想是將每個按鍵接在一根I/O口線上，當(dāng)鍵沒有被按下時，對應(yīng)的I/O口顯示高電平，當(dāng)有鍵被按下時，相應(yīng)的I/O口顯示低電平，單片機就是通過檢測I/O口的高低電平來判斷是否有鍵被按下和具體的哪個鍵被按下，電路如圖3.3。</p><p>　　圖3.3 按鍵電路圖</p><p>　　3.4 顯示電路</p><

11、;p>　　顯示電路由兩個靜態(tài)顯示的數(shù)碼管組成，分別接在P2口和P0口，,由于采用了共陽極數(shù)碼管，故每位接一個非門電路，當(dāng)單片機執(zhí)行相應(yīng)的按鍵程序時，就可以分別顯示高位和低位，從而顯示當(dāng)前分?jǐn)?shù)，電路如圖3.4。</p><p>　　圖3.4 顯示電路圖</p><p>　　3.5 蜂鳴器驅(qū)動電路</p><p>　　設(shè)計要求當(dāng)有鍵按下時，蜂鳴器響，按鍵

12、釋放時，蜂鳴器停止響。本設(shè)計采用三極管放大電路來驅(qū)動蜂鳴器。當(dāng)沒有鍵被按下時，P1.7口為低電平，三極管不導(dǎo)通，蜂鳴器不響；當(dāng)有鍵被按下時，單片機將P1.7口置為高電平 ，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器響，電路如圖3.5。</p><p>　　圖3.5 蜂鳴器驅(qū)動電路 </p><p>　　3.6 電路原理圖

13、</p><p>　　根據(jù)以上分析，基于80C51單片機的電子記分牌電路中，電源電路為單片機以及其他模塊提供標(biāo)準(zhǔn)5V電源。晶振電路為單片機提供時鐘標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)各部分能協(xié)調(diào)工作。復(fù)位電路為單片機提供復(fù)位功能。單片機作為主控制器，根據(jù)輸入信號對系統(tǒng)相應(yīng)的控制。數(shù)碼管顯示當(dāng)前的分?jǐn)?shù)。按鍵電路用來刷新選手的得分。蜂鳴器用作按鍵提示，當(dāng)有鍵按下時蜂鳴器發(fā)出聲音，按鍵釋放時停止發(fā)聲，總電路圖如圖3.6。</p>

14、<p>　　圖3.6 電路原理圖</p><p><b>　　第四章 軟件設(shè)計</b></p><p>　　4.1 程序流程圖</p><p>　　圖4.1 主程序流程圖</p><p>　　4.2 匯編語言程序</p><p>　　ORG 0000H</p

15、><p>　　MOV R1,#50H ;初始化</p><p>　　CLR P1.7</p><p>　　MOV DPTR,#TAB</p><p>　　KB0: MOV A,R1 ; 顯示程序</p><p><b>　　

16、SWAP A</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV P0,A</p><p>　　MOV A,R1</p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>

17、　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV P2,A</p><p>　　START: MOV A,P3 ; 查詢有無鍵被按下</p><p>　　MOV R0,A</p><p>　　CJNZ A,#00H,KB1</p><p>　

18、　LJMP KB3</p><p>　　KB1: LCALL TM10ms ;調(diào)用10ms延時子程序消抖</p><p>　　MOV A,P3</p><p>　　CJNZ A,R0,KB3</p><p>　　SETB P1.7 ;若有鍵按

19、下，讓蜂鳴器響</p><p>　　MOV A,KP </p><p>　　CJNZ A,#00H,START ;判斷標(biāo)志位，是否已被執(zhí)行過</p><p>　　LJMP KB2 ;若沒被執(zhí)行過，則轉(zhuǎn)執(zhí)行</p><p>　　KB2: J

20、NB P3.5,K1 ;K1鍵按下，轉(zhuǎn)加1子程序</p><p>　　JNB P3.6,K2 ;K2鍵按下，轉(zhuǎn)減1子程序</p><p>　　LJMP K3 ;K3鍵按下，轉(zhuǎn)復(fù)位子程序</p><p>　　K1: MOV A,R1

21、 ;加1子程序</p><p>　　ADD A,#01H</p><p><b>　　DA A</b></p><p>　　MOV R1,A</p><p>　　SETB KP</p><p>　　LJMP KB0</p><

22、;p>　　K2: CLR C ; 減1子程序</p><p>　　MOV A,#9AH</p><p>　　SUBB A,#01H</p><p>　　ADD A,R1</p><p>　　DA A</p><p&g

23、t;　　MOV R1,A</p><p>　　SETB KP</p><p>　　LJMP KB0</p><p>　　K3: MOV R1,#50H ; 復(fù)位子程序</p><p>　　ETB KP</p><p>　　LJMP

24、 KB0</p><p>　　KB3: CLR P1.7 ;讓蜂鳴器斷 </p><p>　　CLR KP ;清零執(zhí)行標(biāo)志位</p><p>　　LJMP KB0</p><p>　　TM10ms: MOV

25、 R2,#14H ;10ms延時子程序</p><p>　　TM: MOV R3,#0FFH</p><p>　　TM3: DJNZ R3,TM3</p><p>　　DJNZ R2,TM</p><p><b>　　RET</b><

26、/p><p>　　TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH</p><p><b>　　第五章 總結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計敘述了電子記分牌的基本原理及使用方法，給出了電子記分牌的設(shè)計方案、工作原理、硬件電路圖以及軟件流程圖和匯編語言程序。本次設(shè)計的記分牌，充分利用了單片機的

27、種種優(yōu)點，具有電路簡單，成本較低，靈敏可靠，操作方便的優(yōu)點。</p><p>　　在做本次課程設(shè)計的過程中，我學(xué)到了很多東西，同時也發(fā)現(xiàn)自己存在不少的問題。通過本次課程設(shè)計，我對單片機有了更深的認(rèn)識和理解，通過親身實踐掌握了它的工作原理，尤其是理解了單片機通用I/O口的原理以及連接使用，為以后學(xué)習(xí)和工作使用單片機積累了寶貴的經(jīng)驗。本次課程設(shè)計也培養(yǎng)了我獨立思考和設(shè)計的能力，提高了自學(xué)的能力，并且學(xué)會了通過查閱資料

28、掌握有關(guān)新知識的法方，為以后的學(xué)習(xí)和設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。在本次課程設(shè)計過程中，我也意識到自己的知識是很欠缺的，尤其是運用到實踐中的能力還有待提高。同時，自己的實踐能力還很差，不能把所學(xué)的知識靈活的順利的運用到實踐中去。</p><p>　　在本次課程設(shè)計過程中，我和同組的同學(xué)團結(jié)協(xié)作，互相幫助，互相學(xué)習(xí)，一起查閱資料，一起克服困難，得到了事半功倍的效果。</p><p>　　在本次課程設(shè)計中，

29、雖然遇到了很多困難，但是有老師的悉心指導(dǎo)，是我們的設(shè)計少走了很多彎路，才使我們的設(shè)計順利完成。所以，我衷心地感謝老師對我的幫助。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]李建忠.單片機原理及應(yīng)用.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008.起9～止11頁碼</p><p>　　[2]楊居義.單片機原理與工程應(yīng)用.北京