基于單片機的籃球計時計分器設(shè)計設(shè)計

1、<p>　　畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）</p><p>　　題 目 基于單片機的籃球計時記分器設(shè)計 </p><p><b>　　內(nèi) 容 提 要</b></p><p>　　隨著單片機在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，許多用單片機作控制的球賽計時計分器也應(yīng)運而生，如用單片機控制LCD液晶顯示器的計時計分器，用單片機控制LED七段顯示器的計時計

2、分器等。</p><p>　　本設(shè)計以基本籃球規(guī)則為依據(jù)，可對籃球比賽實現(xiàn)實時控制，解決籃球比賽時計分與計時的問題。該裝置包含硬件設(shè)計和軟件編程，主要是以AT89C51單片機為核心元件，編程控制LED七段數(shù)碼管作顯示的球賽計時計分系統(tǒng)，計時部分采用CD4511（七段BCD碼譯碼器）進行硬件譯碼；計分部分采用CD4094（8位移位存儲總線寄存器）作為串行口擴展顯示器接口，并利用74LS21（雙四輸入與門）來實現(xiàn)比分

3、的刷新功能。報警部分采用蜂鳴器為音響器件。該系統(tǒng)具有賽程定時設(shè)置，賽程時間暫停，及時刷新甲、乙雙方的成績以及賽后成績暫存等功能。且價格低廉、操作簡單、攜帶方便，適合學校單位舉辦友誼比賽等賽事的計時計分輔助工具。</p><p><b>　　關(guān)鍵詞</b></p><p>　　單片機 ；籃球賽計時； 籃球賽計分； 顯示</p><p>　　Des

4、ign of Timing and Scoring of Basketball Competition Based on microcontroller</p><p>　　Author: yang lu Tutor: wang dan</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With a wide

5、range of SCM applications in various fields, many with a sinle chip timing for the control of the game scoring device have emerged, such as liquid crystal display LCD with MCU control the timing of scoring device, LED se

6、ven segment display with MCU timing control points and more.</p><p>　　This design based on the basic rules of basketball, the game of basketball can achieve real-time control, total points and timing can be

7、solved in the game of basketball. The device includes hardware design and software programming, mainly based on AT89C51 MCU as the core components, and programmed to control the LED segment digital tube for the display o

8、f the game time scoring，Part time using CD4511 (seven segment BCD decoder) for hardware decoding; scoring part is CD4094 (8-bit shift register </p><p><b>　　key words</b></p><p>　　MCU

9、; basketball time; basketball scoreboard; Show</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　內(nèi) 容 提 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第一章 引言1&l

10、t;/b></p><p>　　1.1 背景知識介紹1</p><p>　　1.2 設(shè)計意義1</p><p>　　1.3 設(shè)計目的2</p><p>　　第二章：系統(tǒng)設(shè)計方案3</p><p>　　2.1系統(tǒng)構(gòu)成框圖3</p><p>　　2.2 基本功能介紹4</p&

11、gt;<p>　　第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計5</p><p>　　3.1系統(tǒng)硬件部分組成5</p><p>　　3.2器件的選擇5</p><p>　　3.3系統(tǒng)硬件介紹5</p><p>　　3.3.1單片機AT89C515</p><p>　　3.3.2顯示器及其接口10</p>

12、<p>　　3.3.3 CD4094芯片介紹12</p><p>　　3.3.4 74LS21芯片介紹12</p><p>　　3.3.5 報警器13</p><p>　　3.4計時電路部分14</p><p>　　3.4.1 振蕩電路14</p><p>　　3.4.2 計時電路的工作原理15

13、</p><p>　　3.5 計分電路部分17</p><p>　　3.5.1 串行接口工作原理17</p><p>　　3.5.2 計分電路的工作原理18</p><p>　　第四章 籃球計時計分器軟件設(shè)計20</p><p>　　4.1 籃球計時計分器的工作過程21</p><p>

14、;　　4.2 籃球計時計分器編程設(shè)計23</p><p>　　第五章 結(jié)束語24</p><p><b>　　致謝26</b></p><p><b>　　附錄27</b></p><p>　　基于單片機的籃球計時記分器設(shè)計</p><p>　　081308129 楊

15、璐 指導教師：王丹 講師</p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　1.1 背景知識介紹</p><p>　　單片機把我們帶入了智能化的電子領(lǐng)域，許多繁瑣的系統(tǒng)若由單片機進行設(shè)計，便能收到電路更簡單、功能更齊全的良好效果。若把經(jīng)典的電子系統(tǒng)當作一個僵死的電子系統(tǒng)，那么智能化的現(xiàn)代電子系統(tǒng)則是一個具有“生命”的電

16、子系統(tǒng)。而隨著技術(shù)的進步，單片機與串口通信的結(jié)合更多地應(yīng)用到各個電子系統(tǒng)中已成一種趨勢。</p><p>　　單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。單片機把我們帶入了智能化的電子領(lǐng)域，許多繁瑣的系統(tǒng)若由單片機進行設(shè)計，便能收到電路更簡單、功能更齊全的良好效果。而隨著技術(shù)的進步，單片機與串口通信的結(jié)合更多地應(yīng)用到各個電子系統(tǒng)

17、中已成一種趨勢。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計意義</b></p><p>　　單片機的應(yīng)用是具有高度現(xiàn)實意義的。單片機極高的可靠性，微型性和智能性（我們只要編寫不同的程序后就能夠完成不同的控制工作），單片機已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具，已經(jīng)深深地滲入到我們的日常生活當中。&l

18、t;/p><p>　　本設(shè)計就是基于單片機設(shè)計時計分系統(tǒng)，通過串口通信動態(tài)傳輸數(shù)據(jù)，使計時計分系統(tǒng)有了更多更完善的功能。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計目的</b></p><p>　　籃球計時計分器就是以單片機為核心的計時計分系統(tǒng)，由計時器，計分器，綜合控制器等組成。本次設(shè)計是由AT89C51編程控制LED七段數(shù)碼管作顯示的球賽計時計分

19、系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有賽程定時設(shè)置，賽程時間暫停，及時刷新甲、乙雙方的成績等功能。設(shè)計內(nèi)容包括給甲、乙兩隊分別設(shè)置加分按鈕，各按鈕按下分別實現(xiàn)給甲、乙隊加分；給甲、乙兩隊分別設(shè)置減分按鈕，各按鈕按下分別實現(xiàn)給甲、乙隊減分；設(shè)置一個復(fù)位按鈕，按下實現(xiàn)甲、乙隊總分回到初試分及顯示等。</p><p>　　本設(shè)計通過串口通信動態(tài)傳輸數(shù)據(jù)，使計時計分系統(tǒng)有了更多更完善的功能。單片機系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)給予了籃球計分器系統(tǒng)“身軀”，而

20、單片機的應(yīng)用程序賦予了其新的“生命”，使其在傳統(tǒng)的籃球計時計分器面前具有電路簡單、成本低、運行可靠等特色。</p><p>　　第二章：系統(tǒng)設(shè)計方案</p><p><b>　　2.1系統(tǒng)構(gòu)成框圖</b></p><p>　　基于單片機系統(tǒng)的籃球賽計時計分器的系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 系

21、統(tǒng)構(gòu)成圖</p><p>　　本系統(tǒng)采用單片機AT89C51作為本設(shè)計的核心元件。利用7段共陰LED作為顯示器件。在本次設(shè)計中，共接入十個七段共陰LED顯示器，其中6個用于記錄 甲、乙兩隊的分數(shù)，每隊3個LED顯示器，分數(shù)范圍可達到0—999分，足夠滿足賽程需要。另外4個LED顯示器則用于記錄賽程的時間，其中兩個用于顯示分鐘，2個用于顯示秒鐘。賽程計時采用倒計時方式，即比賽前將時間設(shè)置好，比賽開始時啟動計時，直至

22、計時到零為止。根據(jù)設(shè)計，計時范圍可達0—99分鐘，也完全滿足賽程的需要。</p><p>　　其次，為了配合計時器和計分器校正、調(diào)整時間和比分，特在本設(shè)計中設(shè)立了7個按鍵。其中4個用于輸入甲、乙兩隊的分數(shù)；另外3個則用于完成設(shè)置、調(diào)整、啟動和暫停賽程時間等功能。</p><p>　　再次,我們還設(shè)計了定時報警系統(tǒng),即比賽時間到時,我們立即通過揚聲器發(fā)出報警聲，提示整個賽程結(jié)束。</p

23、><p>　　2.2 基本功能介紹</p><p>　　首先在比賽之前,接通電源,系統(tǒng)自動復(fù)位,此時計時電路與計分電路中的共陰極數(shù)碼管全部顯示為0，在計時電路中,按鍵開關(guān)來設(shè)置時間。比如:比賽時間是40分鐘，分兩節(jié)，每節(jié)20分鐘，則通過按鍵,使數(shù)碼管1顯示“2”即可;再按鍵設(shè)置比賽時間的個位數(shù),使數(shù)碼管2顯示“0”即可。時間設(shè)置好后,等待比賽開始。</p><p>　　

24、當比賽結(jié)束時,如果需增加比賽時間,這時增加比賽時間同樣由按鍵開關(guān)來設(shè)置。</p><p>　　由于在比賽中,甲、乙兩隊的比分是不斷變化的,所以需設(shè)置比分刷新控制裝置;此功能由計分電路中的按鍵開關(guān)完成，分別為給甲隊加1分、加2分、加三分，給乙隊加1分、加2分、加3分。</p><p>　　當比賽結(jié)束時,系統(tǒng)會使用音頻振蕩器自動發(fā)出10秒鐘報警聲,提示比賽結(jié)束。音頻振蕩信號VS可為正弦波或矩形

25、波，一般800HZ－1000HZ，可選用多種方案實現(xiàn)，如RC環(huán)形振蕩器、自激對稱多諧振蕩器、555集成定時器構(gòu)成的振蕩器等。</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p>　　3.1系統(tǒng)硬件部分組成</p><p>　　系統(tǒng)硬件主要是由單片機AT89C51、計時顯示電路、計分顯示電路、報警電路和按鍵開關(guān)五個部分組成。</p><p&

26、gt;<b>　　3.2器件的選擇</b></p><p>　　本系統(tǒng)在設(shè)計過程中主要選取了以下一些器件:</p><p>　　單片機：AT89C51</p><p>　　四個七段BCD譯碼芯片：CD4511</p><p>　　并行 / 串行轉(zhuǎn)換芯片：CD4094</p><p>　　四輸入與門

27、：74LS21</p><p>　　顯示器件：7段共陰LED顯示器</p><p><b>　　按鍵：歐姆龍按鍵</b></p><p><b>　　3.3系統(tǒng)硬件介紹</b></p><p>　　3.3.1單片機AT89C51</p><p>　　1)、89C51單片機的主

28、要特性</p><p>　　本課題中用到的芯片是AT系列中的AT89C51單片機芯片。</p><p>　　AT89C51單片機包含了作為微型計算機所必需的基本功能部件，具有如下特性：（1）面向控制的8位CPU;(2)一個片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，振蕩頻率為0-24MHZ;(3)片內(nèi)4KB Flash ROM程序存儲器；（4）128 KB的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器；（5）可尋址的64 KB片外程序存

29、儲器和片外數(shù)據(jù)存儲器控制電路；（6）2個16位的定時/計數(shù)器；（7）4個并行的I/O口，共32條可單獨編程的I/O線；（8）5個中斷源，2個中斷優(yōu)先級；（9）一個全雙工的異步串行口；（10）21個特殊功能寄存器；（11）具有節(jié)點工作方式，機有限方式和掉電保護方式。</p><p>　　2)、89C51單片機的引腳功能</p><p>　　AT89C51具有五種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求

30、。分別為（1）40腳雙列直插封裝（DIP封裝）方式；（2）44腳方形封裝方式；（3）48腳DIP封裝（4）50腳方形封裝方式；（5）68腳方形封裝方式。其中40腳DIP封裝和44腳方形封裝為基本封裝方式。</p><p>　　89C51單片機內(nèi)部總線是單總線結(jié)構(gòu),即數(shù)據(jù)總線和地址總線是公用的。89C51有40條引腳。這40條引腳可分為32條I/O接口線、2條主電源線、4條控制線或與其它電源復(fù)用的引腳、2條外接晶體

31、線4部分。89C51單片機為雙列直插式結(jié)構(gòu)，如圖3-1示。</p><p>　　圖3-1 89C51引腳分配圖</p><p>　　(1) 電源線89C51單片機的電源線有以下兩種:</p><p>　　a) Vcc：電源線，正常操作時接+5V電源</p><p>　　b) GND：接地線。</p><p>　　(2)

32、 89C51單片機的外接晶體引腳</p><p>　　a）XTAL1：接外部晶體和微調(diào)電容的一端，片內(nèi)振蕩器反向放大器的輸入端和內(nèi)部時鐘工作的輸入端。振蕩電路的頻率就是晶體的固有頻率，當采用外部振蕩器時，此引腳輸入外部時鐘脈沖。</p><p>　　b）XTAL2：接外部石英晶體和微調(diào)電容的另一端。片內(nèi)振蕩器反向放大器的輸出端，采用外部振蕩器時，該引腳懸空。</p><

33、p>　　通過用示波器查看XTAL2端是否有脈沖信號輸出，可以確定89C51的振蕩電路是否正常工作。</p><p>　　(3)控制線 89C51單片機的控制線有以下幾種：</p><p>　　a)RST：復(fù)位輸入,高電平有效，當振蕩器工作時，在此引腳上出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平，就可以使單片機復(fù)位。</p><p>　　b)ALE/PROG：地址鎖存允許信

34、號，89C51上電正常工作后，ALE端不斷地往外輸出正脈沖信號，此信號頻率為振蕩器頻率的1/6。AT89C51在并行擴展外部存儲器（包括并行擴展I/O口）時，P0口用于分時傳送低8位地址和數(shù)據(jù)信號，當ALE信號有效時，P0口傳送的是低8位地址信號；ALE信號無效時，P0口傳送的是8位數(shù)據(jù)信號。在ALE信號的下降沿，鎖定P0口傳送的低8位地址信號，可以實現(xiàn)8位地址和數(shù)據(jù)的分離。</p><p>　　ALE信號可以作

35、為對外輸出的時鐘或定時信號，當訪問外部存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。</p><p>　　c) ：外部程序存儲器的讀選通信號。當89C51在由外部程序存儲器取指令或常數(shù)時，每個機器周期內(nèi)兩次有效輸出。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的信號將不出現(xiàn)。</p><p>　　d) /Vpp：內(nèi)、外ROM選擇端。當接高電。時，CPU訪問并執(zhí)行外部存儲器的指令；但當PC（程序計數(shù)器）值超過4

36、KB（OFFFH）時，將自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部存儲器的程序。當接低電平時，CPU只訪問并執(zhí)行外部存儲器中的指令，而不管是否有內(nèi)部程序存儲器， </p><p>　　(4) I/O接口組成（32根I/O接口線）及功能</p><p>　　a）P0接口：P0接口有8條接口線（P0.0—0.7），其中P0.0為低位，P0.7為高位。它由一個輸出鎖存器、兩個三態(tài)緩沖器、輸出驅(qū)動電路和輸出控制電路組成。P

37、0接口是一個雙向8位三態(tài)I/O接口，在訪問外部存儲器時，可分時用做低8位地址線和8位數(shù)據(jù)線；在Flash ROM編程時，它輸入指令字節(jié)，而在驗證程序時，則輸出指令字節(jié)。 </p><p>　　b)P1口：P1口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，在Flash ROM編程和程序驗證時，它接收低8位地址。</p><p>　　c) P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，在訪

38、問外部存儲器時，它送出高8位地址。在對Flash ROM編程和程序驗證時，它接收高8位地址和其它控制信號。 </p><p>　　d)P3口：P3口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，可驅(qū)動4個LSTTL門電流。在89C51單片機中，這8個引腳都有各自的第二功能。</p><p>　　表3-1 P3口的第二功能</p><p>　　3)89C51單片機的主要

39、組成部分</p><p>　　單片機一般由中央處理器、存儲器和I/O接口組成。</p><p>　?。?）CPU CPU是單片機的核心部分，它的作用是讀入和分析每條指令。根據(jù)每條指令的要求控制各個部件執(zhí)行相應(yīng)的操作。89C51單片機內(nèi)部有一個8位的CPU，它由運算器和控制器組成。</p><p>　　運算器：運算器主要包括算術(shù)和邏輯運算部件ALU、累加器ACC、

40、寄存器YMP1、YMP2,程序狀態(tài)寄存器PSW，布爾處理器及十進制調(diào)整電路。</p><p>　　控制器：控制器包括時鐘發(fā)生器、定時控制邏輯、指令寄存器、指令譯碼器、程序計數(shù)器PC、程序地址寄存器、數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR和堆棧指針SP等。</p><p>　　（2）存儲器 89C51單片機在物理上有四個存儲空間：片內(nèi)程序存儲器和片外程序存儲器，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器和片外數(shù)據(jù)存儲器。89C51片

41、內(nèi)有4 KB的程序存儲器和128 B的數(shù)據(jù)存儲器，除此之外還可以在片外擴展64 KB的程序存儲器和64 KB的數(shù)據(jù)存儲器。</p><p>　　其中64 KB的程序存儲器中，有4KB地址對于片內(nèi)程序存儲器和片外程序存儲器是公共的，這4 KB的地址為0000H-0FFFH,從1000H-FFFH是外部程序存儲器的地址，也就是說4 KB的內(nèi)部程序存儲器的地址是0000H-0FFFH，64 KB的外部程序存儲器的地址是

42、000H-FFFH;128 B的的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的地址是從00H-7FH(用8位地址)，而64 KB的外部數(shù)據(jù)存儲器的地址是從0000H-FFFH.</p><p>　　(3)并行I/O口 89C51有4個8位并行輸入、輸出端口，記做P0、P1、P2和P3，共32根線。實際上它們就是特殊功能寄存器中的4個。每個并行I/O口都能用做輸入/輸出，所以稱它們?yōu)殡p向I/O口。</p><p>　

43、　3.3.2顯示器及其接口</p><p><b>　　1）顯示器介紹</b></p><p>　　同鍵盤一樣，顯示器也是人機交流的重要組成部分。計算機的運行結(jié)果和運行狀態(tài)可以通過顯示器顯示出來。單片機應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器有LED和LCD兩種方式。由于這兩種顯示器結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，接口容易實現(xiàn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。兩者之間的區(qū)別：（1）二極本身發(fā)光， 液晶本身不發(fā)

44、光，只是透射光。（2）二極管體積大，圖像質(zhì)量一般，適合作室外大屏幕，價格較低。液晶成本較高，面積無法做得很大，但圖像質(zhì)量很好，適合做顯示器。 （3）二極管耗電大，液晶耗電小。（4）二極管圖像刷新率低，液晶的高。在本次設(shè)計中采用LED顯示器。</p><p>　　2）數(shù)碼管結(jié)構(gòu)與原理</p><p>　　發(fā)光二極管LED（Light Emitting Diode）是一種通電后能發(fā)光的半導體器

45、件，其導電性質(zhì)與普通二極管類似。LED數(shù)碼顯示器就是由發(fā)光二極管組合而成的一種新型顯示器件，但是由于低功耗的要求，LCD顯示器越來越被廣泛地使用。</p><p>　　圖3-2 LED顯示器</p><p>　　如圖3-2所示：LED數(shù)碼管顯示器是由8個發(fā)光二極管組成的，當發(fā)光二極管導通時，相應(yīng)的點或線段發(fā)光，將這些發(fā)光二極管排成一定的圖形，控制不同組合的二極管導通，就可以顯示出不同的字

46、形和符號。單片機系統(tǒng)中常用的LED顯示器為七段顯示器，再加上一個小數(shù)點，因此也可以把它稱之為八段數(shù)碼管顯示器。LED顯示器有兩種不同的形式：一種是8個發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極LED顯示器；另一種是8個發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極LED顯示器 。如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3 (a)共陰LED (b)共陽LED</p>

47、<p>　　3） LED顯示器顯示方式</p><p>　　點亮LED顯示器有兩種方式：一是靜態(tài)顯示；二是動態(tài)顯示。在本次設(shè)計中，采用的是靜態(tài)顯示。</p><p>　　這種電路的優(yōu)點在于：在同一時間可以顯示不同的字符；但缺點就是占用端口資源較多。在數(shù)據(jù)較多的時候，往往不采用這種設(shè)計，而是采用動態(tài)顯示方式 。</p><p>　　3.3.3 CD4094芯

48、片介紹</p><p>　　在本次設(shè)計的計分電路中，我們使用集成電路CD4094。CD4094是8位移位寄存器，它主要完成串行輸入/并行輸出8位數(shù)據(jù)的功能，所以又叫8位串/并轉(zhuǎn)換器。圖3-4為CD4094的引腳圖：</p><p>　　圖3-4 CD4094引腳分布圖</p><p>　　3.3.4 74LS21芯片介紹</p><p>　

49、　本次設(shè)計中的比分校正電路采用四輸入與門74LS21來實現(xiàn)。74LS21是雙4輸入與門。在一個芯片里有兩個相同的單元，其中一個任何一個都是1/2斷口。同型號的74系列、74HC系列、74LS系列芯片，邏輯功能上是一樣的。表3.4為74、74HC、74LS系列芯片資料 。</p><p>　　表3.2 74、74HC、74LS相關(guān)資料表</p><p><b>　　3.3.5 報

50、警器</b></p><p><b>　　1） 報警器的分類</b></p><p>　　報警器的種類很多，比如：揚聲器，蜂鳴器等，蜂鳴器有兩類品種。一類是壓電式，一類是電磁式，電磁式又有兩大品種，鐵振膜式和動圈式，二者原理一樣只是結(jié)構(gòu)不同。所有蜂鳴器都有兩種類型：純蜂鳴器和帶驅(qū)動的蜂鳴器，蜂鳴器都是用音頻信號驅(qū)動的，都是交流驅(qū)動。 &

51、lt;/p><p>　　2) 報警器工作原理</p><p>　　本次設(shè)計采用的是電磁式蜂鳴器作為報警器。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、震動膜片以及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號通過電磁線圈，使得電磁線圈產(chǎn)生了一個磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性的振動發(fā)聲 。</p><p><b>　　3.4計時電路部分</b&

52、gt;</p><p>　　3.4.1 振蕩電路</p><p>　　本次設(shè)計要使用到AT89C51單片機的時鐘振蕩功能。AT89C51中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部震蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入和輸出端。這個放大器與作為反饋元件與片外石英晶體或者陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。</p><p>　　圖3-5 時鐘振蕩電路</p&

53、gt;<p>　　圖3-6 外部時鐘電路</p><p>　　3.4.2 計時電路的工作原理</p><p>　　計時電路如圖3-7所示，主要由開關(guān)K5-K7，單片機AT89C51，譯碼器以及LED顯示器構(gòu)成。</p><p>　　圖3-7 計時電路原理圖</p><p><b>　　其工作過程如下：</b>

54、;</p><p>　　當比賽準備開始的時候，當調(diào)時（十位）開關(guān)K5按下時，產(chǎn)生一個低電平；立即數(shù)00H取出，同時對應(yīng)調(diào)分（十位）控制端P2.0的LE輸出高電平，表示此時可以向調(diào)分（十位）的CD4511發(fā)送數(shù)據(jù)，但CD4511的輸出端不會有輸出，因為LE=1時，CD4511鎖存。這時，只要將要顯示數(shù)據(jù)的代碼經(jīng)過P1口的P1.0送到CD4511的輸入端A-D端，送完后，將LE清零。這時便可以將要顯示數(shù)據(jù)的代碼經(jīng)過C

55、D4511譯碼后，從輸出端a-g輸出，送LED顯示器顯示即可。調(diào)時按鍵開關(guān)每按一次，數(shù)字自動加1，直到調(diào)到需要設(shè)置的時間即可。</p><p>　　3.5 計分電路部分</p><p>　　AT89C51單片機除了有4個8位并行口外，還有一個能同時進行串行發(fā)送和接收的全雙工串行通信口。它能同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，還能作為同步移位寄存器使用。球賽計分電路正是利用了AT89C51單片機串行口可以外

56、接串行輸入并行輸出移位寄存作的功能來作為輸出口實現(xiàn)球賽比分刷新顯示的 。</p><p>　　3.5.1 串行接口工作原理</p><p>　　AT89C51單片機片內(nèi)有一個串行I／O端口，通過引腳 RXD(P3．0)和TXD(P3．1)可與外設(shè)電路進行全雙工的 串行異步通信 。 </p><p>　　AT89C51單片機的串行端口有4種基本工作方式，通過編程設(shè)置，

57、可以使其工作在任一方式，以滿足不同應(yīng)用場合的需要。其中，方式0主要用于外接移位寄存器，以擴展單片機的I／O電路；方式1多用于雙機之間或與外設(shè)電路的通信；方式2，3除有方式l的功能外，還可用作多機通信，以構(gòu)成分布式多微機系統(tǒng)。串行端口有兩個控制寄存器(SCON和PCON)，用來設(shè)置工作方式、發(fā)送或接收的狀態(tài)、特征位、數(shù)據(jù)傳送的波特率(每秒傳送的位數(shù))以及作為中斷標志等。</p><p>　　串行端口有一個數(shù)據(jù)寄存器

58、SBUF(在特殊功能寄存器中的字節(jié)地址為99H)，該寄存器為發(fā)送和接收所共同。發(fā)送時，只寫不讀；接收時，只讀不寫。在一定條件下，向SBUF寫入數(shù)據(jù)就啟動了發(fā)送過程；讀SBUF就啟動了接收過程。串行通信的波特率可以程控設(shè)定。在不同工作方式中，由時鐘振蕩頻率的分頻值或由定時器T1的溢出率確定，使用十分方便靈活 。</p><p>　　3.5.2 計分電路的工作原理</p><p>　　計分電路

59、主要由單片機AT89C51，串行/并行轉(zhuǎn)換器（CD4094），LED顯示器，74LS21以及按鍵開關(guān)組成。</p><p>　　圖3-8 計分電路的原理圖</p><p>　　其工作過程如下：按鍵開關(guān)K1-K4組成甲、乙兩隊加減分控制。按鍵K1-K4一端接地，另一端輸入與門74LS21的9腳，10腳，12腳，13腳，以及單片機AT89C51的P3.5，P3.4，P0.2，P0.1，8腳接A

60、T89C51的P3.2腳。因為按鍵開關(guān)按下時為低電平 ，當按鍵開關(guān)K1-K4四個按鍵的任何一個按下時，與門的8腳輸出都會產(chǎn)生低電平使單片機中斷，從而使相應(yīng)LED顯示。 第四章 籃球計時計分器軟件設(shè)計</p><p>　　4.1 籃球計時計分器的工作過程</p><p>　　本次設(shè)計的程序流程圖如4-1：</p><p><b>　　YN</b>

61、;</p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y N</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　NY<

62、/b></p><p><b>　　Y</b></p><p>　　圖4-1 程序流程圖</p><p>　　首先在比賽之前，接通電源，系統(tǒng)自動復(fù)位，此時計時電路與計分電路中的共陰極數(shù)碼管全部顯示為0000和000 000；然后我們按照計時電路中的K5鍵來設(shè)置比賽時間的十位數(shù)，例如比賽時間上半場為20分鐘，則通過K5鍵，使數(shù)碼管1顯示“

63、2”即可；再按下K6鍵，設(shè)置比賽時間的個位數(shù)，使數(shù)碼管2顯示“0”即可。一般比賽時間為40分鐘，所示只需要按下K5鍵顯示“4”，按下K6鍵顯示“0”即可。</p><p>　　時間設(shè)置好時，等待賽程開始，當裁判吹響哨聲時，啟動計時，這時計時電路便開始工作，計時采用倒計時方式，即從20分鐘減為0表示上半場結(jié)束。上半場結(jié)束時，蜂鳴器會發(fā)出10秒鐘響聲，通知上半場結(jié)束，這時按下K7鍵，便完成了甲、乙兩隊的分數(shù)交換。在整

64、個賽程中，我們還要對兩隊比分進行及時刷新，這時我們通過計分電路中的K1-K4鍵完成此功能，K1和K2鍵完成甲隊加分、減分，K3和K4鍵完成乙隊加分、減分。按鍵每按一下，表示加上或者減去1分。</p><p>　　由于加分、減分我們采用中斷完成，且加、減分的中斷優(yōu)先權(quán)小于計時電路中的中斷優(yōu)先權(quán)，所以不會對計時電路造成影響。如果在賽程過程中，一方的教練申請暫停時，經(jīng)裁判批準，我們立即按下K7鍵，即可以暫停計時，暫停時

65、間到時，再按下K7鍵繼續(xù)計時，直至上半場賽程結(jié)束，蜂鳴器會發(fā)出10秒的響聲。下半場的流程和上半場基本上是一樣的 。</p><p>　　4.2 籃球計時計分器編程設(shè)計</p><p>　　編程前，必須設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)以及控制信號。</p><p>　　編程單元的地址加在P1口和P2口的P2.0—P2.3（11位地址范圍為0000H—0FFFH），數(shù)據(jù)從P0口輸入，引

66、腳P2.6、P2.7、P3.6、P3.7的電平設(shè)置參考校驗電路，為低電平，RST保持高電平，/Vpp引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電壓，ALE/PROG引腳輸入編程脈沖。</p><p>　　編程時，可采用4—20MHZ的時鐘振蕩器，本次設(shè)計采用12MHZ的石英晶體振蕩器。具體過程是：</p><p>　?。?）在地址線上加上要編程單元的地址信號，這里為33H，34H，35H，36

67、H，37H，38H，6個地址符。</p><p>　?。?）在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)，比如甲隊加一分就是在36H地址上加上（偏移）一個字符06H。</p><p>　?。?）激活相應(yīng)的控制信號。</p><p>　　（4）在高電壓編程方式時，將EA/Vpp端加上+12V編程電壓。</p><p>　?。?）改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)

68、，重復(fù)1—5步驟，直到全部文件編程結(jié)束，每個字節(jié)寫入周期是自身定時的，通常約為1.5ms 。</p><p><b>　　第五章 結(jié)束語</b></p><p>　　在本次畢業(yè)設(shè)計，我通過基于典型單片機AT89C51的設(shè)計和應(yīng)用，對于單片機工作原理，功能有了宏觀的了解，并對單片機匯編程序的應(yīng)用有了新的、進一步的認識。</p><p>　　在本次

69、設(shè)計的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，給我的感覺就是下手很難，很不順手，看似很簡單的電路，要動手把它給設(shè)計出來，是很難的一件事，主要原因是我們沒有經(jīng)常動手設(shè)計過電路。另外單片機系統(tǒng)的知識似懂非懂，而且很多知識當時弄明白了，現(xiàn)在要用的時候又不記得，造成我用了大量的時間去查閱各種資料和程序命令，因此整個過程時間安排不合理。由于設(shè)計的計劃沒有安排好，設(shè)計的時間極為倉促，尤其是在硬件調(diào)試的過程中出現(xiàn)了很大的問題。另外資料的查找也是一大難題，這就要求我

70、們在以后的學習中，應(yīng)該注意到這一點，更重要的是我們要學會把從書本中學到的知識和實際的電路聯(lián)系起來，這不論是對我們以后的就業(yè)還是學習，都會起到很大的促進和幫助。</p><p>　　在利用單片機設(shè)計簡易LED顯示屏的整個設(shè)計過程中，從電路的設(shè)計，元器件的采購，電路的調(diào)試，程序的編寫以及最后的電路板的制作，我都親自參與了設(shè)計與制作，這對我對于理論和實際相結(jié)合有了新的認識。</p><p>　　

71、單片機目標系統(tǒng)裝完之后，應(yīng)該首先認真細致地檢查一遍：</p><p>　　第一，根據(jù)硬件電路原理圖和裝配圖仔細檢查線路的正確性，并檢查元器件安裝是否正確。常常要注意的是芯片及開關(guān)管的型號、放大器和開關(guān)管的極性、電容器的耐壓和極性、電阻的阻值和功率是否與設(shè)計圖紙相符，重點檢查系統(tǒng)總線間或總線與其它信號線間是否存在短路；</p><p>　　第二，檢查焊接點是否牢固，特別要仔細檢查有無漏焊和錯

72、焊；對于靠得很近的相鄰焊點，要注意檢查金屬毛刺和是否短路，必要時可用萬用表進行測量。調(diào)試過程有時可能要重復(fù)多次。另外，在燒寫程序的時候，一定要注意到AT89系列默認的有芯片加密。</p><p>　　本次設(shè)計測試結(jié)果以及不足之處：</p><p>　　上電復(fù)位后，進行定時設(shè)置，設(shè)置完成后，啟動計時。計時過程中按下K1～K4觀察分電路是否工作正常。進行分析后得出結(jié)論如下：系統(tǒng)電路部分設(shè)計沒有

73、原則性的錯誤，在制版的過程中注意了走線，并且在焊接過程中沒有發(fā)生大的事故，因此硬件部分功能完好。但因為軟件系統(tǒng)編寫方面的疏忽，在比分交換及計時部分沒有能很好的實現(xiàn)。</p><p><b>　　※※※※※</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　隨著論文的定稿，畢業(yè)設(shè)計也即將接束，我很感激我的

74、學校，給我提供了一個度過大學四年的機會，在這里我認識了那些可愛的同學們，親切的老師們，以及學到了知識，度過了美好的四年，留下了寶貴的財富。畢業(yè)之際，一磚一瓦、一草一木都充滿著感情。</p><p>　　在此，我還要感謝在一起愉快的度過本科生活的電子信息0813081班的同學，大學生活有了你們的陪伴變得格外美好，謝謝你們，希望大家都有一個燦爛的未來。</p><p><b>　　參

75、考文獻</b></p><p>　　[1]梅麗風，王艷秋等.單片機原理及接口技術(shù)[J]．清華大學出版社 </p><p>　　[2]胡漢才.單片機原理及其接口技術(shù)[M].北京:清華大學出版社.1996.</p><p>　　[3]諸昌鈐.LED顯示屏系統(tǒng)原理及工程技術(shù)[M].成都:電子科技大學出版社.</p><p><b&

76、gt;　　2000.</b></p><p>　　[4]韓潤萍等.點陣LED顯示屏控制系統(tǒng).微計算機信息.203 年第19 卷第10 期</p><p>　　[5]徐惠民，安德寧.單片微型計算機原理、接口及應(yīng)用.第二版.北京：北京郵電大學出版社.2000</p><p>　　[6]王福瑞.單片微機測控系統(tǒng)設(shè)計大全[M].北京：北京航空航天大學出版社，19

77、98</p><p>　　[7]李東生.Protel99 SE電路設(shè)計技術(shù)入門與應(yīng)用.第一版.北京：電子工業(yè)出版社.2002</p><p>　　[8]彭為.黃科，雷道仲.單片機典型系統(tǒng)設(shè)計實例精講.北京：電子工業(yè)出版社.2006</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　籃球計時計分器程序源代碼&l

78、t;/p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　AJMP LK1 ;主程序地址</p><p>　　ORG 000BH ;定時中斷入口地址</p><p>　　AJMP CTCO</p><p>　　ORG 0013H

79、 ;外部中斷入口地址</p><p>　　AJMP CXT</p><p>　　LK1: MOV 33H,#00H ;甲隊記分清0</p><p>　　MOV 34H,#00H </p><p>　　MOV 35H,#00H</p><p>　　MO

80、V 36H,#00H ;乙隊記分清0</p><p>　　MOV 37H,#00H </p><p>　　MOV 38H,#00H</p><p>　　MOV 40H,#00H ;記時分鐘清0</p><p>　　MOV 41H,#00H</p&g

81、t;<p>　　CLR P0.0</p><p>　　Mp: CLR P2.0 ;計時牌子清零</p><p>　　CLR P2.1 ;分分秒秒清0</p><p>　　CLR P2.2 </p><p>　　CLR

82、P2.3</p><p>　　MOV P1,#00H</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　SETB P2.0</p><p>　　SETB P2.1</p><p>

83、　　SETB P2.2</p><p>　　SETB P2.3</p><p>　　MOV 42H,#05H ;送秒鐘初值59秒</p><p>　　MOV 43H,#09H</p><p>　　MOV SCON,#00H ;計分牌子清零程序</p><p>　　CL

84、R P3.7</p><p>　　MOV R1,#33H</p><p>　　MOV R2,#06 </p><p>　　LP: MOV A,@R1</p><p>　　MOV DPTR,#TAB ;取顯示數(shù)</p><p>　　MOVC A,@A+D

85、PTR</p><p>　　MOV SBUF,A ;通過串行口發(fā)顯示數(shù)據(jù)</p><p>　　JNB TI,$ ;是否發(fā)送完畢</p><p>　　CLR TI ;清除標志位</p><p><b>　　INC R1</b>&

86、lt;/p><p>　　DJNZ R2,LP ;6次是否 發(fā)送完畢</p><p>　　SETB P3.7 ;顯示數(shù)據(jù)</p><p>　　LK3: JB P2.4,LK6 </p><p>　　ACALL D10MS</p>

87、<p>　　JB P2.4,LK3 </p><p>　　ACALL D2S</p><p>　　LK4: JB P2.4,LK3 ;調(diào)整分鐘(十位)</p><p>　　CLR P2.0 ;顯示分鐘十位數(shù)據(jù)</p><p&g

88、t;　　MOV P1,40H</p><p>　　SETB P2.0</p><p>　　ACALL D2S ;調(diào)用延時程序</p><p>　　INC 40H ;將十位加1</p><p>　　MOV A,40H</p><p&g

89、t;　　CJNE A,#0AH,LK4 ;十到了沒有</p><p>　　MOV 40H,#00H</p><p>　　AJMP LK4</p><p>　　LK6: JB P2.5,LK5 </p><p>　　ACALL D10MS</p><p

90、>　　JB P2.5,LK6</p><p>　　ACALL D2S</p><p>　　LK7: JB P2.5,LK6 ; 調(diào)分鐘(個位)</p><p>　　CLR P2.1 ;顯示分鐘個位數(shù)據(jù)</p><p>　　MOV

91、 P1,41H</p><p>　　SETB P2.1</p><p>　　ACALL D2S ;調(diào)用延時程序</p><p>　　INC 41H ;將個位加1</p><p>　　MOV A,41H</p><p>　　CJNE

92、 A,#0AH,LK7 ;十到了沒有</p><p>　　MOV 41H,# 00H</p><p>　　AJMP LK7</p><p>　　LK5: JB P2.6,LK3 ;等待啟動計時</p><p>　　ACALL D10MS</p>&

93、lt;p>　　JB P2.6,LK5</p><p>　　CLR P2.2 ;顯示秒鐘十位</p><p>　　MOV P1,42H</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p>

94、;<p>　　SETB P2.2</p><p>　　CLR P2.3 ;顯示秒鐘個位</p><p>　　MOV P1,43H</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p>

95、;<p>　　SETB P2.3</p><p>　　SETB P0.0 ;點亮計時指示燈</p><p>　　MOV TMOD,#01H ;定時中斷初始化</p><p>　　MOV TL0,#0B0H ;送定時初值</p><p>　　

96、MOV TH0,#3CH</p><p>　　SETB ET0 ;開放定時中斷</p><p>　　SETB EX1 ;開放外部中斷</p><p>　　CLR IT0 ;外部中斷低電平有效</p><p>　　SE

97、TB TR0 ;啟動定時</p><p>　　MOV R0,#14H</p><p><b>　　SJMP $</b></p><p>　　CTCO: JNB P2.6,LK8 ;定時中斷程序</p><p>　　DJNZ

98、 R0,NEXT ;一秒鐘到了嗎?</p><p>　　MOV R0,#14H</p><p>　　DEC 43H</p><p>　　CLR P2.3 ;顯示時間</p><p>　　MOV P1,43H ;顯示秒鐘個位</p>&l

99、t;p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　SETB P2.3</p><p>　　CLR P2.2 ;顯示秒鐘十位</p><p>　　MOV P1,42H</p><

100、;p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　SETB P2.2</p><p>　　CLR P2.1 ;顯示分鐘個位</p><p>　　MOV P1,41H</p><

101、p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　SETB P2.1</p><p>　　CLR P2.0 ;顯示分鐘十位</p><p>　　MOV P1,40H</p><p&g

102、t;<b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　SETB P2.0</p><p>　　MOV A,43H</p><p>　　CJNE A,#00H,NEXT ;秒鐘個位回到0沒有</p><p>　　MOV

103、 43H,#0AH ;秒鐘個位送初值10</p><p>　　MOV A,42H</p><p>　　CJNE A,00H,LP3 ;秒鐘十位回到0沒有</p><p>　　MOV 42H,#05H ;秒鐘十位送初值5</p><p>　　MOV A,41H</p>

104、;<p>　　CJNE A,#00H,LP2 ;分種個位回到0沒有</p><p>　　MOV 41H,#09H ;分鐘個位送初值9</p><p>　　MOV A,40H</p><p>　　CJNE A,#00H,LP1 ;分鐘十位回到0沒有</p><p>　　CLR

105、 P0.0 </p><p>　　CLR P3.6 ;時間到發(fā)出警備10S</p><p>　　ACALL D10S</p><p>　　SETB P3.6</p><p>　　KP11: JB P2.6,KP11 ;等待交換

106、</p><p>　　AJMP KP12 ;去兩隊分數(shù)交換程序 </p><p>　　LK8: ACALL D10MS </p><p>　　JB P2.6,CTCO ;計時暫停處理</p><p>　　CLR P0.0</p>

107、<p>　　LK9: JNB P2.6,LK9 ;等待鍵按下</p><p>　　LK10: JB P2.6,LK10 ;等待鍵放開</p><p>　　SETB P0.0 ;繼續(xù)計時</p><p>　　AJMP CTCO

108、</p><p>　　LP3: DEC 42H ;將秒鐘十位減1 </p><p>　　AJMP NEXT</p><p>　　LP1: DEC 40H ;將分鐘十位減1</p><p>　　AJMP NEXT

109、</p><p>　　LP2: DEC 41H ;將分鐘個位減1</p><p>　　NEXT: MOV TL0,#0B0H ;定時中斷送初值返回</p><p>　　MOV TH0,#3CH</p><p><b>　　RE

110、TI</b></p><p>　　KP12: MOV A,33H ;甲乙兩隊交換分數(shù)</p><p>　　XCH A,36H </p><p>　　MOV 33H,A</p><p>　　MOV A,34H</p><p>　

111、　XCH A,37H</p><p>　　MOV 34H,A</p><p>　　MOV A,35H</p><p>　　XCH A,38H</p><p>　　MOV 35H,A</p><p>　　AJMP mp ;返回顯示交換后的分數(shù)</p

112、><p>　　CXT: JNB P3.5,KP1 ;甲隊+1</p><p>　　JNB P3.4,KP2 ;甲隊-1</p><p>　　JNB P0.2,KP3 ;乙隊+1</p><p>　　JNB P0.1,KP4

113、 ;乙隊-1</p><p><b>　　AJMP KP</b></p><p>　　KP1: ;甲隊+1程序</p><p>　　MOV A,36H</p><p>　　CJNE A,#0AH,KP5</p><p>

114、　　MOV 36H,#00H</p><p>　　INC 37H</p><p>　　MOV A,37H</p><p>　　CJNE A,#0AH,KP5</p><p>　　MOV 37H,#00H</p><p>　　INC 38H</p><p>　　A

115、JMP KP5</p><p>　　KP2: </p><p>　　MOV A,36H ;甲隊-1程序</p><p>　　CJNE A,#00H,AP1</p><p>　　MOV 36H,#09H</p><p>　　DEC 37H</p

116、><p>　　AJMP KP5</p><p>　　AP1: DEC 36H</p><p>　　AJMP KP5</p><p>　　KP3: INC 33H ;乙隊+1程序</p><p>　　MOV A,33H</p

117、><p>　　CJNE A,#0AH,KP5</p><p>　　MOV 33H,#00H</p><p>　　INC 34H</p><p>　　MOV A,34H</p><p>　　CJNE A,#0AH,KP5</p><p>　　MOV A,34H</