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1、毕业设计（论文） 基于单片机的篮球计时计分器系统的设计 姓 名 系 别、 专 业 物电系、电子信息科学与技术 导 师 姓 名、职 称 完 成 时 间 目 录摘 要4Abstract51 概 述61.1研究背景61.2 研究内容及意义61.3 系统设计方案71.3.1设计要求71.3.2 系统构成框图72系统硬件设计82.1系统硬件部分组成82.2器件的选择82.3 硬件电路设计82.3.2时钟电路模块92.3.4显示模块102.3.5 报警模块112. 独立式按键介绍113 系统软件设计123.程序流程图123.计时部分模块流程133.计分部分模块流程143.4 篮球计时计分器的工作过程15结
2、 论19致 谢20参考文献21附 录22摘 要随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测系统日新月益。本毕业设计是以基本篮球规则为依据，可对现实篮球比赛实现实时控制。本设计包括四个模块，分别为显示模块、计时模块、记分模块、报警模块。24秒显示能按键控制24秒计时器，当控球时间超过24秒时，可发出信号。计时器，可按键控制，在每次暂停时自动开动计秒表且在暂停时间，在每节结束或决胜期时间终了可自动用非常响亮的信号通知。记分器可登记比赛开始时场上双方的队员姓名号码，同时记录两队的积累分数，每个队员的投篮次数和得分。关键词：单片机，计分,计时， 报警，显示Abstr
3、actWith the penetration of computers in the social sphere, SCM applications are constantly deepening, while driving detection system at the traditional control crescent benefit.The design is based on the basic rules of basketball graduation as the basis of reality basketball game can achieve real-ti
4、me control. This design consists of four modules, namely the display module, a timing module, scoring module, the alarm module. 24 seconds shown to control buttons 24 seconds timer, when the ball longer than 24 seconds, can be signaled. Timer with button control, at each pause automatically when you
5、 start the stopwatch and the pause time, the end of each section or extra period ending time can be automatically notified with a very loud signal. Points can be registered when the game starts both players name number field, while recording two teams accumulated score of each players shots and scor
6、ing.Keywords: microcontroller, scoring, timing, alarm, display1 概 述1.1研究背景单片机把我们带入了智能化的电子领域，许多繁琐的系统若由单片机进行设计，便能收到电路更简单、功能更齐全的良好效果。若把经典的电子系统当作一个僵死的电子系统，那么智能化的现代电子系统则是一个具有“生命”的电子系统。而随着技术的进步，单片机与串口通信的结合更多地应用到各个电子系统中已成一种趋势。单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点，目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。同时，一个学习与应用单片
7、机的新高潮正在大规模地兴起。1本设计是由一种由AT89S51编程控制LED七段数码管做显示的球赛计时计分系统。本系统具有赛程定时设置、赛程时间暂停、甲、乙双方的比分以及比赛中60秒暂停。它具有价格低廉、性能稳定、操作方便且易携带等特点、广泛适合各类学校和小团体作为赛程计时计分。本设计就是基于单片机设计时计分系统，通过串口通信动态传输数据，使计时计分系统有了更多更完善的功能。单片机系统的硬件结构给予了篮球计分器系统“身躯”，而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”，使其在传统的篮球计时计分器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等特色。1.2 研究内容及意义 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分
8、多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统。篮球比赛的计时计分系统由计时器，计分器等多种电子设备组成，同时，根据目前高水平篮球比赛要求，完善的篮球比赛计时计分系统设备应能够与现场成绩处理，现场大屏幕，电视转播车等多种设备相联，以便实现高比赛现场感，表演娱乐观众等功能目标。由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特的优点，使单片机迅速得到了推广应用，目前已经成为测量控制应用系统中的优选机种和新电子产品的关键部位。世界各大电气厂家，测控技术企业，机电行业，竞相把单片机应用于产品更新，作为实现数
9、字化，智能化的核心部件。篮球计时计分器就是以单片机为核心的计时计分系统，由计时器，计分器，综合控制器等组成。2 篮球计时计分器与日常使用的篮球计时计分牌相比更具有准确、简单操作、内容详细等优点。在单片机计时计分器中不仅弥补了传统篮球计时器与篮球计分牌功能单一的缺点，而且在显示描述上也做了进一步改进。它不仅可以显示篮球场上双方比分，而且可以显示比赛双方的队名，这样让观众更直观的了解比赛信息。在传统的篮球计时计分中，单片机篮球计时计分器增加了报警功能，在篮球比赛进攻24秒时间耗完或者单节比赛结束时，单片机篮球计时计分器都可以运用起本身的报警系统报警产生嗡鸣声，避免了人为计时的误差产生。通过本次基于
10、AT89S51系列篮球计时计分器的设计，可以了解、熟悉有关单片机开发设计的过程，并加深对单片机的理解和应用以及掌握单片机与外围接口的一些方法和技巧，这主要表现在以下一些方面：(1) 篮球赛计时计分系统包含了8051系列单片机的最小应用系统的构成，同时在此基础上扩展了一些使用性强的外围接口。(2) 可以了解到LED显示器的结构、工作原理以及这种显示器的接口实例与具体连接与编程方法。1.3 系统设计方案1.3.1设计要求 本次设计用由AT89S51编程控制LED七段数码管作显示的篮球赛计时计分系统。该系统具有比赛双方队名显示、比赛单节计时、24S报警、比赛计分等功能。它具有价格低廉，性能稳定，操作
11、方便并且易于携带等特点。广泛适合各类学校或者小型团体作为赛程计时计分。1.3.2 系统构成框图篮球计时计分器主要包括单片机控制系统、计时显示模块、计分显示模块、定时报警，按键控制键盘模块。通过这几个模块的协调工作就可以完成相应的计时计分控制和显示功能。这四个模块的相互连接如下图（图1）所示：图1 系统框图本系统采用单片机AT98S51作为本设计的核心元件。利用七段共阴极LED数码管作为显示器件。在此设计中共接入8个七段共阴极LED显示器,其中4个用于计录甲、乙两队的分数,每队2个LED显示器显示范围可达到099分,足够满足赛程要求。另外4个LED显示器则用来计录赛程的时间,其中2个用于显示分钟
12、,2个用于显示秒钟。赛程计时采用倒计时方式。即比赛前将时间设置好,比赛开始时启动计时,直到计时到零为至。计时范围可达099分钟,也完全满足实际赛程的需要。其次，为了配合计时器和计分器校正、调整时间和比分，我们在设计中设立了个按键。其中个用于主、客两队的分数；另外个则用于完成设置、调整、启动和暂停时间等功能。再次,我们还设计了定时报警系统,即比赛时间到时,我们立即通过扬声器发出报警声，提示整个赛程结束。2系统硬件设计2.1系统硬件部分组成系统硬件主要是由单片机AT89S51、计时显示电路、计分显示电路、报警电路和按键开关五个部分组成。2.2器件的选择本系统在设计过程中主要选取了以下一些器件:单
13、片 机: AT89S51。提示音:5V蜂鸣器显示器件: lcd1602按 键: 独立式按键。2.3 硬件电路设计2.3.1单片机AT89S51介绍AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4k BytesISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。AT89S51结构如下图2所示：图2 AT89S51引脚
14、图AT89S51（如图3）具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器.2.3.2时钟电路模块 时钟电路在单片机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟是保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢。为达到振荡周期是12MHZ的要求，这里要采用12MHZ的晶振，另外有两个22P的电容，两晶振引脚分别连到XTAL1和XTAL2振荡脉冲输入引脚。具体连接图如图3所示：图3 时钟电路2.3.3复位电路单片机在开机时或在工作中因干扰而使程序失控，或工作中程序处于某种死循环状态，在这种情况下都需要复位。复位的作用是使中央处理器CPU以及其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态重新开始工作。89S51单片机的复位靠外部电路实现，信号由RESET(RST)引脚输入，高电平有效，在振荡器工作时,只要保持RST引脚高电平两个机器周期，单片机即复位。复位后，PC程序计数器的内容为0000H，其他特殊功能寄存器的复
