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1、学院 课 程 设 计 课程名称课程名称 单片机原理与应用单片机原理与应用 课题名称课题名称 比赛计分器设计比赛计分器设计 专专 业业 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 班班 级级 电气工程电气工程 学学 号号 姓姓 名名 指导教师指导教师 年年 月月 日日 湖南工程学院 课 程 设 计 任 务 书 课程名称 单片机原理与应用 课 题 比赛计分器设计 专业班级 电气工程 07 学生姓名 学 号 指导老师 审 批 任务书下达日期 2010 年 7 月 5 日 任务完成日期 2010 年 7 月 16 日 设设计计内内容容与与设设计计要要求求 设计设计内容：内容： 设计一个甲，乙两队用的比赛计分
2、器，要求实现以下功能： 1、给甲，乙两队分别设置 1 个加分按钮，按一下能分别实现加一分。 2、给甲，乙两队分别设置 1 个减分按钮，按一下能分别实现减一分。 3、设置一个清零按钮，按一下能实现清零 4、设置预置分按钮。 5、设置一个加减一分、两分和三分的切换按钮。 设计设计要求：要求： 1、设计方案要合理、正确； 2、系统硬件设计及焊接制作； 3、系统软件设计及调试； 4、系统联调； 5、写出设计报告。 主主 要要 设设 计计 条条 件件 1 1、MCS-51 单片机实验操作台 1 台； 2 2、PC 机及单片机调试软件； 3 3、单片机应用系统板 1 套； 4 4、制作工具 1 套； 5
3、5、系统设计所需的元器件。 说 明 书 格 式 1.封面 2.课程设计任务书 3.目录 4.系统总体方案设计 5.系统硬件设计 6.软件设计（包括流程图） 7.系统的安装调试说明 8、 总结 9、参考文献 10、附录（源程序清单及硬件原理图等） ； 11、课程设计成绩评分表。 进 度 安 排 设计时间为两周设计时间为两周 第一周 星期一、上午：布置课题任务，讲课及课题介绍 下午：借阅有关资料，总体方案讨论 星期二、确定总体设计方案 星期三、硬件模块方案设计 星期四、软件模块方案设计 星期五、设计及调试 第二周 星期一、设计及调试 星期二、设计及调试 星期三、总调 星期四、写说明书 星期五、上午
4、：写说明书，整理资料 下午：交设计资料，答辩 参 考 文 献 1、 微型计算机原理及应用许立梓编 机械工业出版社 2002 2、 微型计算机接口技术及应用刘乐善编 华中理工大学出版社 2000 3、 计算机硬件技术基础试验教程邹逢兴编 高等教育出版社 2000 4、 16 位微型计算机原理接口及其应用周佩玲编 中国科学技术大学出版 社 2000 5、 微型计算机原理与接口技术吴秀清编 中国科学技术出版社 2001 6、 微型计算机接口技术邓亚平编 清华大学出版社 2001 7、 单片机原理及及应用王迎旭编 机械工业出版社 2001 8、 单片机应用程序设计技术 周航慈 著 北京航空航天大学出版
5、社 2002 9、 单片机实用技术问答 谢宜仁 主编 人民邮电出版社 2002 目录目录 第 1 章 系统总体方案设计1 1.1 概述1 1.2 系统框图2 第 2 章 系统硬件设计3 2.1 按钮设置3 2.2 分值切换显示功能4 2.3 数码管驱动的选择4 2.4 发光二极管显示器5 第 3 章 软件设计7 3.1 系统流程图7 3.2 显示子程序8 3.3 延时子程序8 第 4 章 系统的安装调试说 明10 4.1 软件调试10 4.2.2 软硬联调11 第 5 章 总结12 第 6 章 参考文献13 附录 A 源程序清单14 附录 B 系统原理图18 第第 1 1 章章系统总体方案设计
6、系统总体方案设计 1.1.1.1.概述概述 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把 一个计算机系统集成到一个芯片上。 单片机自 20 世纪 70 年代问世以来，以极其高的性价比受到人们的重视和 关注，所以应用很广，发展很快。单片机的优点是体积小、重量轻、抗干 扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为 容易。例如，80C51 系列单片机已有十多年的生命期，如今仍保持着上升 的趋势，就充分证明了这一点。单片机以其一系列优点，近几年得到迅猛 发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统，数据采集系统、智能化仪 器仪表，及通讯设备、日常消费类产品、玩具等。并
7、且已经深入到工业生 产的各个环节以及人民生活的各层次中，如车间流水线控制、自动化系统 等、智能型家用电器等。而美国 ATMEL 公司开发生产了新型的 8 位单片机 AT89 系列单片机。他不但具有一般 MCS-51 单片机的所有特性，而且 还拥有一些独特的优点，此次设计中所用到的 AT89C51 就是其中典型的代 表。 本设计是基于 AT89S51 单片机的篮球计分器，利用 7 段共阴 LED 作为 显示器件。在此设计中共接入了 1 个八位一体 7 段共阴 LED 显示器，每队 显示器显示范围可达到 0255 分。 系统功能简介 本设计内容为比赛计分器，主要用于各种体育比赛记录分数。采用独 立
8、式键盘作为输入，用户可分别对两队比分进行加 1、加 2、加 3 和减 1 减 2、减 3 操作，其加减 1，2，3 分可以通过加减 1 分、2 分和 3 分的切 换按钮实现，并通过指示灯显示其每次按下加减分键所加减的分值。通过 加减分键和分值切换键配合使用可以较方便实现预置分。比分通过 1 个八 位一体 7 段共阴 LED 显示器显示，每队比分显示三位数。 1.2.系统框图 AT89C51 单片机 比分复位独立式键盘比分显示系统分值切换显示 第 2 章 系统硬件设计 2.1.按钮设置 图 2-1 按钮功能图 独立键盘通过 P1 口输入键值，其中 1/2/3 分切换由发光二极管指示， 见图 1-
9、2。通过加减分键和分值切换键配合使用可以较方便实现甲乙两队 的初始分数。按下清零后，显示的分数清零。 S1甲加1 S2甲减1 S3乙加1 S4乙减1 S51/2/3/分切换 S6分数清零 比比分分纪纪录录控控制制键键 2.2.分值切换显示功能 图 2-2 分值切换显示功能图 2.3.数码管驱动的选择 图 2-3 74LS243 74LS245 是我们常用的芯片，用来驱动 LED 或者其他的设备，它是 8 路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。 74LS245 还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。 当 8051 单片机的 P0 口总线负载达到或超过 P0 最大负载能力时，必 P2
10、.0 P2.1 P2.2 1分 LED-BIBY 2分 LED-BIBY 3分 LED-BIBY 分分值值切切换换显显示示 须接入 74LS245 等总线驱动器。 当片选端/CE 低电平有效时，DIR=“0” ，信号由 B 向 A 传输；（接 收） DIR=“1” ，信号由 A 向 B 传输；（发送）当/CE 为高电平时，A、B 均为高阻态。 由于 P2 口始终输出地址的高 8 位，接口时 74LS245 的三态控制端/1G 和/2G 接地，P2 口与驱动器输入线对应相连。P0 口与 74LS245 输入端相连, /E 端接地，保证数据现畅通。8051 的/RD 和/PSEN 相与后接 DIR
11、，使得/RD 或/PSEN 有效时，74LS245 输入（P0.IDI） ，其它时间处于输出 （P0.IDI） 。 2.4.发光二极管显示器的结构、工作原理及其接口电路 下图为典型的数码管： 图 2-4 7 段 LED 数码管 如上图，LED 显示器又称为数码管，LED 显示器由 8 个发光二极管组 成。中 7 个长条形的发光管排列成“日”字形，另一个贺点形的发光管在 显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部份英文字母。 LEDD 显示器有两种不同的形式：一种是 8 个发光二极管的阳极都连在一起 的，称之为共阳极 LED 显示器；另一种是 8 个发光二极管的阴极都连在一 起的，称之
12、为共阴极 LED 显示器。 表 2-5 代码对应表 显示字 符 共阴极段码共阳极段码显示字符共阴极段码共阳极段码 03FHC087FH80H 106HF996FH90H 25BHA4A77H88H 34FHB0B7CH83H 466H99HC39HC6 56DH92HD5EHA1H 67DH82HE79H86H 707HF8F71H8EH 动态扫描显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一。其 接口电路是把所有显示器的 8 个笔划段 a-h 同名端连在一起，而每一个显 示器的公共极 COM 是各自独立地受 I/O 线控制。CPU 向字段输出口送出字 形码时，所有显示器接收到相同的字形码，
13、但究竟是那个显示器亮，则取 决于 COM 端，而这一端是由 I/O 控制的，所以我们就可以自行决定何时显 示哪一位了。而所谓动态扫描就是指我们采用分时的方法，轮流控制各个 显示器的 COM 端，使各个显示器轮流点亮。在本课题中采用 P0 口输出段 码，P3 口为位控制输出口。 乙加分 加减分 键释放 去抖动 甲加分 S1 键释放 键释放 键释放 乙减分 S2 切换加减分值， 相应 LED 灯亮 甲乙比 分清零 去抖动 去抖动 第 3 章 软件设计 3.1.系统流程图 表首址送 DPTR，比 分清零，加减分值为 1 调用显示函数 判断哪键按下 S6 S5 N N 开始 初始化 S3 去抖动 S4
14、 3.2.显示子程序流程图 图 3-2 显示子程序流程图 3.3.3.3.延时子程序延时子程序 延时子程序就是通过执行一些没用但又占用时间的指令的集合。这个 子程序可以用于很多延时的地方因为它延时的时间可以通过 R7 进行改变， 所以通用性好，可以将几个延时子程序合为一个，只用在调用前给 R7 赋 位 选 通 取 段 码 送 段 码 调用延时程序 关 段 码 将 8 位二进制比分转 换为十进制数 值，即可根据用户的需要延时，流程图见图 4-4。 第 4 章 系统的安装调试说明 给 R6 放初值 执行三条空指令 返回 R6-1，判断 R6 是 否为 0 R7-1，判断 R7 是 否为 0 图 3-3 延时子程序流程图 4.1.软件调试软件调试 上电时对系统中进行检测是单片机程序中的一个良好设计。在硬件设 计时也应该细细考虑将各个使用到的芯片、接口设计成容易使用软件进行 测试的模式。 很多有经验的单片机设计者都会在系统上电时（特别是第一次上电时） 进行全面的检测，或者更进一步，将系统的运行
