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1、目 录第一章 绪论 .11.1 基于单片机的比赛计时计分研究背景 .11.2 我国比赛计时计分的发展现状 .1第二章 系统硬件设计 .22.1 系统设计概述 .22.2 AT89S52 主要功能特性 .32.3 系统复位电路 .42.4 晶振电路 .52.5 按键电路 .62.6 显示部分 .6第三章 系统软件设计 .83.1 软件设计 .83.1.1 主程序和流程图 .83.1.2 延时程序 .93.1.3 液晶显示 .93.1.4 按键程序 .103.1.5 中断函数 .10第四章 系统调试 .104.1 硬件调试 .104.2 实物图 .11总结 .12致 谢 .13参考文献 .14摘
2、要 : 本文主要研究的课题就是以单片机为基础来设计一个比赛计时积分器系统。是基于单片机 AT89S52 和 LCD1602 液晶显示屏加上按键模块组成的比赛计时积分器系统，具有设定比赛每节的总时间并实现总时间的倒计时，还有 24 秒倒计时，暂停比赛和对比赛进行积分，交换双方比赛场地的功能，主要采用 C 语言进行编程，因为该程序结构简单，任务明确，易于编写，调试和修改，该设计采用模块化设计的方法，可以设计出功耗低、安全性好高、可靠性高的计时积分器。关键词：单片机，计时器，积分器，LCD1602Abstract: In this paper, the main research topic is
3、based on microprocessor to design agame time integrator system. SCM is the AT89S52 and LCD1602 LCD screenplus button module match time integrator system based on race, has set the total time per day and the total time of 24 seconds countdown, countdown, pause the game and the game is integral, the e
4、xchange of the two sides than the venuefeatures, mainly the use of C language programming, because the program is simple in structure, clear tasks, easy to write, debug and modify, the design uses the modular design method, can design a low power consumption, good safety,high reliability and high ti
5、me integrator.Keyword: singlechip Timer Integrator LCD16021第一章 绪论1.1 基于单片机的比赛计时计分研究背景比赛计时积分系统在体育比赛等行业有着广泛的应用，其系统设计也较为复杂、涉及面较广。一方面，使用电子计时积分设备可以省略比赛中的人工计时积分的工作，方便了一些比赛项目的计时、积分的可操控性；另一方面，随着参与体育比赛的人数增多，也有利于各项体育的选拔，对我国的体育事业做出贡献。在早期的比赛项目中也使用了计时积分系统，但当时的技术水品有限，只能利用模拟器件或者数字电路混合组成，其稳定性和准确度和器件的一些固有属性有关随着单片机的广
6、泛应用，人们将精准时钟输出的单片机用作计时器的核心，研发出各种显示模式下的计时积分系统。同时单片机在此领域的广泛应用，也大大提高了比赛中计时积分的稳定性和准确性。1.2 我国比赛计时计分的发展现状比赛有利于国民锻炼身体健康快乐。最早的比赛计时积分器，在 1892 年 1 月，在美国马萨诸塞州菲尔的基督教青年会训练学校的教室詹姆士发明的。当时的技术使得篮球计时积分器使用了电子类的相关器件，而且添加了一个暂停功能。现在，以单片机为核心；20 世纪 70 年代以来，单片机以极其高的性价比受到人们的重视和关注，应用广泛，发展很快。 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、抗干扰
7、能力强，对环境要求不高、价格便宜、可靠性高、灵活性好、开发较为容易和使用方便等独特的优点。现在世界电子厂家，测控技术企业竞相把单片机应用于产品更新，作为实现数字化，智能化的核心部件。篮球计时积分器就是以单片机为核心的计时积分系统，显示器等组成 。2第二章 系统硬件设计2.1 系统设计概述本设计中，系统采用 ATMEL 公司 AT89S52 单片机为控制核心，由倒计时模块、比分显示模块、人机接口模块等部分组成。其中比赛时间倒计时和 24 秒进攻倒计时分别采用单片机AT89S52 的定时器 0；可实现显示比赛时间、显示 24 秒倒计时、显示比分和显示比赛章节等功能。图 2.11 计时计分器实现框图
8、系统主要功能包括积分和计时两部分，能实现两队比分的加分，减分，计时以及其他多种显示效果。系统控制模块有：显示模块、按键查询模块、中断模块等。具体实现过程：采用液晶显示屏显示比赛时间和比分情况，通过按键实现系统的输入功能，可以对比赛时间进行调整；比赛过程中，对比分进行记录，允许暂停和开始比赛选项，也可以对比赛双方进行加分减分操作，24 秒倒计时操作。 3图2.12系统原理图本系统包括显示模块、按键电路模块、中断处理模块等。显示模块主要是 LCD 液晶屏作为显示部分，显示比赛时两队得分状况和时间倒计时显示状况。按键电路模块主要是起到两队得分加分减分和暂停、复位、修改移位和继续功能，可以很好实现比赛
9、分数的正确显示作用系统中还有复位电路和晶振电路等，整体系统原理图如图 2.12 所示。2.2 AT89S52 主要功能特性（1）同时拥有 3 个 16 位的可编程定时器和计数器中断，方便很多场合应用（2）三级加密程序存储器（3）6 个中断向量源(4)拥有一个可编程全双工 UART 串行通道4(5)32 个可编程 I/O 接口线图2.2 单片机引脚图AT89S52 是 52 系列单片机的一个型号，它是 ATMEL 公司生产的。AT89S52 属于 8 位单片机，拥有 8k 的 Flash 和 256 的 RAM，兼容标准 MCS-52 指令系统，可以使用在比较复杂的控制系统中。该单片机拥有 32
10、 个为 IO 口， 2 个中断口，3 个定时/计数器,一个个全双工串行口，2 个地址口。AT89S52 不仅仅可以按照常规方法通过编程器进行编程和程序的烧录,而且支持在线编程，这为程序设计和系统的设计带来了不少便捷，降低了产品开发的成本，而本系统中所需要的芯片要求并不是太高，所以 AT89S52 芯片能够满足本次设计的需求。2.3 系统复位电路AT89S52 单片机常见的复位方式有：上电复位、按键复位、外部脉冲复位、程序运行监视复位等方式。本设计采用的是上电复位和复位按钮复位并联的复位方式，电路图如图 2.3 所示，是上电复位与复位按钮复位的组合。上电复位利用电阻和电容的串联来实现，上电瞬间复
11、位端口（RST）的电平与 Vcc 相同，随着充电电流的减少， RST 脚的电压下降，最后被钳位在 0 伏，5复位按钮复位时，当复位按键按下后，电源通过电阻施加在单片机复位端（RST）上，从而实现单片机的复位。图 2.3 为复位电路图2.4 晶振 电 路晶振电路的功能是为单片机提供时钟信号。在本次设计中，单片机使用内部时钟振荡方式。需要注意的是，STC12C5A60S2 外围晶振电路对电容的要求小于 47pF 即可，本次设计中选用22pF，晶振选用 12M。晶振电路如图 2.4图 2.4 晶振电路62.5 按键电路按键电路是用来对系统显示的图像,进行切换和选择的开关。按键电路如图 2.5 所示。
12、按键电路工作原理如下：当按键没有按下去时，与按键连接的单片机接口均为高电平；当按键按下去时，单片机该接口端为低电平。在系统工作时，单片机不断扫描按键电路，当检测到相应端口输入为低电平时，就可以检测到按键值。图 2.5 按键电路在设计中按下 p10 为开始，p11 为暂停，如需要重置 24 秒按下 p12，p13 为双方换边按键，也可以给两队进行加分按 p14，p15，可以双方减分按 p16、p17。为了减少电路的干扰，在程序中实现了防抖动的功能。2.6 显示部分采用液晶电路来显示，LCD1602 是字符型液晶，能够同时显示 16 行 2 列即 32 个字符。LCD1602 显示效果直观，硬件连接电路较为简单；使用起来非常方便只需要数据线 8 条，控制线 3 条即可，而且价格低廉。利用 AT89S52 单片机内部的定时器和计数器,配合使用对单片机的软件编程上的时间延时7实现计时方案。该方案中单片机的价格并不高，对于该系统，硬件成本降低了，通过对程序的编译，从而来实现精准的计时。字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式 LCD，本设计采用 16列*2 行的字符型 LCD1602 带背光的液晶显示屏。1602LCD 主要技术参数：显示容量:162 个
