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1、基于单片机的篮球比赛计分计时器设计基于单片机的篮球比赛计分计时器设计摘摘 要要本系统是采用单片机 AT89C51 作为本设计的核心原件。利用 7 段共阴 LED 作为显示器件。在此设计中共接入了 2 个 7 段共阴 LED 显示器，用于记录得分和比赛时间，显示范围可以达到 0 到 99 分，基本满足赛程需求。计分按照倒计时，每次计时时间为 12 分钟，当时间暂停和开始计时时给出报警。计时是倒计时，采用定时/计数 0 中断，计分采用查询的方式，查询是否有键按下，如若有则跳转到相应的计分子程序进行相应的计分。关键词：关键词：AT89C51；LED 显示；定时计数器 单片机原理及系统课程设计报告1A
2、bstractThis system is designed by single chip microcomputer AT89C51 as the core components. Use 7 with Yin LED as a display device. In the design of the communist party of China access to the two 7 with Yin LED displays, used to record scores and game time, showing the range can reach 0 to 99 points
3、, basic meet schedule requirements. Graded according to the countdown, timing time of 12 minutes every time, when the time to stop and start the time alarm. Timing is the countdown, using the timer/counter interrupt 0, the score with the method of query, the query whether there is a button press, if
4、 there are program to jump to the corresponding gauge molecules score accordingly. Keywords: AT89C51,LED display ,timing counter单片机原理及系统课程设计报告21 引言引言1.1 设计要求设计要求（1）能记录整个赛程的比赛时间；（2）能随时刷新甲、乙两队在整个过程中的比分，输入错误时能够纠正比分；（3）中场交换比赛场地时，能交换甲、乙两队比分的位置。1.2 设计方法设计方法本系统采用单片机 AT89C51 作为本设计的核心元件。利用 7 段共阳 LED 作为显示器件。在
5、此设计中共接入了 8 个 7 段共阳 LED 显示器，其中 4 个用于记录 AB 队的分数，每队 2 个 LED 显示器显示范围可达到 099 分，足够满足赛程需要，另外 4 个 LED 显示器则用来记录赛程时间，其中 2 个用于显示分钟，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，即 12 分钟，比赛开始时启动计时，直至计时到零为止。本设计中设立了 10 个按键，其中 8个用于设置两队的比分，1 个用于交换场地，1 个用于启动和暂停等功能。2 设计方案及原理设计方案及原理2.1 器件选择器件选择系统在设计的过程中主要选取了以下一些器件：单片机：AT89C51 ，显示器件
6、：7 段共阴 LED 显示器，按键 11 个，上拉电阻 2 个，10K 欧电阻 2 个，330PF 电容 2 个，晶振一个。2.2 芯片引脚介绍芯片引脚介绍（1）AT89C51 介绍目前在单片机系统中，应用比较广泛的微处理器芯片主要为 8XC5X 系列单片机。该系列单片机均采用标准 MCS-51 内核，硬件资源相互兼容，品类齐全，功能完善，性能稳定，体积小，价格低廉，货源充足，调试和编程方便，所以应用极为广泛。AT89C51 单片机是一款低功耗，低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含4KB（可经受 1000 次擦写周期）的 FLASH 可编程可反复擦写的只读程序存储器（EPROM） ，
7、器件采用 CMOS 工艺和 ATMEI 公司的高密度、非易失性存储器（NURAM）技术制造，其输出引脚和指令系统都与 MCS-51 兼容。片内的单片机原理及系统课程设计报告3FLASH 存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。因此，AT89C51 是一种功能强，灵活性高且价格合理的单片机，可方便的应用在各个控制领域，它的引脚图如图 1。XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01
8、P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51图 1 AT89C51 引脚图（2）7 段共阴 LED 显示器本设计中采用的是 LED 显示器 7SEG-MPX 系列。LED 显示器由于结构简单，价格便宜，体积小，亮度高，电压低，可靠性高，寿命长，
9、响应速度快，颜色鲜艳，配置灵活，与单片机接口方便而得到广泛应用。LED 显示器是由若干个发光二极管组成显示字段的显示部件，当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔划发光，控制不同组合的二极管导通，就能显示出各种字符。在单片机系统中使用最多的是如图 2 所示的七段数码显示器。图 2 七段共阴极数码管引脚图（4 位）单片机原理及系统课程设计报告4图 2 中左面 8 个引脚分别是 A,B,C,D,E,F,G,DP(小数点)，右面是四个数码管的位选端。例如图中“1”号引脚为低电位（共阴极）时，第一个数字显示 7 段码表示的数字或者字母。3 硬件设计硬件设计3.1 计分电路设计计分电路设计该电路采用查询
10、的方式设计，即当有键按下时给出低电平，再用软件查询的方式检查是否有低电平，如有则显示相应的计分。所以在设计时考虑设计相应的上拉电阻，因为按钮不能直接和单片机的引脚相连。按下相应按键可以达到本系统各个计分功能。各按键及对应功能如下：RESEAT 键：恢复比分和时间；A+1 键：显示 A 队分数加一；A+2 键：显示 A 队分数加二；A+3 键：显示 A 队分数加三；A-1 键：显示 A 队分数减一（防止在计分时按错的情况)；B 队按键功能同上；3.2 换场及暂停计时换场及暂停计时/开始计时电路设计开始计时电路设计通过利用中断的方法来实现换场及暂停计时/开始计时，用两个按键：STOP/START
11、和 CHANGE 分别产生中断来控制开始计时/暂停计时和场地互换功能。同样注意，在设计电路是设计相应的上拉电阻。3.3 计分和时间显示电路设计计分和时间显示电路设计计分和时间显示采用四位七段共阴极数码管（如图 2） ，用单片机的 P0 口用于两个数码管的段选，P2 口低四位用于控制时间显示的位选，P2 口的高四位用以比分显示的位选，由于采用的是共阴极数码管，所以要有电源和上拉电阻。3.4 系统总体设计系统总体设计系统硬件设计根据系统框图，从系统框图中可以知道，该系统中包含了预期设计的几个部分。而核心部分是 AT89C51 单片机，单片机在系统设计程序的控制下，实现预期功能，连线过程中，由于上拉
12、电阻过多，所以选择 RESPACK-7和 RESPACK-8 两个排阻，使整体电路简单美观，本设计中未使用总线。系统原理图如图 7：单片机原理及系统课程设计报告5晶振比赛双方计 分控制双方得分显 示换场及暂停时间显示AT89C51图 3 系统设计框图 4 软件设计软件设计4.1 流程图流程图软件设计的流程图为下面图 4、5 和 6。结束开始两队比分交换当前状态压栈弹栈P3.2=1？ NY图 4 交换场地流程图单片机原理及系统课程设计报告6延时防抖动开始结束有无键按下？循环点亮LED数码管对应队加相 应分将分数转换为十 进制存放查表法查找对应 字符NY开始结束TR0=0显示时间和比分START/
13、STOP是否按下？加减分处理TR0按位取反YNTR0=1?开始计时暂停计时NY图 5 得分显示流程图 图 6 主程序流程4.2 系统仿真系统仿真根据电路连接图连接电路，在 KEIL 环境下编译链接装入 issue7 Professional中，修改预定参数，进行软件仿真，点击软件执行键，最终仿真成功得到图 7 所单片机原理及系统课程设计报告7示的结果：XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12
14、P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51 PROGRAM=F:KeilC51VcngrC51ExamplesHELLOkkkkk.hexX1 CRYSTALC1330PFC2330PFB+12 3 4 5 6 7 8 91RP2 RESPACK-82
15、 3 4 5 6 7 81RP1RESPACK-7R1 10kR2 10kLS1SPEAKERC3150pR31kR41kA+1A+2A+3A-1B-1B+3B+2CHANGESTOP/STARTRESEAT图 7 仿真图5 总结总结这次课程设计对我来说试一次难得的经历，首先让我对所学单片机课程有了全面的熟悉、新的认识和深刻的理解，对于 Proteus 软件有了更熟练的掌握，在设计过程中遇到了不少困难，经过多次的努力和尝试最终成功，当然收获远远大于成功。电路的连接不可放过每个细节，少有疏忽就会出错。对电路的整体布局也相当重要，一个好的布局对于理解和调试过程中的检查错误不可缺少，还能使整个电路美
16、观，便于修改和创新。本次设计当中还有想到的不足之处：设计有许多可新加的扩展功能，例如倒计时为 0 时给与鸣笛提醒，24 秒进攻时间的显示，队员犯规次数的记录与显示等等，由于自己的能力有限，未能在本次设计中实现。在这次的实践与学习当中，尽管区间困难多多，但我还是从中学到了很多的单片机原理及系统课程设计报告8新知识、新技能和解决困难的方法，也最终体验到了经历困难到最终获得成功的那种无以言表喜悦。总之，本次课程设计让我收获颇多，也希望自己能在以后的学习当中能坚持这种不懈努力，迎难而上的精神。参考文献参考文献1 王思明.单片机原理及设计与应用M.北京：科学教育出版社，20122 胡辉.单片机原理与应用M.北京：中国水利水电出版社，20073 戴佳.51 单片机 C 语言应用程序设计实例精讲M.北京：电子工业出版社，2006.4 4 张涵.基于 PROTEUS 的电路及单片机设计与仿真M.北京：电子工业出版社，2012.7单片机原理及系统课程设计报告9附录：程序清单：附录：程序清单：OR
