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1、大连海事大学装订线毕 业 论 文二一四年六月基于51单片机的室内五人制足球比赛计分计时系统专业班级： 通信工程4班姓 名： 潘 树 明 指导教师： 刘 剑 桥 信息科学技术学院摘 要本设计基于89C51单片机芯片，利用74HC595芯片及数码管，完成了室内5人制足球比赛计分计时系统。STC89C51RC是采用8051核的可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元。本设计中搭建了很多89C51单片机相关电路，包括了利用单片机复位电路，时钟电路等。74HC595芯片能将
2、串行输入的8位数字，转变为并行输出的8位数。利用STC89C51单片机芯片以及74HC595芯片，搭建数码管显示电路以及开关电路，利用三极管搭建了蜂鸣器驱动电路。在测试系统的软件部分，利用了Proteus搭建了系统的仿真电路。论文分别对倒计时程序、按键检测程序、显示程序和系统初始化程序进行了讨论和设计。系统软件采用C51单片机专用语言编写，利用Keil51编译器编译，产生的目的代码的运行速度高，所需存储空间小。利用本系统可以作为一些室内五人制足球比赛的计分计时工作，可以实现比赛时间的倒计时、双方的比分显示以及比分加减、双方犯规数的记录、犯规声音提示以及比赛结束提示等功能，在室内足球运动蓬勃发展
3、的今天，此设计可以作用于一些简单的比赛，更重要的是提供了一个利用单片机去实现足球比赛计分计时的思路。关键词：室内足球比赛；单片机89C51；74HC595；数码管ABSTRACTThe design is based on 89C51 chip, use 74HC595 chip and segment displays, completed the futsul game scoring timing system.STC89C51RC is the use of the 8051 nuclear programmable chips, its maximum operating frequ
4、ency is 80MHz clock. It can be repeated with 8K Bytes of Flash erasable read-1000 program memory and it integrates a universal eight central processor and ISP Flash memory cell. This design has a lot 89C51 microcontroller associated circuitry, including the use of single-chip reset circuit, clock ci
5、rcuit and so on.With 74HC595, 8 digits of the serial input can become 8-bit parallel digital output. Using STC89C51 microcontroller chip and chip 74HC595 builds a LED display circuit and switching circuit. Using the Transistor builds a circuit to drive the buzzer.In the part of the system software,
6、Using the Proteus builds the system Simulation circuit. The article discuss and design the countdown program, detection of key program, display program and initialize the system program. The design writes system software with C51 MCU specific language and uses Keil51compiler to compile. The purpose
7、of the code is running high speed, but small storage space.The system can be used for the futsal game.It can countdown the game time, display both sides of the score and change, display both sides of the foul and change, foul voice prompts and game end voice prompts. Now, the futsal game develops fa
8、st and become more and more important, the design can use in some simple game, but more importantly, it provides the idea that using SCM achieve the system for the futsal game.Keywords： Futsal Game；SCM 89C51；74HC595；Segment Displays目 录第1章 绪论11.1 基于微处理芯片的智能仪器的发展现状11.2 室内五人制足球比赛及发展现状21.3 室内五人制足球比赛计分计时
9、系统概述2第2章 设计原理32.1 STC89C51单片机32.1.1 主要功能、性能参数32.1.2 单片机系统的相关电路62.2 显示模块82.2.1 四位数码管概述92.2.2 原理图及引脚图92.2.3 数码管的译码方式112.2.4 数码管与单片机接口设计112.3 74HC595122.4 蜂鸣器原理132.4.1 分类132.4.2 驱动方式142.4.3 驱动电路14第3章 系统软件部分设计163.1 Proteus 软件仿真163.2 室内五人制足球比赛计分计时系统的主程序173.2.1 初始化程序183.2.2 倒计时程序193.2.3 按键检测程序203.2.4 显示子程
10、序25第4章 系统运行及测试结果分析284.1 keil程序调试及Proteus仿真284.2 实物完成及实物调试294.2.1 电路板实物测试结果294.2.2数码管闪烁的解决方案304.2.2数码管不亮的解决方案304.2.3蜂鸣器不响的解决方案304.3 实物展示及按键测试31第5章 全文总结及展望345.1 工作总结345.2 展望34参 考 文 献35致 谢36基于51单片机的室内五人制足球比赛计分计时系统第1章 绪论1.1 基于微处理芯片的智能仪器的发展现状随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成度越来越高，已经可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器、计数器、并行和串行
11、接口和A/D转换器等。它是微电子技术与计算机技术的结晶，现已成为集成电路大家族中的重要成员1。尽管单片机是从1982年才开始在我国应用的，但它一经上市便显示出强大的生命力，以其独特的优点迅速占领市场并获得广泛应用。这种超大规模集成电路芯片称为“单片微处理器”，也叫单片机。单片机的出现，对于科学技术的各个领域都产生了巨大影响，同样引起仪器仪表结构的根本性变革。以单片机为主体取代传统仪器仪表的常规电子线路，可以很容易地将计算机技术与测量控制技术有机的结合在一起，组成新一代的“智能仪器”2。单片机最大特点是单片化3，体积大大减小、功耗和成本低、可靠性高、易扩展、控制功能强、易于开发。这决定了它在智能
12、仪器的设计中很长时期还会获得形式多样、特点不同的广泛应用。它不仅用于智能仪器、电气设备、数据采集、自动控制及国防工业等技术领域，而且进入亿万家庭。各种普通家用电器中单片机的数量与日俱增。单片机的典型代表是Intel公司在20世纪80年代初研制出来的MCS-51系列单片机3。发型之后在全国迅速得到广泛应用，但Intel公司已集中精力在CPU的生产上，并逐渐放弃了单片机的生产。ATMEL公司是美国20世纪80年代中期成立并发展起来的半导体公司。技术优势在于Flash存储器，公司将Flash与Intel公司的80C51核相结合，形成了Flash单片机AT89系列。由于其具有80C51的原有功能，内部
13、还含有大容量的Flash存储器，又增加了新功能，因此在电子产品开发及智能化仪器仪表中有着广泛的应用，成为目前取代MCS-51系列单片机的主流芯片之一。本论文所研究的系统中便使用的AT89系列的芯片3。1.2 室内五人制足球比赛及发展现状五人制足球是足球的一个变种。在五人制足球比赛中，每支球队只有5名队员上场比赛而不是11名。五人制足球比赛的方法具有很高的锻炼价值，同时其趣味性、灵活性的特点也能丰富业余文化生活、陶冶情操，五人制足球主要反映运动员所掌握，运用技术复杂，多姿多彩，战术多样，变幻莫测，攻守变换快，比赛起伏跌宕，精彩纷呈，胜负难以预料，经常出现戏剧性变化，这正是五人足球运动的魅力所在。
14、五人制足球与普通足球的其他不同包括五人制通常在室内比赛，比赛场地较小，使用较小的球门以及较小尺寸的足球，以及缩短了的比赛时间。总结起来，室内五人制足球比赛主要有三个不同之处：1.五人制足球比赛的时间为20分钟。2.五人制足球比赛中，足球出界需要停止时间表。3.五人制足球比赛需要累计两队各自的犯规总数，当半场满5次犯规时，有点球惩罚。五人制足球出现在上世纪五六十年代的南美洲，自诞生之日起，五人制足球一直广受欢迎。1989年国际足联开始正式把五人制足球纳入管理范围之内，成为其主管团体。为了使五人制足球）更利于发挥运动员的能力，并且提高其比赛的观赏性， 国际足联制定了一整套针对五人制足球运动的新规则
15、。在国际足联与其成员的共同的努力下，五人制足球的相关知识和资源在越来越多的国家得到了传播。五人制足球与11人制足球一样有自己的世界杯和洲际杯，而且五人制足球将于2016年进入巴西奥运会，成为奥运会正式比赛项目。室内五人制足球比赛的发展越来越趋于普遍化、大众化，很需要一个准确的有计分计时功能的设备，去帮助裁判更方便、更准确、更公平的判决比赛，从而有了本次的设计。1.3 室内五人制足球比赛计分计时系统概述基于室内五人制足球比赛的比赛规则，本设计使用了51单片机芯片STC89C51、显示数码管、74HC595芯片、蜂鸣器、开关以及若干电阻电容等完成了室内五人制足球比赛计分计时系统。该计分计时系统有如下的功能：1.该系统有20分钟倒计时功能，随时可以暂停倒计时。2.该系统有记录双方比分以及各队总犯规次数的功能，在计数跟暂停的时候都可以记录比分跟犯规。3.该系统在倒计时结束有声音提示，可以随时发出提示声音。4.该系统有复位功能，可以循环使用。第2章 设计原理2.1 STC89C51单片机STC系列单片机4是美国
