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1、贵州航天职业技术学院毕业论文论文题目：篮球计时计分器专业领域：电气自动化指导教师：作者姓名：班学号：A093GZ042020168年十月 日摘要本设计是采用AT89C52单片机为核心设计的一个用于赛场的篮球计时计分器。 本设计采用定时器TO中断计时，显示部分分为计时和计分显示两部分，均采用共 阴极LED显示。计时部分计时范围宽，而且可定时设定与小时、分钟调整；计分 部分调整灵活，显示范围宽，足以满足各种规模赛程需要。两个显示模块均采用 动态扫描方式显示。在本设计中P3 口（P3.0P3. 3）是计时计分显示共用的扫描口，P0 口是 计时数据输出口，P2 口是计分数据输出口，计时计分均设有显示缓
2、冲区（40H 43H计分显示缓冲区，30H33H计时显示缓冲区）。本设计共有K1K5六个 按键，K1是甲加分建（按一次加一分），K2是乙加分键（按一次加一分），K3是定 时切换键（定时设置与计时调时切换），K4是分钟调整键（计时与定时分钟调整）, K5是分数位置交换键（交换甲、乙两队比分的位置）。按键与P1 口相接，低电平 输入有效.。报警部分由扬声器组成，当计时时间到时，输出低电平有效，由P1.3 口输出脉冲信号驱动扬声器发出声音。计时定时的原理与定时闹钟相同，为定时 设置定时分钟计数单元，通过比较定时与计时的分计数单元判断比赛是否结束是 否报警，定时与计时共用一个显示缓冲去，通过K3 （定
3、时切换键）进行显示切换, 本设计可通过定时显示的秒位判断定时是否有效，如果秒位显示00说明无效（上 次用过的定时），显示11说明有效（本次定时）。定时时间到，扬声器报警，比赛 结束，按K3键可停止报警（否则一直报警）。关键词：单片机，篮球计时，计分器，数码管，按键，报警器目录第一章、概述11.1单片机简介11.2课程设计的意义21.3任务与要求2第二章、系统总体方案及硬件设计32.1、系统总体方案设计32.2、硬件系统设计32.2.1单片机的选择32.2.2、时钟电路模块42.2.3、复位电路模块52.2.4、按键控制模块62.2.5、数码管显示原理62.2.6、定时报警模块7第三章、软件设计
4、83.1、程序流程图83.2、程序分析9第四章、PROTEUS软件仿真104.1、简介104.2、仿真过程10第五章调试分析13第六章总结14致谢15参考文献16附录1系统原理图17附录2主程序18第一章、概述1.1单片机简介单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能 集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内 存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、 定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图 像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机也被称为微控制器(Microcon
5、troller),是因为它最早被用在工业控 制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通 过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进 复杂的而对体积要求严格的控制设备当中INTEL的Z80是最早按照这种思想设计 出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镰。早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,因为简单 可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了 MCS51系列单片机系 统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求 的提高，开始出现了 16位单片机，但因为性
6、价比不理想并未得到很广泛的应用。 90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机 的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高, 处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过 300MHz,性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美 元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机 上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至
7、可以直接使用专用的 Windows和Linux操作系统。1.2课程设计的意义课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现，提出，分析和解决实际问题，锻 炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学 技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生 活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技 术是十分重要的。1.3任务与要求设计一个单片机系统用于篮球比赛计时计分，满足以下功能要求：(1) 能记录整个赛程的比赛时间，并能修改比赛时间。(2) 能随时刷新甲、乙两队在整个比赛过程中的比分。(3) 中场交换比赛场地时，能交换甲、乙
8、两队比分的位置。(4) 比赛结束时，能发出报警声。第二章、系统总体方案及硬件设计2.1、系统总体方案设计本设计是采用AT89C52单片机为核心设计的一个用于赛场的篮球计时计分器。 本设计采用定时器TO中断计时，显示部分分为计时和计分显示两部分，均采用共 阴极LED显示。单片机P3 口 （P3. 0P3. 5）是计时计分显示共用的扫描口，P0 口是计时数据输出口，P2 口是计分数据输出口。计时部分计时范围宽，而且可定 时设定与小时、分钟调整；计分部分调整灵活，显示范围宽，足以满足各种规模 赛程需要。两个显示模块均采用动态扫描方式显示。2.2、硬件系统设计2. 2.1单片机的选择AT89C52单片
9、机是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机， 片内含4K bytes的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的 高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。具有如下特点: 40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 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.。它集Flash程序存储器，既可在线编程（ISP）也可用传统方法进 行编程及通用8位微处理器于
10、单片芯片中，ATMEL公司的功能强大，低价单片机可 为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。由于AT89C52的上述优点，结合本设计的功能要求和降低成本，故本设计采 用单片机AT89C52。U1XTAL1XTAL2RSTPSEN ALE EAP1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7PO.O/ADO P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13
11、P2.6/A14 P2.7/A15P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1P3.4/T0 P3.5/T1P3.6/WR P3.7/RDAT89C52图2-1 AT89C52管脚图2.2.2、时钟电路模块MCS-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，此放大器的输入和 输出端分别是引脚XTAL1和XTAL2,在XTAL1和XTAL2上外接时钟源即可构成时钟 电路。有内部和外部两种时钟产生方式。本设计采用的是外部方式，原理图如图所示：AT89C52图2-2时钟电路参数选择：Cl、C2对频率有微调作用，当外接晶振时，C1和C2通常选择10 30pF；当外接陶
12、瓷谐振器时，C1和C2的典型值约为40+/T0pF,在设计印刷 电路板时，晶体或陶瓷谐振器和电容应尽可能安装在单片机芯片附近，以减少寄 生电容，保证振荡器稳定和可靠的工作。为提高稳定性，应采用NP0电容。本设 计采用的震荡频率是12MH2.2.3、复位电路模块复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后， 撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以 防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。MCS-5 1单片机通 常采用上电自动复位、按钮电平复位、外部脉冲复位、上电+按钮电平复位、程 序运行监视复位等方式。上电复位设利用电容充电来实现
13、的，即上电瞬间RST/Vpd 端的电位与Vcc相同，随着充电电流的减少，RST/Vpd的电位下降，最后被嵌位在 0V。按钮电平复位是当按下按钮后，电源Vcc通过电阻R施加在单片机复位端 RST/Vpd上，实现单片机复位。本设计采用的是上电+按钮电平复位电路，是上电 自动复位与按钮电平复位电路的组合，当振荡频率选11. 0592MH时。电容C取10uF, R取10K, Rs取1K。电路如下图:XTAL1XTAL2RSTPSEN ALE EAP1.0/T2P1.1/T2EXPI 2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7U1图2-3复位电路D0D1D2D3D4D5D6D7 /A伯/A伯酒/A伯/A
14、 .0/.1/2.3/.4/.5/.6/.7/ aaaacscscsci PPPPPPPPP2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXD P3.2/iNTO P3.3/INTTP3.4/7D3938373635343332212223242526272810-_LL1213M15-16_!z.2.2.4、按键控制模块本设计采用的是用查询方式的，也就是把按键接在P1 口，用程序查询方式查询那个按键按下，执行相应的操作。图如下:图2-4按键控制电路XTAL1XTAL2P0.0/AD0P0.
15、1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.6/A14P2.7/A15P1.3P1.4P3.3/INTTP3.4/T0U1191892930；312 346 78AT89C522.2.5、数码管显示原理数码管实际上是由7个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。我 们分别把他命名为A, B, C, D, E, F, G, H。图2-5数码管显示假设我们要显示一个数字2,那么A、B、G、E、D这5个段的发光管亮就可 以了，C、F、H不亮，同时由于接法为共阳接法，那么为低电平是亮，为高电平是 灭。从高往低排列，P1.7-P1.0写成二进制为01111110,把他转化为16进制则为A2H0我们可以根据硬件的接线把数码管显示数字编制成一个表 格，见下表，以后直接调用就行了。
