《毕业设计论文基于单片机STC89C51RC的可编程定时计数器的设计与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计论文基于单片机STC89C51RC的可编程定时计数器的设计与实现（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于STC89C51RC的可编程定时计数器的设计与实现作者姓名：* 专业班级：* 指导老师：*摘要在当今社会随着物质生活的提高，人们对精神文化的需求也越来越高。比如在各种体育竞技中，人们不仅关注运动员的精湛的竞技水平，也关注竞技比赛的一些辅助设施，比如各种球类比赛中的计时计分器。本文以篮球赛计时计分器为例，介绍了基于STC89C51RC的可编程定时计数器的设计与实现。篮球赛计时计分器是为了解决篮球比赛中时计分与计时准确的问题。此装置利用单片机STC89C51RC完成了计时和计分的功能。本文详细地介绍了系统硬件与软件的设计过程，采用该装置可根据实际情况进行比分修改和时间的准确显示，能够完成开始和
2、暂停等功能，具有倒计时和到时报警功能。该设计具有低功耗，可靠性，安全性以及低成本等特点。此类业余篮球赛的计时计分系统在中小学和大学篮球赛中具有很重要的推广意义。关键词：单片机，LED数码管，篮球赛计时，篮球赛计分 I目 录第1章 前言11.1选题意义11.2 研究现状11.3 论文所做工作2第2章 设计目标及方案32.1 设计目标32.2 设计方案32.2.1系统构成框图32.2.2器件选择5第3章 硬件电路设计63.1 单片机STC89C51RC简介63.1.1 STC89C51RC特性介绍73.1.2 管脚说明83.2 计时电路部分103.2.1.振荡电路103.2.2计时电路原理113.
3、2.3计时电路原理图113.2.4 计时电路的工作原理133.3计分电路部分143.3.1 串行接口工作原理143.3.2比分校正控制电路153.3.3计分电路原理图163.3.4 计分电路的工作原理173.4球赛计时计分器的工作过程193.4.1赛程时间设置193.4.2赛程时间启动 / 暂停设置203.4.3比分交换控制203.4.4比分刷新控制203.4.5计时计分显示213.4.6赛程结束报警213.4.7系统总体电路图21第4章 软件编程及调试244.1开发环境介绍244.1.1汇编语言特点简介244.1.2开发软件介绍254.2 软件设计254.2.1 编程设置及总流程框图254.
4、2.2主要模块说明284.3系统调试294.3.1软件调试294.3.2仿真调试30结论32致 谢34参考文献35III前言1.1选题意义单片机的应用是具有高度现实意义的。单片机极高的可靠性，微型性和智能性（我们只要编写不同的程序后就能够完成不同的控制工作），单片机已成为工业控制领域中普遍采用的智能化控制工具，已经深深地渗入到我们的日常生活当中体育比赛中的计时计分系统是对体育比赛过程中所产生的时间、比分等数据信息进行快速采集、加工处理、传递和利用的系统。此系统能否清晰、稳定、精确的反应体育比赛中的客观数据，直接影响到比赛的公平性和公正性。因此，对球赛计时计分系统的研究具有高度的现实意义。 虽然
5、这种简单的计时计分系统不能达到国际重要比赛的要求，但能使用在一些较小型的赛事，比如中小学篮球比赛甚至大学篮球比赛中。具有很高的推广意义。1.2 研究现状在当今社会随着物质生活的提高，人们对精神文化的需求也越来越高。这同样体现在各种竞技比赛中，人们不仅追求精彩激烈的比赛，同样对比赛辅助设施的要求也越来越高。同时，运动员竞技水平的不断提高，竞赛的激烈程度也不断提高，同样对计时计分系统的精确度和稳定性提出了更高的要求。这也促使计时计分系统设计技术不断提高，能达到的精确度也不断提高。如今，在重大的竞技比赛中，计时计分已出现了由电脑控制的大型计时计分显示系统，其精确度和稳定性能达到很高的水平。但是在一般
6、的基层单位，又特别是在农村的中小学所使用的计时计分器却很简陋。这类业余比赛的计时计分器大都比较的复杂，所用芯片太多，造成整体的价格提高，而且软件设计比较的复杂。导致性价比不是很高，很难得到广泛的推广。我所设计的这个篮球比赛计时器一改他们的缺点，硬件比较的简单，软件也很容易。因此，实用性比较大。1.3 论文所做工作随着单片机在各个领域的广泛应用，许多用单片机做控制的球赛计时计分系统也应运而产生，如用单片机控制LCD液晶显示器计时计分器，用单片机控制LED七段显示器计时计分器等。本次设计用由STC89C51RC编程控制LED七段数码管作显示的球赛计时计分系统。该系统具有赛程定时设置，赛程时间暂停，
7、及时刷新甲、乙双方的成绩以及赛后成绩暂存等功能。它具有价格低廉，性能稳定，操作方便并且易于携带等特点。广泛适合各类学校或者小型团体作为赛程计时计分。通过本次基于C51系列篮球计时计分器的设计，可以了解、熟悉有关单片机开发设计的过程，并加深对单片机的理解和应用以及掌握单片机与外围接口的一些方法和技巧，这主要表现在以下一些方面：(1) 篮球赛计时计分系统包含了8051系列单片机的最小应用系统的构成，同时在此基础上扩展了一些使用性强的外围接口。(2) 可以了解到LED显示器的结构、工作原理以及这种显示器的接口实例与具体连接与编程方法。(3) 怎样利用串行口来扩展显示接口等。25）设计目标及方案2.1
8、 设计目标整个设计主要实现下列目标：（一）采用单片机控制，响应迅速，判别精确；主控台面上有按键控制，可同时对比赛时的分数显示进行加分减分，能显示整个赛程的比赛时间，暂停时间和比赛的节数。（二）在比赛的过程中能够随时刷新各队在整个赛程中的比分，通过按键输入比分，显示在数码管上；按键分别为加1分、减1分键和改变当前记分球队功能键。（三）具有计时功能，能正确设置倒计时时间和比赛的节数，每节总时间倒计时，24S倒计时，倒计时到报警。（四）具有开始、暂停功能。2.2 设计方案2.2.1系统构成框图基于单片机系统的篮球赛计时计分器的系统构成框图如图所视。 图2-1 系统构成图本系统采用单片机STC89C5
9、1RC作为本设计的核心元件。利用七段共阴LED作为显示器件。在本次设计中，共接入十个七段共阴LED显示器，其中6个用于计录甲、乙两队的分数，每队3个LED显示器分数范围可达到0999分，足够满足赛程需要。另外4个LED显示器则用于计录赛程的时间，其中两个用于显示分钟；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，比赛开始时启动计时，直至计时到零为止。根据设计，计时范围可达099分钟，也完全满足赛程的需要。其次，为了配合计时器和计分器校正、调整时间和比分，特定在本设计中设立了7个按键。其中4个用于输入甲、乙两队的分数；另外3个则用于完成设置、调整、启动和暂停赛程时间等功能。2.
10、2.2器件选择本系统在设计的过程中主要选取了以下一些器件：单片机：STC89C51RC显示器件：7段LED显示器按键：欧姆龙按键其他：三极管，二极管，电阻，电容。硬件电路设计系统硬件由以下几个部分组成：（1）单片机 STC89C51RC（2）计时电路（3）计分电路（4）按键开关说明：整个系统只用一片STC89C51RC；电路图是用0rcad画的，采用的是网络标号的形式。将计时电路与计分电路分别介绍，能够更好的更清晰的说明问题。 3.1 单片机STC89C51RC简介本课题中用到的芯片是AT系列中的STC89C51RC单片机芯片。STC89C51RC是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内
11、含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），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MCS-51指令系统，内置功能强大的微型计算机的STC89C51RC提供了高性价比的解决方案。如图所示，图2-1为STC89C51RC单片机基本构造，其基本性能介绍如下：图3-1 STC89C51RC引脚图STC89C51RC本身内含40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中端口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，STC89C51RC可以按照常规方法进行编程，但不可以在线编程。其将通用
12、的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。3.1.1 STC89C51RC特性介绍STC89C51RC的主要特性如下表所示：兼容MCS51指令系统32个可编程I/O线4k字节可编程闪烁存储器可编程UARL通道三个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个外部中断源，共8个中断源2568bit内部RAM2个读写中断口线可直接驱动LED软件设置睡眠和唤醒功能低功耗空闲和掉电模式表3-1 STC89C51RC主要功能描述3.1.2 管脚说明STC89C51RC为40脚双列直插封装的8位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能
13、及管脚排布上与通用的8xc52相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL1（19脚）和XTAL2（18脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40脚）和VSS（20脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0P3 为可编程通用I/O脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0端口（3239脚）被定义为N1功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，
14、13脚定义为IR输入端，10脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12脚、27脚及28脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash 编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指
15、令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。与AT89C51不同之处是，P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX）。Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数
