篮球计分器课程设计报告书

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1、.机械与电子工程学院课程设计报告课 程 名 称 单片机原理及接口技术 设 计 题 目篮球计分器的设计所学专业名称自动化班 级 111学 号 011123学 生 姓 名 小微指 导 教 师 王老师2014年5月10日机电学院数字电子技术课程设计任务书设计名称：篮球计分器的设计学生_小微指导王老师起止时间：自2013年5月12日起至2013年5月26日止一、 课程设计目的设计一种基于单片机技术对篮球比赛进行简单计分的篮球计分器。二、课程设计任务:1、能记录整个赛程的比赛时间,并能随时实现暂停。 2、能随时刷新甲、乙两队在整个过程中的比分, 加分有误时可通过按键实现减分调整。 3、中场交换比赛场地时

2、,能自动交换甲、乙两队比分的位置。 4、比赛结束时,能发出报警声。5需要调整比赛时间,可通过按键进行加时和减时的调整。三、基本要求：1、允许采用MCS-51系列或其他类型单片机。2、系统程序采用汇编或C语言编制。3、硬件原理图采用proteus软件绘制。机电学院单片机课程设计指导老师评价表院部机电学院年级专业自动化111学生姓名小微学生学号011123题 目篮 球 计 分 器 的 设 计一、 指导老师评语该课题是基于单片机的篮球计分器设计,采用单片机80C51,4个两位共阳极LED数码管显示时间和甲乙两队比分,同时矩阵键盘实现了加分,减分,比分切换等功能,达到设计目的。报告文字通顺,内容详实,

3、论述充分、完整,立论正确,结构合理；报告字数符合相关要求,课题背景介绍清楚；设计方案合理逻辑性强,具有说服力；图表完备、符合规范要求；能对整个设计过程进行全面的总结,得出有一定价值的实验结果。课程设计总体结构合理,思路清晰,设计方案正确详细,课程设计已达到要求。指导老师签名： 年 月 日 二、 成绩评定指导老师签名： 年 月 日 目录摘要与关键字11.绪论21.1设计背景21.2计任务及要求22.系统总体方案设计32.1方案设计与选择3方案一：3方案二：4方案确立：43.系统硬件设计53.1篮球计分器硬件设计的基本要求5硬件设计基本要求5引脚应用说明5引脚排列图63.2显示电路7显示电路设计7

4、按键设计83.4晶振电路模块83.5复位电路模块93.6报警模块94. 系统程序设计104.1 设计思想104.2 主程序设计105.仿真验证126.结论13参考文献14附录一15附录二16.摘要与关键字摘要：单片机,亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、输入/输出端口I/0等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。本设计是基于AT89S52单片机的篮球计时计分器,利用7段共阴LED作为显示器件。在此设计中共接入了4个2位一体7段共阴LED显示器前者用来记录赛程时间,其中2位用于显示分钟,2位用于5显示秒钟,后者用于记

5、录甲乙队的分数,每队2个LED显示器显示范围可达到099分。赛程计时采用倒计时方式,比赛开始时启动计时,直至计时到零为止。其次,为了配合计时器和计分器校正调整时间和比分,我们特定在本设计中设立了一个4*4的矩阵键盘,用于设置,调整时间,启动,调整分数和暂停等功能。采用单片机控制是这个系统按键操作使用简洁,LED显示,安装方便。主控芯片采用AT89S52单片机,采用C语言进行编程,编程后利用Keil uVision3来进行编译,再生成的HEX文件装入芯片中,采用proteus软件来仿真,检验功能是否能够正常实现。关键词：篮球计时计分系统；七段共阴LED数码管；AT89C511.绪论1.1设计背景

6、体育比赛计时计分系统是对体育比赛过程中所产生的时间,比分等数据进行快速采集记录,加工处理,传递利用的信息系统。根据不同运动项目的不同比赛规则要求,体育比赛的计时计分系统包括测量类,评分类,命中类,制胜类得分类等多种类型。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统。篮球比赛的计时计分系统由计时器,计分器等多种电子设备组成,同时,根据目前高水平篮球比赛要求,完善的篮球比赛计时计分系统设备应能够与现场成绩处理,现场大屏幕,电视转播车等多种设备相联,以便实现高比赛现场感,表演娱乐观众等功能目标。由于单片机的集成度高,功能强,通用性好,特

7、别是它具有体积小,重量轻,能耗低,价格便宜,可靠性高,抗干扰能力强和使用方便等独特的优点,使单片机迅速得到了推广应用,目前已经成为测量控制应用系统中的优选机种和新电子产品的关键部位。世界各大电气厂家,测控技术企业,机电行业,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。篮球计时计分器就是以单片机为核心的计时计分系统,由计时器,计分器,综合控制器和24秒控制器等组成。1.2计任务及要求任务： 设计一个用于赛场的篮球计时计分器。要求：1、能记录整个赛程的比赛时间,并能随时实现暂停。 2、能随时刷新甲、乙两队在整个过程中的比分, 加分有误时可通过按键实现减分调整。 3、中场交换比赛场

8、地时,能自动交换甲、乙两队比分的位置。 4、比赛结束时,能发出报警声。5需要调整比赛时间,可通过按键进行加时和减时的调整。2.系统总体方案设计篮球计时计分器主要包括单片机控制系统、计时显示模块、计分显示模块、定时报警,按键控制键盘模块。通过这几个模块的协调工作就可以完成相应的计时计分控制和显示功能。这四个模块的相互连接如下图1-1所示：图2-1系统总流程图本设计是基于AT89S52单片机的篮球计时计分器,利用7段共阴LED作为显示器件。在此设计中共接入了1个四位一体7段共阴LED显示器,2个两位一体7段共阴LED显示器,前者用来记录赛程时间,其中2位用于显示分钟,2位用于显示秒钟,后者用于记录

9、甲乙队的分数,每队2个LED显示器显示范围可达到099分。赛程计时采用倒计时方式,比赛开始时启动计时,直至计时到零为止。2.1方案设计与选择LED数码管要正常显示,就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码,从而显示出我们要的数字,因此根据LED数码管的驱动方式的不同,可以分为静态式和动态式两类。方案一：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动,或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单,显示亮度高,缺点是占用I/O端口多,如驱动5个数码管静态显示则需要58=40根I/O端口来驱动,实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动,

10、增加了硬件电路的复杂性。方案二：LED数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一,动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一起,另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路,位选通由各自独立的I/O线控制,当单片机输出字形码时,单片机对位选通COM端电路的控制,所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开,该位就显示出字形,没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端,就使各个数码管轮流受控显示,这就是动态驱动。在轮流显示过程中,每位数码管的点亮时间为12ms,由于人的视觉暂留现象及发光二的余辉效应,尽管实际上各位

11、数码管并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,给人的印象就是一组稳定的显示数据,不会有闪烁感,动态显示的效果和静态显示是一样的,能够节省大量的I/O端口,而且功耗更低。方案确立：由于数码管动态显示占用I/O口数量少,外部硬件电路简单,故本次试验采用数码管动态显示驱动。3.系统硬件设计3.1篮球计分器硬件设计的基本要求系统硬件主要是由单片机AT89C51、计时显示电路、计分显示电路、报警电路和4*4的矩阵键盘五个部分组成。3.1.1硬件设计基本要求单 片 机: AT89C51,显示器件: 七段共阴LED显示器,按 键: 矩阵式按键。3.1.2引脚应用说明AT89C51管脚说明：VCC40：供电电压

12、,接5V的电压。GND20：接地。P0口3932：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。 P1口18：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。 P

13、2口2127：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入1”后,它

14、们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流ILL这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示： P3口管脚备选功能：P3.0 RXD串行输入口 P3.1 TXD串行输出口 P3.2 /INT0外部中断0 P3.3 /INT1外部中断1 P3.4 T0记时器0外部输入 P3.5 T1记时器1外部输入 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP31：当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器0000H-FFFFH,不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源VPP。 XTAL119：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL218：来自反向振荡器的输出。P3.6 /WR外部数据存储器写选通 P3.7 /RD外部数据存储器读选通 P3口同