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1、编号：_商丘工学院毕业论文（设计） 题目：篮球比赛计时计分的器设计 学 院： 信息与电子工程学院 专 业： 电子信息工程技术 班 级： 11电信1班 学生姓名： 秦 少 鹏 指导教师： 徐 忠 根 成 绩： 2014 年5月目 录摘 要I第一章 前 言11.1 背景知识介绍11.2 设计意义11.3 设计目的1第二章 系统总体方案设计22.1 系统总体方框图22.2 系统基本功能介绍32.2.1 赛程时间设置32.2.2 赛程时间启动暂停设置32.2.3 比分交换控制32.2.4 比分刷新控制42.2.5 计时计分显示42.2.6 赛程结束报警4第三章 硬件电路的设计53.1 系统主要器件53
2、.1.1 单片机53.1.2 七段数码显示器93.1.3 芯片74ls154113.1.4 芯片74ls573113.1.5 芯片 24C02113.2 硬件电路设计123.2.1 振荡电路123.2.2 计时电路123.2.3 计分电路143.2.4 按键电路143.2.5 报警电路15第四章 软件设计164.1 软件设计流程图164.2 软件设计简介174.3 软件设计编程工具介绍17结 论18参考文献19摘 要 篮球比赛计时计分器是为了解决篮球比赛时计分与计时准确的问题。此装置利用单片机AT89S52（AT89C51）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，设计
3、由AT89S52(AT89C51)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，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。 关键词：单片机 ；篮球赛计时 ；篮球赛计分 II 商丘工学院毕业论文（设计） 第一章 前 言 1.1 背景知识介绍 单片机是单片微型计算机的简称,它是在一片半导体芯片上集成微型计算机的基本功能部件，包括CPU、只读存储器ROM、随机存储器RAM以及输入/输出接口电路等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价
4、格便宜、结构简单、控制功能强，为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择1。1.2 设计意义 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。通过此次基于单片机设计的篮球计时计分系统，我们可以更清楚详细的了解单片机程序设计的基本指令功能、编程步骤和技巧来讲述单片机编程，并对MCS-52单片机的结构和原理进行讲述，以及基于单片机开发应用的相关芯片的工作原理，并且可以在将来的工作和学习中加以应用
5、。1.3 设计目的 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AT89S52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，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 5。 通过本次基于S52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
6、和技巧。1第二章 系统总体方案设计2.1 系统总体方框图图2.1 系统总体方框图 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，比分等数据信息进行快速采集记录、加工处理、传递和利用的系统。根据运动项目的不同，比赛规则要求也不同，体育比赛的计时计分系统包括测量类、评分类、命中类、制胜类和得分类等多种类型。 篮球比赛是根据运动队员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的，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与现场成绩处理、现场大屏幕、电视转播车等多种设备
7、相联，以便实现激烈的比赛现场感和表演娱乐等功能目标。现在，根据设计要求，介绍一下设计方案。本系统采用单片机AT89S52作为本设计的核心元件。利用7段共阴LED作为显示器件。在本次设计中，共接入十二个七段共阴LED显示器，其中6个用于记录 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6个LED显示器则用于记录赛程的时间，其中两个用于显示分钟；2个用于显示秒钟；2个用于24秒计时。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
8、整时间和比分，特在本设计中设立了8个按键。其中4个用于输入甲、乙两队的分数；另外4个则用于完成设置、调整、启动和暂停赛程时间等功能 。2.2 系统基本功能介绍 本设计要实现的基本功能有：赛程时间设置，赛程时间启停设置，比分交换控制，比分刷新控制，计时计分显示，赛程结束报警。以下对个功能进行介绍。2.2.1 赛程时间设置 在计时电路中，按键开关K16、K11、K12、K13、K14用来设置赛程时间。比如：比赛时间上半场时间20分钟，则通过按键K16键，然后按K11或K12调节使分钟数码管20；再按K13或K14键，设置比赛时间的秒钟数码管显示“0”即可。一般比赛时间为40分钟，所以只需要按K5键
9、使数码管1显示“4”，按K6使数码管2显示“0”即可。时间设置好后，等待比赛开始。当比赛结束时，如果由于一些特殊原因需要增加比赛时间，这时增加比赛时间同样由按键K16、K11、K12、K13、K14来设置，并且设置方法与上面所述一样。2.2.2 赛程时间启动暂停设置 当时间设置完成后，比如设置赛程时间为45分钟，则在LED显示器上显示为4460，45表示分钟，00表示秒钟。这时，如果裁判吹响开始的哨声时，则应立即按下按键K18，表示赛程开始，计时显示则由4460变成4459，4458一直计时直到计为0000时表示赛程结束。按键K18为赛程启动和暂停控制。2.2.3 比分交换控制 比分交换控制由
10、K15键完成。我们知道，因为比分交换是在上半场赛程结束后进行的，也就是说比分交换要受赛程时间控制，只有当上半场计时器指示为0000时，按K15键，则会自动交换甲、乙两队的比分。2.2.4 比分刷新控制 由于在比赛中，甲、乙两队的比分是不断在变化的，所以需要设置比分刷新控制装置；此部分功能按键开关K11K14来完成的： K11键：完成甲队加1分操作 K12键：完成甲队减1分操作 K13键：完成乙队加1分操作 K14键：完成乙队减1分操作2.2.5 计时计分显示 计时计分显示器是采用七段共阴极LED显示器来显示的。其中计分是用6个LED显示器。计时采用6个LED显示器；显示格式为000 000和0
11、0 00 00。2.2.6 赛程结束报警 当比赛结束时，系统会自动发出10秒钟报警声，提示赛程结束。19第三章 硬件电路的设计3.1 系统主要器件3.1.1 单片机 本课题中用到的芯片就是AT系列中的AT89S52单片机芯片。 AT89S52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 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AT89S52提供了高性价比的解决方案 。AT89C52具有PDIP、PQFP/TQFP及PL
12、CC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。它是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89S52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和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2。如图所示图2-1为AT89S52单片机基本构造，其基本性能介绍如图3.1：图3.1 AT89C52引脚图 AT89S52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，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行
13、通信口，AT89S52 可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和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1。（1） 主要特性 AT89C51的主要特性如表3.1所示： 表3.1 AT89S52主要功能描述兼容MCS51指令系统4k可反复擦写(1000次）Flash ROM32个双向I/O口可编程UARL通道两个16位可编程定时/计数器全静态操作0-24MHz1个串行中断128x8bit内部RAM两个外部中断源共6个中断源可直接驱动LED3级加密位 低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能（2） 管脚说明 VCC：供电电压。 GN
14、D：接地。 P0口：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P1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1。 P1口：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1。 P2口：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1
