畢業(yè)設(shè)計(jì)基于AT89C51單片機(jī)的籃球記分牌系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 專 業(yè) 班 號(hào) 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 答 辯 日 期 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要單片機(jī)是把主要計(jì)算機(jī)功能部件都集成在一塊芯片上的微型計(jì)算機(jī)。它是一種集計(jì)數(shù)和多接口于一體的微控制器，被廣泛應(yīng)用在智能產(chǎn)品和工業(yè)自動(dòng)化上，而51單片機(jī)是個(gè)單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)籃球比賽記分牌，包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：led數(shù)碼管顯示、按鍵控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及輔助功能的設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)包括：功能選擇、倒計(jì)時(shí)的實(shí)現(xiàn)。本文主要介紹了單片機(jī)實(shí)現(xiàn)籃球記分牌的整個(gè)設(shè)計(jì)流程，采

2、用匯編語言編寫程序。本課題選擇at89c51為核心控制元件，設(shè)計(jì)了日常比賽中用到的籃球記分牌。設(shè)計(jì)同時(shí)引用max7219專用led驅(qū)動(dòng)芯片，解決了多位led數(shù)碼管同時(shí)顯示的問題，硬件結(jié)構(gòu)緊湊，成本低。該單片機(jī)籃球記分牌可適應(yīng)不同籃球規(guī)則，通過按鍵修改每個(gè)設(shè)置。運(yùn)行可靠，具有一定的使用價(jià)值和競爭價(jià)值。關(guān)鍵詞 ： at89c51單片機(jī)、led數(shù)碼管、max7219、匯編、籃球記分目錄摘 要i第1章 緒論1第2章 單片機(jī)21.1單片機(jī)的特點(diǎn)及發(fā)展概況21.2 單片機(jī)的基本組成21.3 單片機(jī)的特點(diǎn)21.4單片機(jī)的應(yīng)用21.5單片機(jī)在籃球記分牌中的應(yīng)用3第3章 硬件設(shè)計(jì)43.1 設(shè)計(jì)題目分析43.1.

3、1面板設(shè)計(jì)：43.1.2按鍵及開關(guān)功能設(shè)定53.1.3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)63.2 硬件電路設(shè)計(jì)12第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)144.1軟件設(shè)計(jì)思路和程序流程圖144.2程序源代碼16結(jié)論17致謝18參考文獻(xiàn)19附錄一 電路原理圖20附錄二 程序源代碼2143第1章 緒論單片機(jī)出現(xiàn)的歷史并不長,它的產(chǎn)生與發(fā)展和微處理器的產(chǎn)生與發(fā)展大體上同步.1970年微型計(jì)算機(jī)研制成功后,隨即在1971年,美國intel公司生產(chǎn)出了4位單片機(jī)4004,它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,功能單一,控制能力較弱,但價(jià)格低廉.1976年intel公司推出了mcs-48系列單片機(jī),它以體積小,功能全,價(jià)格低等特點(diǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用,成為單片機(jī)發(fā)展

4、進(jìn)程中的一個(gè)重要階段,此可謂是第一代單片機(jī).在mcs-48系列單片機(jī)的基礎(chǔ)上,intel公司在20世紀(jì)80年代初推出了第二代單片機(jī)的代表mcs-51系列單片機(jī).這一代單片機(jī)的主要技術(shù)特征是為單片機(jī)配置了完美的外部并行總線和串行通信接口,規(guī)范了特殊功能寄存器的控制模式,以及為增強(qiáng)控制功能而強(qiáng)化布爾處理系統(tǒng)和相關(guān)的指令系統(tǒng),為發(fā)展具有良好兼容性的新一代單片機(jī)奠定了良好的基礎(chǔ).近幾年出現(xiàn)了具有許多新特點(diǎn)的單片機(jī),可稱之為第三代單片機(jī).它以新一代的80c51系列單片機(jī)為代表.同時(shí)16位單片機(jī)也有很大發(fā)展.盡管目前單片機(jī)品種繁多,但其中最為典型的仍當(dāng)屬intel公司的mcs-51系列單片機(jī).它的功能強(qiáng)大

5、,兼容性強(qiáng),軟硬件資料豐富.國內(nèi)也以此系列的單片機(jī)應(yīng)用最為廣泛.直到現(xiàn)在mcs-51仍不失為單片機(jī)中的主流機(jī)型.在今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi),單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中的8位機(jī)主流地位還不會(huì)改變.第2章 單片機(jī)1.1單片機(jī)的特點(diǎn)及發(fā)展概況單片機(jī)是一個(gè)單芯片形態(tài),面向控制對(duì)象的嵌入式應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng).它的出現(xiàn)及發(fā)展使計(jì)算機(jī)技術(shù)從通用型數(shù)值計(jì)算領(lǐng)域進(jìn)入到智能化的控制領(lǐng)域.從此,計(jì)算機(jī)技術(shù)在兩個(gè)重要領(lǐng)域通用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域和嵌入式計(jì)算機(jī)領(lǐng)域都得到了極其重要的發(fā)展,并正在深深地改變著我們的社會(huì)。1.2 單片機(jī)的基本組成單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特征是將組成計(jì)算機(jī)的基本部件集成在一塊晶體芯片上,構(gòu)成一臺(tái)功能獨(dú)特的,完整的單片微型計(jì)算機(jī).1.3

6、 單片機(jī)的特點(diǎn)單片機(jī)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)決定了它具有如下特點(diǎn).(1)高集成度,高可靠性單片機(jī)將各功能部件集成在一塊晶體芯片上,集成度很高,體積自然也是最小的.芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的,內(nèi)部布線很短,其抗工業(yè)噪音性能優(yōu)于一般通用的cpu.單片機(jī)程序指令,常數(shù)及表格等固化在rom中不易破壞,許多信號(hào)通道均在一個(gè)芯片內(nèi),故可靠性高.(2)控制功能強(qiáng)為了滿足對(duì)對(duì)象的控制要求,單片機(jī)的指令系統(tǒng)均有極豐富的條件:分支轉(zhuǎn)移能力,i/o口的邏輯操作及位處理能力,非常適用于專門的控制功能.(3)低電壓,低功耗為了滿足廣泛使用于便攜式系統(tǒng),許多單片機(jī)內(nèi)的工作電壓僅為1.8v3.6v,而工作電流僅為數(shù)百微安.(4)

7、優(yōu)異的性能價(jià)格比單片機(jī)的性能極高.為了提高速度和運(yùn)行效率,單片機(jī)已開始使用risc流水線和dsp等技術(shù).單片機(jī)的尋址能力也已突破64kb的限制,有的已可達(dá)到1mb和16mb,片內(nèi)的rom容量可達(dá)62mb,ram容量則可達(dá)2mb.由于單片機(jī)的廣泛使用,因而銷量極大,各大公司的商業(yè)競爭更使其價(jià)格十分低廉,其性能價(jià)格比極高.1.4單片機(jī)的應(yīng)用由于單片機(jī)功能的飛速發(fā)展,它的應(yīng)用范圍日益廣泛,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了計(jì)算機(jī)科學(xué)的領(lǐng)域.小到玩具,信用卡,大到航天器,機(jī)器人,從實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,過程控制,模糊控制等智能系統(tǒng)到人類的日常生活,到處都離不開單片機(jī).其主要的應(yīng)用領(lǐng)域如下。(1)在測控系統(tǒng)中的應(yīng)用單片機(jī)可以用于構(gòu)成

8、各種工業(yè)控制系統(tǒng),自適應(yīng)控制系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等.例如,工業(yè)上的鍋爐控制,電機(jī)控制,車輛檢測系統(tǒng),水閘自動(dòng)控制,數(shù)控機(jī)床及軍事上的雷達(dá),導(dǎo)彈系統(tǒng)等。(2)在智能化儀器儀表中的應(yīng)用單片機(jī)應(yīng)用于儀器儀表設(shè)備中促使儀器儀表向數(shù)字化,智能化,多功能化和綜合化等方向發(fā)展.單片機(jī)的軟件編程技術(shù)使長期以來測量儀表中的誤差修正,線性化的處理等難題迎刃而解。(3)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用單片機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)合使傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化,控制走向智能化,構(gòu)成新一代的機(jī)電一體化產(chǎn)品.這是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的方向。(4)在智能接口中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng),特別是較大型的工業(yè)測控系統(tǒng)中采用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制管理,單片機(jī)與主機(jī)并行工

9、作,可大大提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度.例如,在大型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,用單片機(jī)對(duì)模/數(shù)轉(zhuǎn)換接口進(jìn)行控制不僅可提高采集速度,還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理.如數(shù)字濾波,誤差修正,線性化處理等.(5)在人類生活中的應(yīng)用單片機(jī)由于其價(jià)格低廉,體積小巧,被廣泛應(yīng)用在人類生活的諸多場合,如洗衣機(jī),電冰箱,空調(diào)器,電飯煲,視聽音響設(shè)備,大屏幕顯示系統(tǒng),電子玩具,信用卡,樓宇防盜系統(tǒng)等.單片機(jī)將使人類的生活更加方便舒適,豐富多彩。1.5單片機(jī)在籃球記分牌中的應(yīng)用由于本次設(shè)計(jì)的簡單籃球記分牌體積小，故要求其控制器體積更小以便能嵌入其結(jié)構(gòu)之中。單片機(jī)以微小的體積和編程的靈活性而產(chǎn)生多種控制功能，完全可以滿足需求。可以適應(yīng)不同規(guī)則下

10、操作。其具體功能及實(shí)現(xiàn)在以下兩章做詳細(xì)介紹。 第3章 硬件設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)題目分析題目：籃球比賽電子記分牌 題目要求：1.顯示球隊(duì)的英文名稱(縮寫)或用led點(diǎn)陣顯示中文名 2.顯示比分用三位數(shù)表示 3.顯示比賽剩余時(shí)間，進(jìn)攻剩余時(shí)間，這些剩余時(shí)間變?yōu)?時(shí)發(fā)出相應(yīng)警報(bào) 4.可用按鍵顯示修改球隊(duì)名稱，及比賽剩余時(shí)間，并設(shè)置暫停鍵。 球隊(duì)名 _ _ _ vs _ _ _ 比分 _ _ _ : _ _ _ 比賽剩余時(shí)間 _ _ : _ _ 第_場 進(jìn)攻剩余時(shí)間 _ _系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 3.1.1面板設(shè)計(jì)： 籃球記分牌的實(shí)現(xiàn)方法有很多，可以分為兩大類：第一類是全部采用硬件實(shí)現(xiàn)；第二類是采用硬件和軟件想結(jié)合

11、的方法實(shí)現(xiàn)。這里采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電子鐘屬于第二種方法。 該設(shè)計(jì)的籃球記分牌基本功能如設(shè)計(jì)題目要求所述用三位英文字母縮寫代表球隊(duì)名，采用max7219專用led驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示，共6位led采用單片機(jī)的動(dòng)態(tài)掃描方式動(dòng)態(tài)顯示比分、比賽倒計(jì)時(shí)、進(jìn)攻倒計(jì)時(shí)、場次，共需要13位led數(shù)碼管通過按鍵修改球隊(duì)名稱，及比賽剩余時(shí)間等，并設(shè)置暫停鍵，實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)全部暫停。按鍵有6個(gè)分別為 start鍵 attack鍵 up鍵 down鍵 setn 鍵 setft鍵和一個(gè)狀態(tài)開關(guān)active 通過蜂鳴器發(fā)出倒計(jì)時(shí)到報(bào)警信號(hào)，節(jié)時(shí)到報(bào)警2秒鐘，竟工倒計(jì)時(shí)到報(bào)警1秒3.1.2按鍵及開關(guān)功能設(shè)定start鍵 比賽開始/

12、暫停attack鍵 進(jìn)攻開始up鍵 加1down鍵 減1setn 鍵 設(shè)置球隊(duì)名、節(jié)時(shí)、節(jié)數(shù)、進(jìn)攻限時(shí)setft鍵 修改比分、修正比賽時(shí)間、修正進(jìn)攻時(shí)間開關(guān)active 比賽前/比賽中狀態(tài)開關(guān) 硬件設(shè)計(jì)框圖： 蜂鳴報(bào)警單片機(jī)鍵盤led顯示圖3-1硬件設(shè)計(jì)框圖3.1.3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)1.器件選型根據(jù)以上列出的主要功能，單片機(jī)可選用atmel公司生產(chǎn)的，與8031完全兼容的at89c51單片機(jī)，該單片機(jī)除了具有8031所有的功能外，該單片機(jī)還帶有4kbde flash的程序存儲(chǔ)器，外部不需要擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，此時(shí)p0、p1、p2、p3可以用做通用i/o口使用。另外，選用該單片機(jī)可以減低系統(tǒng)成本，由于不

13、需要擴(kuò)展外部rom存儲(chǔ)器，系統(tǒng)的數(shù)量減少，使硬件結(jié)構(gòu)更加緊湊，系統(tǒng)性能更好。max7219專用led驅(qū)動(dòng)芯片，是一種高集成化的串行輸入/輸出的共陰極led顯示驅(qū)動(dòng)器。每片可驅(qū)動(dòng)8位7段加小數(shù)點(diǎn)的共陰極數(shù)碼管，可以數(shù)片級(jí)聯(lián)，而與微處理器的連接只需3根線。max7219內(nèi)部設(shè)有掃描電路，除了更新顯示數(shù)據(jù)時(shí)從單片機(jī)接收數(shù)據(jù)外，平時(shí)獨(dú)立工作，極大地節(jié)省了mcu有限的運(yùn)行時(shí)間和程序資源。由于一個(gè)按鍵要實(shí)現(xiàn)多種狀態(tài)轉(zhuǎn)換所以，按鍵采用獨(dú)立式鍵盤結(jié)構(gòu)。報(bào)警電路采用單音頻報(bào)警綜合其優(yōu)缺點(diǎn)，led顯示采用動(dòng)靜結(jié)合方式。2.max7219芯片簡介max7219芯片上包括bcd譯碼器、多位掃描電路、段驅(qū)動(dòng)器、位驅(qū)動(dòng)器

14、和用于存放每個(gè)數(shù)據(jù)位的88靜態(tài)ram以及數(shù)個(gè)工作寄存器。通過指令設(shè)置這些工作寄存器，可以使max7219進(jìn)入不同的工作狀態(tài)。a.管腳說明 圖3-2是max7219的管腳分布圖。其中：(1)din為串行數(shù)據(jù)輸入端。當(dāng)clk為上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被載入16 b內(nèi)部移位寄存器。(2)clk為串行時(shí)鐘輸入端。其最大工作頻率可達(dá)10 mhz。(3)load為片選端，當(dāng)load為低電平時(shí)，芯片接收來自din的數(shù)據(jù)，load回到高電平時(shí)，接收的數(shù)據(jù)將被鎖定。圖3-2 max7219管腳分布圖 圖3-3反映了din，clk和load的工作時(shí)序。(4)dig0dig7為吸收顯示器共陰極電流的位驅(qū)動(dòng)線。其最大值可達(dá)50

15、0 ma，關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，輸出vcc。(5)segasegg，dp為驅(qū)動(dòng)顯示器7段及小數(shù)點(diǎn)的輸出電流，一般為40 ma左右，可軟件調(diào)整，關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，接入gnd。(6)dout為串行數(shù)據(jù)輸出端，通常直接接入下一片max7219的din端。 圖3-3din，clk和load的工作時(shí)序b.操作指令max7219有5個(gè)工作狀態(tài)寄存器，分別是譯碼方式選擇、亮度調(diào)節(jié)、掃描位數(shù)設(shè)定、待機(jī)開關(guān)、顯示器檢測。除空指令外，7219的所有操作指令都是2個(gè)字節(jié)，前一個(gè)是操作代碼，后一個(gè)是操作數(shù)。下面用十六進(jìn)制數(shù)對(duì)控制命令加以說明。c.譯碼方式選擇操作代碼為“09h”，操作數(shù)為“0”或“0ffh”。選中“0”則不使用bcd

16、譯碼器，在顯示數(shù)字或符號(hào)時(shí)，按每段點(diǎn)亮與否編排傳送碼。而選中“0ffh”時(shí)，則按8421標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制編碼來代表相應(yīng)的顯示數(shù)字，如表1所示。需要說明的是，無論譯碼與否，表1中操作數(shù)的最高位d7均為小數(shù)點(diǎn)，“1”為亮，“0”為滅，所以表1中所列是小數(shù)點(diǎn)不亮?xí)r的操作數(shù)。圖3-4譯碼與不譯碼的比較d.亮度調(diào)節(jié)操作代碼為“0ah”，操作數(shù)如圖3-5所示。圖3-5亮度調(diào)節(jié)操作數(shù)這個(gè)指令可以用來調(diào)節(jié)顯示器的亮度，改變其操作數(shù)可以改變max7219內(nèi)部掃描脈沖的寬度，從而使電流的平均值有所變化，這個(gè)電流平均值可以從最小的1/32至最大的31/32之間進(jìn)行16級(jí)調(diào)節(jié)。max7219還提供了一種硬件調(diào)整顯示器亮度的

17、方式，即通過第18管腳的iset和vcc之間跨接的一個(gè)電阻來調(diào)節(jié)其亮度，段驅(qū)動(dòng)平均電流大約為流過此電阻電流的100倍，實(shí)際應(yīng)用中常用十幾k的電阻直接接入即可。e. 掃描位數(shù)設(shè)定操作代碼為“0bh”，操作數(shù)如圖3-6所示。圖3-6掃描位數(shù)設(shè)定操作數(shù)如果所用的顯示器少于8位，則應(yīng)通過這條指令設(shè)置相應(yīng)的位數(shù)。因?yàn)樵O(shè)置的位數(shù)如果比實(shí)際使用的位數(shù)大，就會(huì)形成“虛位”，而一旦對(duì)“虛位”進(jìn)行操作，將會(huì)引起整個(gè)顯示器的混亂，這是需要加以注意的。另外，掃描位數(shù)的設(shè)置，會(huì)影響到掃描頻率的變化，相應(yīng)地，顯示器亮度也會(huì)隨著變化，所以應(yīng)先確定掃描位數(shù)，再設(shè)置顯示器亮度。f.待機(jī)開關(guān) 操作代碼為“0ch”，操作數(shù)為“0”

18、或“1”。 操作數(shù)為“0”，則顯示器不工作(滅燈)，反之，顯示器正常工作。待機(jī)狀態(tài)下，7219的工作電流僅為150a。g.顯示器檢測 操作代碼為“0fh”，操作數(shù)為“0”或“1”。 選擇操作數(shù)為“1”時(shí)，可點(diǎn)亮整個(gè)顯示器，通常用來檢查數(shù)碼管及連接電路是否存在故障。檢測時(shí)，不會(huì)改變各位原有的顯示數(shù)據(jù)，即檢測完畢后，再送入不檢測指令“0”，又可恢復(fù)顯示原數(shù)據(jù)。h. 位操作指令位操作指令就是對(duì)8個(gè)數(shù)碼管顯示內(nèi)容的操作，也是2個(gè)字節(jié)，第1個(gè)字節(jié)是位的代碼，如圖3-7所示，第2個(gè)字節(jié)則根據(jù)譯碼方式的選擇，來使用表1中的編碼。圖3-7 位的代碼需要說明的是，上述所有指令的輸入，不分先后(但每個(gè)指令2個(gè)字節(jié)

19、的秩序不能顛倒)。通常，前5條指令一般在上電初始化程序中加以設(shè)置，而在工作程序中，僅使用位操作指令即可。另外，max7219上電時(shí)，譯碼方式、亮度調(diào)節(jié)、掃描位數(shù)、待機(jī)開關(guān)、顯示檢測等5個(gè)控制寄存器全部歸零。i.與單片機(jī)的連接max7219與51單片機(jī)的連接形式有2種，一種是將max7219的3個(gè)輸入端din，clk和load與1951單片機(jī)的任意3個(gè)端口連接；一種則是直接與51單片機(jī)的串行接口相連。以下分別介紹這2種方式。 j.與單片機(jī)任意3個(gè)端口連接的方式 假定按圖3所示方法連接。 max7219每次接收2個(gè)字節(jié)，高位在先，其指令可編寫為： *以下是max7219與單片機(jī)串行接口及max72

20、19之間多片聯(lián)級(jí)知識(shí)，在此只作粗略介紹* * * * *k.用單片機(jī)的串行接口如果將max7219的din接入單片機(jī)的rxd，clk接入txd，load選任一口線，則可通過單片機(jī)串行口對(duì)max7219像對(duì)其他設(shè)備一樣按模式0進(jìn)行發(fā)送操作。但由于串行口數(shù)據(jù)緩沖寄存器sbuf為右移發(fā)送，所以max7219的所有命令和操作數(shù)與第一種方式相比均應(yīng)反轉(zhuǎn)，見表59。注意表6中操作數(shù)的最低位d0為小數(shù)點(diǎn)。l.max7219的多片級(jí)聯(lián)max7219可以多片級(jí)聯(lián)，只需將上一片的dout連接下一片的din即可，clk和load線全部公用，連在一起。在多片級(jí)聯(lián)時(shí)，對(duì)max7219的操作指令要注意load信號(hào)的起止點(diǎn)

21、，操作開始時(shí)，load下降為低電平，按照每片max7219兩個(gè)字節(jié)，如果有n片，則發(fā)送2n個(gè)字節(jié)后，load上升為高電平。還需注意的是，先發(fā)送的指令將到達(dá)級(jí)聯(lián)的最后一片。還有一條專為max7219多片級(jí)聯(lián)設(shè)置的一條空操作指令，操作代碼為“00h”。當(dāng)不希望對(duì)級(jí)聯(lián)中的某片或某幾片max7219進(jìn)行操作時(shí)，就可以用空操作指令跳過這片或這幾片。例如，如果4個(gè)7219串聯(lián)，為了寫入第4個(gè)芯片，要在3個(gè)空操作指令碼后發(fā)送2個(gè)字節(jié)的指令，當(dāng)load升為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)被鎖存到所有設(shè)備，前3個(gè)芯片收到的是空操作命令，而第4個(gè)收到預(yù)期的數(shù)據(jù)。在本次設(shè)計(jì)中采用max7219專用led驅(qū)動(dòng)芯片，有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：首先

22、，max7219每片可以驅(qū)動(dòng)8位led數(shù)碼管，可以多片級(jí)聯(lián)，在本次設(shè)計(jì)中用到6位led顯示，不需要級(jí)聯(lián)。第二，max7219 與單片機(jī)相連只需要3個(gè)口線，而采用mc14495則需要8個(gè)口線，這樣就大大節(jié)省了口線資源；第三，max7219內(nèi)部設(shè)有掃描電路，除了更新顯示數(shù)據(jù)時(shí)從單片機(jī)接收數(shù)據(jù)外，平時(shí)獨(dú)立工作，極大地節(jié)省了mcu有限的運(yùn)行時(shí)間和程序資源。綜上所述，結(jié)合了單片機(jī)的動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示的優(yōu)缺，達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，最終選擇max7219做靜態(tài)顯示球隊(duì)名稱，單片機(jī)動(dòng)態(tài)掃描13位led顯示比分、時(shí)間等3.2 硬件電路設(shè)計(jì)電路圖見附錄一在該電路中，無需進(jìn)行存儲(chǔ)器和i/o口的擴(kuò)展，p0-p3口都可以作通用

23、i/o口來實(shí)現(xiàn)其他功能。p1.2p1.7口作獨(dú)立式鍵盤的輸入口線，由于p1口內(nèi)部沒有上拉電阻，所以在p1口外部需要外接上拉電阻。獨(dú)立式鍵盤采用一鍵多功能方式，與矩陣鍵盤相比，按鍵設(shè)置要少。矩陣鍵盤適用于按鍵較多、功能單一的情況。一鍵多功能，可以減少鍵的使用，相比在該設(shè)計(jì)情況下，用獨(dú)立式鍵盤更好。蜂鳴器由ttl 系列集成電路7406驅(qū)動(dòng)，通過單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能單片機(jī)1.0引腳輸出高電平時(shí)，7406輸出低電平驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲，p1.0輸出低電平時(shí)蜂鳴器停止發(fā)聲。p0.0p0.2口與max7219的數(shù)據(jù)端口連接，p0.0和p0.1、p0.2分別max7219模塊din、load、clk 端口相連，

24、實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與max7219模塊的數(shù)據(jù)傳輸與控制。p3口作為led（共陰極）七段碼輸出端口，外加ttl7407驅(qū)動(dòng)，數(shù)碼管一般點(diǎn)亮電流為10ma左右，電流過大會(huì)損壞，電流太小數(shù)碼管太暗，看不清晰。綜合電流及驅(qū)動(dòng)等因素考慮，選擇7407后電阻選擇1k。 顯示子程序分為動(dòng)態(tài)顯示子程序和靜態(tài)顯示子程序，動(dòng)態(tài)顯示與靜態(tài)顯示比較各有優(yōu)缺。 靜態(tài)顯示的亮度高，占用cpu的時(shí)間短，但它的成本高。為了簡化硬件電路，降低成本，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中采用動(dòng)態(tài)掃描的方法，解決多位led顯示問題。動(dòng)態(tài)掃描顯示的硬件接口簡單，只需一個(gè)公共的七段碼輸出口（字形口）一個(gè)選擇顯示位的數(shù)位選擇口（字位口），顯示時(shí)，從左到右輪流點(diǎn)亮每

25、位顯示器，只要保證掃描周期不超過一定的限度（一般在20ms以下）由于視覺的暫留，則可達(dá)到“同時(shí)”顯示各位不同的數(shù)字或字符的目的。動(dòng)態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是成本低，接口電路簡單，但它要求cpu繁地為顯示服務(wù)?？紤]到成本和cpu負(fù)擔(dān)，初期采用8155擴(kuò)展芯片，完全用動(dòng)態(tài)顯示的方案不可取，采用motorola公司生產(chǎn)的mc14495芯片結(jié)合動(dòng)態(tài)顯示接口資源不夠用需要擴(kuò)展，暫時(shí)取消。最后引進(jìn)max7219專用led驅(qū)動(dòng)芯片解決了單片機(jī)接口問題，結(jié)合動(dòng)靜態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)，最終得到如上設(shè)計(jì)的電路圖。 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1軟件設(shè)計(jì)思路和程序流程圖根據(jù)系統(tǒng)的功能要求和硬件的連接情況，軟件可分為：t0、t1定時(shí)中斷模塊

26、和主程序模塊。兩個(gè)中斷模塊都設(shè)定10ms基本定時(shí)，中斷100次為1s，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分、秒的計(jì)時(shí)功能，以及蜂鳴器的開關(guān)控制。主程序模塊通過循環(huán)執(zhí)行的方式實(shí)現(xiàn)以下功能：判斷比賽前/中，比賽前調(diào)用靜態(tài)顯示子程序顯示球隊(duì)名稱，比賽中則調(diào)用動(dòng)態(tài)顯示子程序顯示比分、比賽時(shí)間、進(jìn)攻時(shí)間、場次（節(jié)時(shí)），若有按鍵按下，則調(diào)用鍵盤處理子程序。主程序模塊的流程圖如31所示：系統(tǒng)初始化調(diào)動(dòng)態(tài)顯示子程調(diào)鍵處理子程調(diào)靜態(tài)顯示子程開始開始比賽中?讀active鍵在中斷程序中，先重裝定時(shí)器初值，基本計(jì)時(shí)單元加1，然后進(jìn)行分、秒的計(jì)時(shí)，若倒計(jì)時(shí)為0則打開蜂鳴器，持續(xù)蜂鳴設(shè)定的時(shí)間后自動(dòng)停止。t0、t1中斷服務(wù)的流程圖如圖3-2、3

27、-3所示。每節(jié)比賽結(jié)束后，計(jì)數(shù)器r7加1，到達(dá)比賽前設(shè)定的節(jié)數(shù)時(shí)，r7清0，相應(yīng)的顯示0節(jié)，以表示比賽結(jié)束。t0、t1定時(shí)中斷采用工作方式1（16位定時(shí)器），由于系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12mhz，機(jī)器周期為1us。要實(shí)現(xiàn)10ms的定時(shí)方式，在t0、t1的初值為x=65536-12*100000*0.01/12=55536=d80fh倒計(jì)時(shí)以二進(jìn)制計(jì)數(shù)，在送入顯示之前先拆分為單個(gè)bcd碼，分別送入相對(duì)應(yīng)的顯示緩沖區(qū)。顯示子程序分為動(dòng)態(tài)顯示子程序和靜態(tài)顯示子程序，動(dòng)態(tài)顯示與靜態(tài)顯示比較各有優(yōu)缺。靜態(tài)顯示的亮度高，占用cpu的時(shí)間短，但它的成本高。為了簡化硬件電路，降低成本，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中采用動(dòng)態(tài)掃描的

28、方法，解決多位led顯示問題。動(dòng)態(tài)掃描顯示的硬件接口簡單，只需一個(gè)公共的七段碼輸出口（字形口）一個(gè)選擇顯示位的數(shù)位選擇口（字位口），顯示時(shí)，從左到右輪流點(diǎn)亮每位顯示器，只要保證掃描周期不超過一定的限度（一般在20ms以下）由于視覺的暫留，則可達(dá)到“同時(shí)”顯示各位不同的數(shù)字或字符的目的。動(dòng)態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是成本低，接口電路簡單，但它要求cpu頻繁地為顯示服務(wù)。考慮到成本和cpu負(fù)擔(dān)，初期采用8155擴(kuò)展芯片，完全用動(dòng)態(tài)顯示的方案不可取，采用motorola公司生產(chǎn)的mc14495芯片結(jié)合動(dòng)態(tài)顯示成本高，也不可取。最后引進(jìn)max7219專用led驅(qū)動(dòng)芯片解決了單片機(jī)接口問題，結(jié)合動(dòng)靜態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)，最終

29、得到動(dòng)靜結(jié)合的設(shè)計(jì)方案。表3-1 動(dòng)態(tài)顯示七段碼（字形碼）表顯示字符d7d6d5d4d3d3d1d0七段碼dpgfedcba0001111113fh10000001106h2010110115bh3010011114fh40110011066h5011011016dh6011111017dh70000011107h8011111117fh9011011116fh.1000000080h空白0000000000h4.2程序源代碼見附錄二結(jié)論 單片機(jī)籃球記分牌設(shè)計(jì)的主要任務(wù)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：電源設(shè)計(jì)、led數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及輔助功能的設(shè)計(jì)，。軟件設(shè)計(jì)包括：功能

30、選擇、倒計(jì)時(shí)的實(shí)現(xiàn)。本文主要介紹了單片機(jī)實(shí)現(xiàn)籃球記分牌的整個(gè)設(shè)計(jì)流程，采用匯編語言編寫程序。本課題選擇at89c51為核心控制元件，設(shè)計(jì)了日常比賽中用到的籃球記分牌。設(shè)計(jì)同時(shí)引用max7219專用led驅(qū)動(dòng)芯片，解決了多位led數(shù)碼管同時(shí)顯示的問題硬件結(jié)構(gòu)緊湊，成本底。該單片機(jī)籃球記分牌可適應(yīng)不同籃球規(guī)則，通過按鍵修改每個(gè)設(shè)置，運(yùn)行可靠，具有一定的使用和競爭價(jià)值。 主要使用的是wave這一工具軟件，該軟件可用于單片機(jī)的設(shè)計(jì)與開發(fā),建模仿真,實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的理想的仿真環(huán)境。由于其完整的專業(yè)體系和先進(jìn)的設(shè)計(jì)開發(fā)思路。硬件設(shè)計(jì)采用protel 99se繪圖，可以自行繪出數(shù)據(jù)庫中沒有的器件，使用很方便，其自

31、動(dòng)布線和電路模塊設(shè)計(jì)很方便。致謝本文主要闡述了單片機(jī)電子記分牌的實(shí)現(xiàn)背景及其實(shí)現(xiàn)的功能，我對(duì)單片微機(jī)技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣，同時(shí)，受我主修專業(yè)的影響，我已經(jīng)習(xí)慣于關(guān)注單片機(jī)設(shè)計(jì)帶來的一系列機(jī)遇與挑戰(zhàn)。 本篇論文雖然凝聚著自己的汗水，但卻不是個(gè)人智慧的產(chǎn)品，沒有導(dǎo)師的指引和贈(zèng)予，沒有父母和朋友的幫助和支持，我在大學(xué)的學(xué)術(shù)成長肯定會(huì)大打折扣。當(dāng)我打完畢業(yè)論文的最后一個(gè)字符時(shí)，涌上心頭的不是長途跋涉后抵達(dá)終點(diǎn)的欣喜，而是源自心底的誠摯謝意。我首先要感謝我的導(dǎo)師曾一江老師，她對(duì)我的構(gòu)思以及論文的內(nèi)容不厭其煩的進(jìn)行多次指導(dǎo)和悉心指點(diǎn)，使我在完成論文的同時(shí)也深受啟發(fā)和教育。 再次由衷感謝答辯組的各位老師對(duì)學(xué)

32、生的指導(dǎo)和教誨，我也在努力的積蓄著力量，盡自己的微薄之力回報(bào)母校的培育之情，爭取使自己的人生對(duì)社會(huì)產(chǎn)生些許積極的價(jià)值！參考文獻(xiàn)1 高洪志.mcs-51單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)教程.人民郵電出版社，2009：72-1692 田淑清.c語言程序設(shè)計(jì).高等教育出版社，2008：31-833 張毅剛.mcs-51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用.高等教育出版社，2003：29-894 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測試.華中理工大學(xué)出版社,2000: 107-1115 郭培源.電子電路及電子器件.高等教育出版社,2004: 65-66 潘新民.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù).人民郵電出版社，1999.9: 55-707 余錫存.

33、單片機(jī)原理及接口技術(shù).西安電子科技大學(xué)出版社，2000.7: 65-698 周立功.增強(qiáng)型80c51單片機(jī)速成與實(shí)戰(zhàn).北京航空航天大學(xué)出版社，2004.5：91-95附錄一 電路原理圖附錄二 程序源代碼；定義引腳 spk bit p1.0 ；蜂鳴器開關(guān) din bit p0.0 ；p0.0p0.2為max7219模塊控制端口 load bit p0.1 clk bit p0.2 active bit p1.0； ；比賽前/比賽中狀態(tài)開關(guān)；ram區(qū)分配 t0cnt equ 30h ；t0基本計(jì)時(shí)單元 t1cnt equ 31h ；t1基本計(jì)時(shí)單元 ascore equ 32h ；球隊(duì)“a”比分單

34、元 bscore equ 33h ；球隊(duì)“b”比分單元 minute equ 34h ；計(jì)時(shí)分單元 second equ 35h ；計(jì)時(shí)秒單元 lsecond equ 36h ；進(jìn)攻限時(shí)秒單元 scene equ 37h ；節(jié)數(shù)（場次）單元 led_buf equ 40h ；動(dòng)態(tài)顯緩 setncnt equ 50h ；setn鍵按鍵次數(shù)存放單元 setfecnt equ 51h ；setft鍵按鍵次數(shù)存放單元 disp_equ equ 52h ；靜態(tài)顯緩 ;程序入口org 0000h ljmp main;t0中斷入口 org 000bh ljmp it0p;t1中斷入口 org 0010h l

35、jmp it1p*主程序* org 0040h main: mov sp , #60h ；設(shè)置堆棧指針 mov tmod #11h ；設(shè)置t0，t1為16位定時(shí)器方式 mov th0 , #0d8h ；置t0初值 mov tl0 , #0f0h mov t0cnt , #00h ；t0中斷次數(shù)清零 mov th1 , #0d8h ；置t1初值 mov tl1 , #0f0h mov t1cnt , #00h mov ie , #82h ；中斷允許clr amov t0cnt , a ；計(jì)數(shù)單元清0mov t1cnt , a mov ascore, a ；動(dòng)態(tài)顯示單元清零mov bscor, a

36、 mov minete, a mov second, a mov lsecodn, a mov setncnt, a ；setn、setft按鍵次數(shù)清零mov setftcnt, a mov scene, #01h ；節(jié)數(shù)置初值1main_lp: setb p1.1 ；判斷比賽否 jnb p1.1 , jx ；比賽中調(diào)動(dòng)態(tài)顯示 t11: lcall disp mov p1 , #0ffh mov a , p1 anl a , #0fc cjne a , #0fc, k_press；有鍵按下調(diào)建處理子程序 sjmp main_lp jx: lcall max_disp ；比賽前則調(diào)用靜態(tài)顯示子程

37、序 ljmp t11 k_press: lcall key_prg sjmp main_lp ；無建按下，繼續(xù)循環(huán) *動(dòng)態(tài)顯示子程序*： disp ： mov r0 ， #40h ；r0指向動(dòng)態(tài)顯緩首址 mov r1 ， #7fh ；左邊第一位數(shù)位代碼 mov r2 ， #0ffh ；左邊第9位數(shù)位代碼 mov r3 ， #0ffh ；延時(shí)常數(shù) mov a， #0ffh ；全滅數(shù)位代碼 disp1：mov dptr， #0a0h ；字位口地址movx dptr , amov a, r0 mov dptr, #sgtr ；查表求七段碼mov a, a+dptrmovc dptr, #0b0h ；

38、字形口movx dptr, a ；輸出七段碼mov dptr, #0a0hdjnz r3, dely dely: inc r0 ；指向下一顯緩單元 lp: setb c ；置一進(jìn)位標(biāo)志 mov a , r2, rrc a ；r2、r3數(shù)據(jù)帶進(jìn)位右移 mov r2, a mov a , r3 rrc a mov r3, a ；右移13次停止 jb acc.2, lp ret org 0200h ；數(shù)字七段碼表 sgtr: db 3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, db 7dh, 07h, 7fh, 6fh, 80h, 00h*靜態(tài)顯示子程序* jx: lcall proc

39、ess ；調(diào)初始化子程 lcall disply ；調(diào)顯示子程 ljmp t11 ；初始化max7219 process: mov a, #0bh ；顯示位數(shù)設(shè)定（6位） mov b, #05h lcall w_7219 mov a, #09h ；不使用bcd譯碼 mov b, #00h lcall w_7219 mov a, #0ah ；亮度設(shè)定 mov b, #09h lcall w_7219 mov a, #0ch ；待機(jī)開關(guān)打開，led正常顯示 mov b, #01h lcall w_7219 ret display: mov r0, #disp_buf ；靜態(tài)顯緩首址 mov r4, #01h ；數(shù)位第一位 mov r3, #06h ；設(shè)定六位顯示 c_disp: mov a , r0 mov dptr, #chartab ；查字母表 movc a， a+dptr ；得字母七段碼 mov b, a ；向max7219寫入數(shù)據(jù) mov a, r4 lcall w_7219 inc r0 ；指向下一位顯緩 in