基于51單片機(jī)的籃球計時計分器

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)成績 計算機(jī)系統(tǒng)與接口技術(shù)課程設(shè)計報告題 目： 籃球記時記分器 姓 名： 學(xué) 號： 班 級： 專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 信電學(xué)院 2010年徐州工程學(xué)院信電學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書2010-2011學(xué)年第1學(xué)期專業(yè)電子信息科學(xué)與技術(shù)班級08電信課程名稱計算機(jī)接口技術(shù)課程設(shè)計課程類別必修設(shè)計時間2010年12月10日2010年12月24日一、課程題目： 籃球比賽計分器二、課程設(shè)計要求：單片機(jī)課程設(shè)計的主要內(nèi)容包括：理論設(shè)計、調(diào)試與仿真、撰寫設(shè)計報告等。其中理論設(shè)計又包括選擇

2、總體方案，硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計；硬件設(shè)計包括單元電路，選擇元器件及計算參數(shù)等；軟件設(shè)計包括模塊化層次結(jié)構(gòu)圖，程序流程圖。程序設(shè)計是課程設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過調(diào)試進(jìn)一步完善程序設(shè)計，使之達(dá)到課題所要求的指標(biāo)， 三、設(shè)計任務(wù)概述：（1）能記錄整個賽程的比賽時間，并能修改比賽時間。（2）能隨時刷新甲、乙兩隊在整個比賽過程中的比分。（3）中場交換比賽場地時，能交換甲、乙兩隊比分的位置。（4）可隨時接受暫停請求。四、設(shè)計計劃與時間安排：單片機(jī)課程設(shè)計的主要內(nèi)容包括：理論設(shè)計、調(diào)試與仿真、撰寫設(shè)計報告等。其中理論設(shè)計又包括選擇總體方案，硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計；硬件設(shè)計包括單元電路，選擇元器件及計算

3、參數(shù)等；軟件設(shè)計包括模塊化層次結(jié)構(gòu)圖，程序流程圖。程序設(shè)計是課程設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過調(diào)試進(jìn)一步完善程序設(shè)計，使之達(dá)到課題所要求的指標(biāo)，使理論設(shè)計更接近于實際產(chǎn)品。課程設(shè)計的最后要求是寫出設(shè)計總結(jié)報告，把理論設(shè)計內(nèi)容，調(diào)試的過程及性能指標(biāo)的測試結(jié)果進(jìn)行全面的總結(jié)，把實踐內(nèi)容上升到理論高度。指導(dǎo)老師簽字 年 月 日教研室審核意見年 月 日摘 要本設(shè)計是采用AT89S51單片機(jī)為核心設(shè)計的一個用于賽場的籃球計時計分器。本設(shè)計采用定時器T0中斷計時，顯示部分分為計時和計分顯示兩部分，均采用共陰極LED顯示。計時部分可以調(diào)整分鐘，足以滿足一般賽程需要。兩個顯示模塊均采用動態(tài)掃描方式顯示。在本設(shè)計中P0（

4、P0.1P0.6）口是時間和分?jǐn)?shù)的段碼數(shù)據(jù)輸出口，P2口是時間和分?jǐn)?shù)的位選數(shù)據(jù)輸出口，本設(shè)計共有九個設(shè)置按鍵，add1、add2是加分鍵（add1按一次加一分,add2按一次加二分），minus1是減分鍵（按一下減一分），exchange是分?jǐn)?shù)位置交換鍵，bstop是關(guān)蜂鳴器鍵，start是開始計時鍵鍵（按鍵按下開始倒計時），stopagain是時間暫停鍵，turn是切換鍵（用于加分鍵的切換），timeadd是時間設(shè)定鍵。按鍵與P1口相接，低電平輸入有效。報警部分由有蜂鳴器及其驅(qū)動電路組成。定時時間到，揚(yáng)聲器報警，比賽結(jié)束，按bstop鍵可停止報警（否則一直報警）。本次設(shè)計的籃球計時計分器具有

5、以下的功能：能記錄整個賽程的比賽時間，并能修改比賽時間。能隨時刷新甲、乙兩隊在整個比賽過程中的比分。中場交換比賽場地時，能交換甲、乙兩隊比分的位置。比賽結(jié)束時，能發(fā)出報警聲?？呻S時接受暫停請求。目錄 TOC o 1-3 h z u 1 概述1.1 單片機(jī)簡介 單片機(jī)，亦稱單片微電腦或單片微型計算機(jī)。它是把中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、輸入/輸出端口（I/0）等主要計算機(jī)功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機(jī)。由于單片機(jī)的集成度高，功能強(qiáng)，通用性好，特別是它具有體積小，重量輕，能耗低，價格便宜，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨特的優(yōu)點，使單片機(jī)

6、迅速得到了推廣應(yīng)用，目前已經(jīng)成為測量控制應(yīng)用系統(tǒng)中的優(yōu)選機(jī)種和新電子產(chǎn)品的關(guān)鍵部位。世界各大電氣廠家，測控技術(shù)企業(yè)，機(jī)電行業(yè)，競相把單片機(jī)應(yīng)用于產(chǎn)品更新，作為實現(xiàn)數(shù)字化，智能化的核心部件，籃球計時計分器就是以單片機(jī)為核心的計時計分系統(tǒng)。計算機(jī)的產(chǎn)生加快了人類改造世界的步伐，但是它畢竟體積大。微計算機(jī)（單片機(jī)）在這種情況下誕生了，它為我們改變了什么？縱觀我們現(xiàn)在生活的各個領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機(jī)上各種儀表的控制，從計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC卡、電子 寵物等，這些都離不開單片機(jī)。以前沒有單片機(jī)時，這些東西也能做，但是

7、只能使用復(fù)雜的模擬電路，然而這樣做出來的產(chǎn)品不僅體積大，而且成本高，并且由于長期使用，元器件不斷老化，控制的精度自然也會達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。在單片機(jī)產(chǎn)生后，我們就將控制這些東西變?yōu)橹悄芑?，我們只需要在單片機(jī)外圍接一點簡單的接口電路，核心部分只是由人為的寫入程序來完成。這樣產(chǎn)品的體積變小了，成本也降低了，長期使用也不會擔(dān)心精度達(dá)不到了。所以，它的魔力不僅是在現(xiàn)在，在將來將會有更多的人來接受它、使用它。據(jù)統(tǒng)計，我國的單片機(jī)年容量已達(dá)13 億片，且每年以大約16%的速度增長，特別是沿海地區(qū)的玩具廠等生產(chǎn)產(chǎn)品多數(shù)用到單片機(jī)，并不斷地輻射向內(nèi)地。但相對于世界市場我國的占有率還不到1%。我國開始使用單片機(jī)是在1

8、982 年，短短五年時間里發(fā)展極為迅速。1986 年在上海召開了全國首屆單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用交流會，有的地區(qū)還成立了單片微型計算機(jī)應(yīng)用協(xié)會，那是全國形成的第一次高潮。截止今日，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)飛速發(fā)展，我們上因特網(wǎng)輸入一個“單片機(jī)”的搜索，將會看到上萬個介紹單片機(jī)的網(wǎng)站。所以，學(xué)習(xí)單片機(jī)在我國是有著廣闊前景的。1.2 課程設(shè)計的意義通過課程設(shè)計可以使我們進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的基本方法和步驟；通過利用AT89S52單片機(jī)，理解單片機(jī)在自動化儀表中的作用以及掌握單片機(jī)的C語言編程方法；通過設(shè)計一個簡單的實際應(yīng)用輸入及顯示模擬系統(tǒng)，掌握單片機(jī)仿真軟件Prote

9、us的使用方法； 掌握獨立鍵盤和LED顯示器在的單片機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，掌握撰寫課程設(shè)計報告的方法。 我選擇了設(shè)計一個用于賽場的籃球計時計分器，可以代替球場上的人工計時計分實現(xiàn)帶電子顯示，有比賽結(jié)束報警等功能的精確計時計分器。在該籃球計時計分器設(shè)計中不僅用到了單片機(jī)定時器中斷系統(tǒng)和外部中斷系統(tǒng)，還用到了單片機(jī)3個I/O口。其中的按鍵輸入和數(shù)碼管顯示模塊都是單片機(jī)設(shè)計的最常用、最普通的模塊。既鞏固了以前學(xué)的單片機(jī)課程又體驗了單片機(jī)C編程應(yīng)用的過程。1.3 任務(wù)與要求設(shè)計一個用于賽場的籃球計時計分器設(shè)計要求（1）能記錄整個賽程的比賽時間，并能修改比賽時間。（2）能隨時刷新甲、乙兩隊在整個比賽過程中

10、的比分。（3）中場交換比賽場地時，能交換甲、乙兩隊比分的位置。（4）比賽結(jié)束時，能發(fā)出報警聲。（5）可隨時接受暫停請求。2系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計2.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計籃球計時計分器主要包括單片機(jī)控制系統(tǒng)、計時顯示模塊、計分顯示模塊、定時報警、按鍵控制鍵盤模塊。通過這幾個模塊的協(xié)調(diào)工作就可以完成相應(yīng)的計時計分控制和顯示功能。系統(tǒng)總體框圖如下圖（圖1）所示：AT89S52單片機(jī)AT89S52單片機(jī)單片機(jī)報警電路時間顯示分?jǐn)?shù)顯示按鍵控制圖1：系統(tǒng)總體框圖采用AT89S52單片機(jī)最小化應(yīng)用設(shè)計，定時器T0中斷計時，顯示部分分為計時和計分顯示兩部分，均采用共陰極LED顯示。兩個顯示模塊均采用動態(tài)掃描顯

11、示。在本設(shè)計中P0口（P0.0P0.6）是段選輸出口，P2口是位選輸出口。按鍵設(shè)置輸入采用P1口傳輸數(shù)據(jù)，報警輸出采用P0.7口，時間設(shè)定采用外部中斷零設(shè)定。2.2 軟件系統(tǒng)設(shè)計2.2.1 單片機(jī)選擇 AT89S52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89S52的主要特性如下：與MCS-51 兼容8K字節(jié)可編程閃爍存儲器128*8位內(nèi)部RAM32可編程I/O線三個16位定時器/計數(shù)器6個中斷源可編程串行通道片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 圖2：A

12、T89S52單片機(jī)引腳功能2.2.2 時鐘電路模塊時鐘電路在單片機(jī)系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。在一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，時鐘是保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)振蕩定時信號，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機(jī)系統(tǒng)工作的快慢。為達(dá)到振蕩周期是12MHZ的要求，這里要采用12MHZ的晶振，另外有兩個30uF的瓷片電容，兩晶振引腳分別連到XTAL1和XTAL2振蕩脈沖輸入引腳。具體連接電路如圖3所示：圖3： 時鐘電路2.2.3 復(fù)位電路模塊 單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位電路在這里采用的是上電+按鈕復(fù)位電路形式，其中電阻R采用470的阻值，電容采用電容值為10F的電解電容。具體連接電路

13、如圖4所示：圖4：復(fù)位電路2.2.4按鍵控制鍵盤模塊本設(shè)計共有九個設(shè)置按鍵，add1、add2是加分鍵（add1按一次加一分,add2按一次加二分），minus1是減分鍵（按一下減一分），exchange是分?jǐn)?shù)位置交換鍵，bstop是關(guān)蜂鳴器鍵，start是開始計時鍵鍵（按鍵按下開始倒計時），stopagain是時間暫停鍵，turn是切換鍵（用于加分鍵的切換），timeadd是時間設(shè)定鍵。圖5：按鍵控制電路2.2.5 顯示模塊和定時報警模塊本次設(shè)計在顯示模塊用到的是一個4位一體和二個2位一體的共陰極數(shù)碼管，有7個段碼輸入口和8個位選輸入口，采用排阻提供上拉電流數(shù)碼管，以保證有足夠大的電流點亮數(shù)

14、碼管，采用動態(tài)驅(qū)動，使各位數(shù)碼管逐個輪流受控顯示，這就是動態(tài)掃描，由于掃描速度極快，顯示效果與靜態(tài)顯示相同。其具體圖形如下圖6所示：圖6：顯示模塊電路報警模塊蜂鳴器，如圖7所示。圖7：報警模塊電路3 軟件設(shè)計3.1 軟件總體設(shè)計方案本次單片機(jī)課程設(shè)計軟件設(shè)計部分采用模塊化程序設(shè)計，程序部分由定時器T0中斷程序、顯示延時程序、延時消抖程序（16ms）、顯示程序、外部中斷零程序、按鍵按下否程序、報警程序組成。3.2 程序模塊設(shè)計 為了增加寫程序的方便性及可讀性，在程序開頭將P1口各位定義如下：sbit bizz=P07;sbit add1=P10;sbit add2=P11;sbit minus1

15、=P12;sbit exchange=P13;sbit bstop=P14;sbit start=P15;sbit stopagain=P16;sbit turn=P17;sbit timeadd=P32;主程序流程圖如下： 開始開始初始化顯示程序時間為零否 ？NY顯示函數(shù)開始按鍵安息否？NY 按鍵函數(shù)報警函數(shù)時間為零否 ？N結(jié)束Y圖8：主程序流程圖4 PROTEUS軟件仿真用PROTEUS軟件進(jìn)行仿真，各項指標(biāo)均達(dá)到了要求，完美地實現(xiàn)了籃球計時計分器功能，仿真圖如下：PROTEUS軟件仿真原理圖如下圖所示：啟動籃球計時計分器，運(yùn)行，計時部分立即開始工作計時，PROTEUS軟件仿真計時顯示如下

16、計分（甲隊23分、乙隊13分）：3、復(fù)位操作：按復(fù)位鍵，復(fù)位后即可進(jìn)行新一輪比賽計時計分工作。5 課程設(shè)計體會本次單片機(jī)課程設(shè)計我選擇了“籃球計時計分器”這一題目，通過這次課程設(shè)計，自己認(rèn)真復(fù)習(xí)單片機(jī)，查閱和瀏覽了很多的相關(guān)資料, 并且提高了使用Kile3和Proteus軟件的熟練程度。通過這次課程設(shè)計的學(xué)習(xí)與思考，認(rèn)真總結(jié)，我覺得單片機(jī)課程設(shè)計主要包括四方面的內(nèi)容：軟件部分設(shè)計、硬件部分設(shè)計、運(yùn)用Kile3及Proteus軟件仿真及寫出課程設(shè)計報告。這四部分內(nèi)容看似簡單，但實際操作起來卻實不輕松。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計時，必須先確定該系統(tǒng)的技術(shù)要求，這是系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)和出發(fā)點，整個設(shè)計過程都必

17、須圍繞這個技術(shù)要求來工作。軟件部分的設(shè)計，我按照模塊化的思想，一塊一塊的疊加。在這次單片機(jī)系統(tǒng)的課程設(shè)計中，我學(xué)到了很多，尤其是在調(diào)試程序的過程中，我遇到了很多問題，自己摸索并一個一個的克服，自信心進(jìn)一步得到了加強(qiáng)，證明我并不是只會學(xué)課本而不會用的那種學(xué)生。我學(xué)會了更多的查錯方法和仿真知識。這次課程設(shè)計，我又一次的學(xué)習(xí)了C語言的編程，發(fā)現(xiàn)自己的確很喜歡編程，也更清楚的認(rèn)識到自己所學(xué)的不足，我學(xué)到了很多新的知識，同時也加深了對以前所學(xué)知識的理解，也增強(qiáng)了編程與仿真的操作能力?？傊?，這次課程設(shè)計讓我明白：理論必須和實際結(jié)合才有威力，知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！所學(xué)的東西最終是要面向應(yīng)用的，是為

18、了在以后的工作中能夠更好的應(yīng)用，此時的知識積累是為以后的工作做好堅實的基礎(chǔ)。這個設(shè)計總體上不算完美，但是在這次課程設(shè)計的經(jīng)歷的好處是不可估量的。參考文獻(xiàn)1 謝維成、楊加國。單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計。北京：清華大學(xué)出版社。2006.82 林志琦.基于Proteus的單片機(jī)可視化軟硬件仿真M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006.93 周潤景,張麗娜.基于PROTEUS的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與仿真M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006.54 張靖武,周靈彬.單片機(jī)系統(tǒng)的PROTEUS設(shè)計與仿真M.北京:電子工業(yè)出版社,2007.45 周潤景,張麗娜.PROTEUS入門實用教程M.北京

19、:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.9電子文獻(xiàn)：郭天祥的單片機(jī)教學(xué)視頻附1 源程序代碼#include#include #define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code table1=0 xbf,0 x86,0 xdb,0 xcf,0 xe6,0 xed,0 xfd,0 x87,0 xff,0 xef; uchar code table= 0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;uchar disbuffer8=0;uchar minute=0,s

20、econd=0;uchar Ascore=0,Bscore=0,temp=0;uchar flage1=0;uchar flage=0;uint count,z;sbit bizz=P07;sbit add1=P10;sbit add2=P11;sbit minus1=P12;sbit exchange=P13;sbit bstop=P14;sbit start=P15;sbit stopagain=P16;sbit turn=P17;sbit timeadd=P32;void ininterrupt() interrupt 1 /定時器T0中斷函數(shù) TH0=(65536-50000)/256

21、;TL0=(65536-50000)%256;count+;if(count=20)count=0;if(second=0 & minute=0)ET0=0; else if(second=0 & minute!=0) second=59;minute-; else if(second!=0 ) second-; void delay( ) /顯示延時函數(shù)uint x,y;for(x=10;x0;x-)for(y=10;y0;y-); void delay1( ) /延時消抖函數(shù)16msuint x,y;for(x=10;x0;x-)for(y=360;y0;y-);void display1

22、()uchar i,j;uchar temp;disbuffer3=second%10;disbuffer2=second/10;disbuffer1=minute%10;disbuffer0=minute/10;disbuffer5=Ascore%10;disbuffer4=Ascore/10;disbuffer7=Bscore%10;disbuffer6=Bscore/10;temp=0 xfe;P2=temp;for(i=0;i8;i+)j=disbufferi;P0=table1j;delay();temp=_crol_(temp,1);P2=temp;void display() /

23、顯示函數(shù)uchar i,j;uchar temp;disbuffer3=second%10;disbuffer2=second/10;disbuffer1=minute%10;disbuffer0=minute/10;disbuffer5=Ascore%10;disbuffer4=Ascore/10;disbuffer7=Bscore%10;disbuffer6=Bscore/10;temp=0 xfe;P2=temp;for(i=0;i8;i+)j=disbufferi;P0=tablej;delay();temp=_crol_(temp,1);P2=temp;void bizzer()while(minute=0 & second=0)bizz=1;display1();if(!bstop=1)delay1();if(!bstop=1)while(!bstop=1);while(1)bizz=0;display(); void exinterrupt() interrupt 0delay1();if(!timeadd)while(!timeadd);minute+; void button()/按鍵按下否函數(shù)if(!turn)delay1();if(!turn)while(!turn);flage+=1