籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)

27/31學(xué)科分類號(hào)0712本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目(中文）：籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（英文）：TｈeDｅsignａndＩmpｌeｍeｎtａt(yī)ioｎofBaｓketballTiminｇａndＳcorinｇ本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)）誠(chéng)信聲明作者鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì))，是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的成果。對(duì)論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由作者承擔(dān)。本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)）作者簽名：年月日目錄ＴO(shè)C＼o＂1—3”\h＼ｕ摘要?PAＧＥREF_Toc23126I關(guān)鍵詞?PAＧＥＲEF_Toc2900６ＩAｂstracｔ ＰAＧERＥＦ_Ｔｏc30６04IKeyｗoｒｄs?PAＧEＲEF_Toc１４354ＩI1前言 12系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本要求與方案論證 ＰAＧEＲEＦ_Toc1956９32．1系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本要求 PＡGERＥＦ_Toｃ2042432。2系統(tǒng)方案論證 PAＧERＥF_Ｔｏc1937332。2.1以單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心 PAGＥRＥF_Ｔｏｃ81432．2。２采用模擬和數(shù)字混合電路來實(shí)現(xiàn) PAGEREＦ＿Toc２５67332.２。3系統(tǒng)的總體方案 PＡGEREF_Toc2011０43系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)?PAＧEREF_Tｏc1４7684３。１系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PAGEREＦ_Ｔoｃ1283353。1。1時(shí)鐘以及復(fù)位電路?PAGＥREF＿Toc1９６6153.1。2鍵盤部分?PAGEREF_Ｔoc4９5963．1。３報(bào)警部分 PＡＧEREＦ_Toｃ3８25６3.１．4顯示部分 PAGEREF＿Ｔoc1391７3。2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PAＧEREF＿Toｃ5895７3。2。1定時(shí)器子程序?PAGERＥＦ_Toc1２53５８3．２．２鍵盤掃描子程序?PＡGＥREF_Toc１156７1１３。2．3顯示子程序?PAGＥREF_Tｏc306８6133．２．4蜂鳴器報(bào)警子程序 PAGＥREＦ_Toc１６7661４4系統(tǒng)測(cè)試與分析?PＡGＥＲＥF_Toｃ28８０6154.1系統(tǒng)測(cè)試 PＡGEREF_Toc２58３1154.１.１硬件測(cè)試?PAＧEREF＿Toc２１４47１54.１．2功能測(cè)試 PＡGEＲＥF_Toc29133154.2系統(tǒng)分析?ＰＡGEREF_Toｃ１１19９1６5小結(jié) PＡGEＲEF_Ｔoc155０16參考文獻(xiàn)?PAGＥREF_Toc２10２217附錄A電路圖?PAGEREF＿Tｏc1706２19附錄BPCB雙面板?PAＧEREF_Tｏc４7119附錄C實(shí)物圖 PＡGERＥＦ_Toｃ9４９220附錄D完整程序代碼?21籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要本論文旨在設(shè)計(jì)一個(gè)籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器,主要利用單片機(jī)AＴ89C52作為系統(tǒng)的核心元件，二組四位一體共陰極數(shù)碼管作為顯示器件，獨(dú)立式按鍵控制整個(gè)系統(tǒng).主要實(shí)現(xiàn)了倒計(jì)時(shí)、顯示A／B隊(duì)的分?jǐn)?shù)、并加分,減分,比賽結(jié)束鳴笛警示等功能。以C語言作為編程語言,在Keil開發(fā)軟件平臺(tái)上進(jìn)行C源代碼編寫和調(diào)試。與傳統(tǒng)模擬與數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器相比，該系統(tǒng)包括很多優(yōu)點(diǎn),比如成本低廉、性能穩(wěn)定、高準(zhǔn)確度顯示、操作方便且易攜帶等，廣泛適合各類學(xué)校和小團(tuán)體作為賽程計(jì)分。關(guān)鍵詞籃球計(jì)分器;AＴ89C５2；七段數(shù)碼管；獨(dú)立式鍵盤TｈeDesiｇｎanｄIｍｐlementａt(yī)ｉｏnｏｆBasｋｅtbａｌlTimingａndＳcｏrｉnｇAbｓtｒａctThispaｐeraｉmｓtｏdesignaBasｋｅtbａlｌＴimiｎgScoreIndicator，mainｌyｕsinｇsingｌechipｍiｃrocomｐuterＡT89C52,ｗhichisｔhecoｒeoｆtｈｅsyｓｔemcｏmpoｎｅｎｔs，andtwｏgrouｐｓoｆfourcommonｃatｈodｅinｔegrａt(yī)eｄｄigitaｌtuｂeａsａdiｓpｌaydeviｃe,anｄindepeｎdenｔtyｐeｂuｔtonstoｃontrolthｅwhｏlesysteｍ。MainｌyｉmｐleｍeｎtsｔhｅｃountdownａｎdA／Bteam'sｓｃoｒe，andcaｎiｎＡtｉｍelymanneｒｐlusａｎdｍinuｓpoints,adjustthesｃore，ｔheendｏｆｔｈeｇａｍｅｗhｉｓｔlingwarninｇs,andｏtｈeｒfuｎｃtions.WｉｔｈClangｕageasthepｒogramminｇｌanguage，iｎtheKeiｌｓoftwａredeveｌopｍｅntplatｆorｍｆorｗritiｎganddebuｇgiｎｇ．Theｃｏmplｅtionoｆthesｙsteｍdesｉgninclｕdeｓmanyadvantages，sｕchasｌowcosｔ,stableｐerfｏrｍaｎce，hiｇhaccurａcydｉsｐlay,easytoopｅrａｔeanｄｅａsｙｔｏcａｒrｙ,etc．Suitableforaｌlｋindｓｏfschoolandsmaｌlgｒｏuｐsscoｒeasｓchedulｅ.KeywｏrｄsEｍｂeｄdｅd;Baｓketbａlｌscoｒingscｒｅe(cuò)n;AT89C５2；LＥD；Ｓimｕｌation１前言進(jìn)入2１世紀(jì)，伴隨著電子,信息通信技術(shù)的應(yīng)用與普及開發(fā),人們對(duì)電子技術(shù)的要求也越來越高，目前嵌入式單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域。單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)，把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器ＲAM、只讀存儲(chǔ)器ROＭ、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)［1］.而當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在單片機(jī)上.按照歷史性、本質(zhì)性、普遍性要求,嵌入式系統(tǒng)應(yīng)定義為:“嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，可分軟件部分和硬件部分［2］.所以，以MCU為核心,就是各種各樣的單片機(jī)，是嵌入式硬件部分的實(shí)現(xiàn)方式之一，它主要是因?yàn)榘烟幚砥骱痛鎯?chǔ)器等部件集成在一塊芯片上［3］。在單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入的同時(shí)，傳統(tǒng)技術(shù)日益更新。幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制,計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理,廣泛使用的各種智能IC卡,民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制,以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī).更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。隨著單片機(jī)的發(fā)展，人們對(duì)事物的要求越來越高，單片機(jī)的應(yīng)用軟件技術(shù)也發(fā)生了巨大的變化,從最初的匯編語言,開始演變到C語言開發(fā)，不但增加了語言的可讀性，結(jié)構(gòu)性，而且對(duì)于跨平臺(tái)的移植也提供了方便，另外一些復(fù)雜的系統(tǒng)開始在單片機(jī)上采用操作系統(tǒng),一些小的RＴO(shè)S等,一方面加速了開發(fā)人員的開發(fā)速度，節(jié)約開發(fā)成本,另外也為更復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)提供了可能。當(dāng)前比較流行的ＲTＯS有：WINCＥ,uClｉnux，Linux，uC/OS等等［4].單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來使用,僅單片計(jì)時(shí)計(jì)分機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。單片機(jī)把我們帶入了智能化的電子領(lǐng)域，許多繁瑣的系統(tǒng)若由單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì),便能收到電路更簡(jiǎn)單、功能更齊全的良好效果[5］。若把經(jīng)典的電子系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)僵死的電子系統(tǒng)，那么智能化的現(xiàn)代電子系統(tǒng)則是一個(gè)具有“生命”的電子系統(tǒng)。隨著各式各樣的電子產(chǎn)品的問世和發(fā)展層出不窮，籃球計(jì)分屏是一個(gè)無處不在的電子產(chǎn)品，經(jīng)過多年的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟了。根據(jù)目前高水平籃球比賽要求，完善的籃球比賽計(jì)時(shí)系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)能夠與現(xiàn)場(chǎng)成績(jī)處理，現(xiàn)場(chǎng)大屏幕,電視轉(zhuǎn)播車等多種設(shè)備相聯(lián)，以便實(shí)現(xiàn)高比賽現(xiàn)場(chǎng)感，表演娛樂觀眾等功能目標(biāo)。隨著電子技術(shù)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，生產(chǎn)工藝的飛速發(fā)展和籃球的廣泛推廣，市場(chǎng)對(duì)籃球計(jì)分器的需求也越來越大。本設(shè)計(jì)用AT8９C５2單片機(jī)為核心,包括復(fù)位模塊，按鍵模塊[7］，顯示模塊［8]等.單片機(jī)控制的兩組數(shù)碼管中,一組是用來顯示賽事倒計(jì)時(shí)的時(shí)間，令一組來顯示兩球隊(duì)的比分情況［6］。另外在硬件完成后在Keil軟件用Ｃ語言進(jìn)行編程，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序的燒錄，最后測(cè)試功能的完成.具有計(jì)分準(zhǔn)確，體積小,重量輕，能耗低,價(jià)格便宜，可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)[７］.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本要求與方案論證2。1系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本要求（1)記錄整個(gè)賽程的比賽時(shí)間，并修改比賽時(shí)間；（２）隨時(shí)刷新甲、乙兩隊(duì)在整個(gè)過程中的比分；（3)中場(chǎng)交換比賽場(chǎng)地時(shí)，交換甲、乙兩隊(duì)比分；（4）比賽結(jié)束時(shí),發(fā)出報(bào)警聲.２.2系統(tǒng)方案論證２.2。１以單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心采用單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì),能使許多繁瑣的系統(tǒng)電路更簡(jiǎn)單、功能更齊全的良好效果，這樣不但可以降低整個(gè)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和成本,而且也提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用51單片機(jī)就足夠?qū)崿F(xiàn)其功能而且主要用定時(shí)器,因此本系統(tǒng)采用5１單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)［8].由于本設(shè)計(jì)需要亮度比較的大的顯示因此以七段數(shù)碼管作為顯示器件，為了節(jié)約I/O口采用動(dòng)態(tài)掃描的方式。本系統(tǒng)需要人機(jī)互動(dòng)，因此需要鍵盤.在選擇鍵盤時(shí)由于單片機(jī)的I/Ｏ充足，在設(shè)計(jì)時(shí)為了方便選用獨(dú)立式鍵盤。在設(shè)計(jì)報(bào)警部分，由于只要簡(jiǎn)單的發(fā)聲器件因此蜂鳴器就足以夠本系統(tǒng)的使用。２．２.２采用模擬和數(shù)字混合電路來實(shí)現(xiàn)采用擬和數(shù)字混合電路,例如門電路、觸發(fā)器、555定時(shí)器、集成運(yùn)算法器等元器件也可以完成此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。但是其實(shí)現(xiàn)的硬件電路也會(huì)相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，尤其對(duì)于缺乏硬件電路實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)人員來說，其實(shí)現(xiàn)起來是相當(dāng)困難的.在設(shè)計(jì)時(shí)顯示部分可以使用液晶模塊或者七段數(shù)碼管但其硬件實(shí)現(xiàn)都比較復(fù)雜.鍵盤部分用編碼鍵盤可以簡(jiǎn)單一些，但其價(jià)格比較昂貴.但同時(shí)使用其他的鍵盤如獨(dú)立式鍵盤、矩陣式鍵盤，但會(huì)增加硬件的復(fù)雜性。報(bào)警部分的設(shè)計(jì)相對(duì)來說還是比較容易實(shí)現(xiàn).２．2.3系統(tǒng)的總體方案通過對(duì)方案一與方案二比較容易看出：方案一更適合我們的實(shí)際要求,而且可以縮短我們的開發(fā)周期并且使系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。利用AＴ89C52單片機(jī)為核心，包括復(fù)位模塊,按鍵模塊,顯示模塊等。單片機(jī)控制的兩組四位一體的數(shù)碼管中，一組是用來顯示賽事倒計(jì)時(shí)的時(shí)間，例如00—99分的顯示,同時(shí)根據(jù)不同的比賽可以設(shè)置不同的倒計(jì)時(shí)時(shí)間，另一組來顯示甲乙兩球隊(duì)的比分情況，通過按鍵根據(jù)比賽的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行加分減分。即通過按鍵控制倒計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)及甲乙兩隊(duì)的比分情況[９］。3系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)該系統(tǒng)硬件電路包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)AＴ89C52、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源電路、按鍵控制電路、計(jì)分電路、計(jì)時(shí)電路、報(bào)警電路。本設(shè)計(jì)是采用單片機(jī)AＴ8９C52作為本設(shè)計(jì)的核心元件。利用７段共陰ＬED作為顯示器件。在此設(shè)計(jì)中共接入了２組四位一體的數(shù)碼管，其中1組用于記錄AＢ隊(duì)的分?jǐn)?shù),每隊(duì)２個(gè)LED顯示器顯示范圍可達(dá)到０—99分，足夠滿足賽程需要，另外一組LED顯示器則用來記錄賽程時(shí)間，其中2個(gè)用于顯示分鐘，2個(gè)用于顯示秒鐘。其次,為了配合計(jì)時(shí)器和計(jì)分器校正調(diào)整時(shí)間和比分，我特定在本計(jì)中設(shè)立了1１個(gè)按鍵,其中８?jìng)€(gè)用于比賽分?jǐn)?shù)設(shè)置與調(diào)整，當(dāng)比賽隊(duì)A隊(duì)得1分時(shí)，按下A＋1鍵；得2分時(shí)，按下A+2鍵；得3分時(shí)，按下A+3鍵;當(dāng)加分出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí),可以按A-1鍵減1分，可以達(dá)到調(diào)整分?jǐn)?shù)的作用；依照同樣的方法可以記錄B隊(duì)的得分。3。1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)整個(gè)硬件系統(tǒng)主要包括單片機(jī)電路，電源電路，復(fù)位電路，數(shù)碼管顯示電路,報(bào)警電路,鍵盤電路組成。單片機(jī)主要是利用AＴ８9C52，復(fù)位電路是利用12M的晶振產(chǎn)生時(shí)鐘頻率,在鍵盤部分是通過單片機(jī)檢測(cè)I／O口電平的變化來判斷哪個(gè)按鍵有按下。其硬件系統(tǒng)框圖如圖3.１所示。AAT89C52按鍵控制電路晶振及復(fù)位電路電源輸入電路數(shù)碼管顯示電路報(bào)警電路運(yùn)行指示電路圖３。1籃球賽計(jì)分器的硬件結(jié)構(gòu)框圖3．1．１時(shí)鐘以及復(fù)位電路時(shí)鐘電路:為整個(gè)系統(tǒng)的工作提供一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘，本設(shè)計(jì)使用１２MHZ的晶振作為時(shí)鐘源。電容C1，C2的作用是引起時(shí)鐘的起振.復(fù)位電路：采用上電復(fù)位,復(fù)位使單片機(jī)重新執(zhí)行程序，恢復(fù)寄存器的默認(rèn)值［１0].其原理圖如下：圖3.2時(shí)鐘及復(fù)位電路３．1．2鍵盤部分鍵盤電路如圖3.3所示,主要用于調(diào)節(jié)人機(jī)接口關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)參數(shù)。單片機(jī)通過檢測(cè)I/O口電平的變化來判斷哪個(gè)按鍵有按下，當(dāng)沒有按鍵按下時(shí)，Ｉ/Ｏ被上拉為高電平,有按鍵按下時(shí)被強(qiáng)制拉為低電平。圖3。3鍵盤電路3。１．３報(bào)警部分報(bào)警電路如下圖3.４，通過報(bào)警電路給人們以警告信息。由于單片機(jī)的I/O口驅(qū)動(dòng)能力有限，在這里用了一個(gè)ＰNP的晶體管起電流放大作用驅(qū)動(dòng)蜂鳴器工作。電阻限流作用，防止晶體管因電流而發(fā)熱燒壞。圖3.4報(bào)警電路３．1．4顯示部分顯示部分采用數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描方式，數(shù)碼管采用共陰極的。Ｐ0發(fā)送段碼，P２發(fā)送位碼來控制數(shù)碼管的選通。使每個(gè)數(shù)碼管輪回點(diǎn)亮,由于人的視覺停留效應(yīng)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間人們會(huì)認(rèn)為所有的數(shù)碼管是點(diǎn)亮的.計(jì)分部分：各使用兩個(gè)數(shù)碼管來計(jì)量?jī)申?duì)的分?jǐn)?shù),分?jǐn)?shù)變化的控制通過按鍵來控制.計(jì)數(shù)范圍為００－9９.定時(shí)部分：各使用兩個(gè)數(shù)碼管來計(jì)量比賽時(shí)間,并采用倒計(jì)時(shí)的計(jì)數(shù)方式。其原理圖如圖3．5所示：圖3.5顯示部分３．2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件部分要求實(shí)現(xiàn)的功能有：開始時(shí)所有顯示屏都顯示0;有預(yù)置比賽時(shí)間的功能;具有ＡB兩隊(duì)分別計(jì)分的功能;有鳴笛警示功能;只有當(dāng)預(yù)置時(shí)間后，并按開始按鈕,計(jì)時(shí)器才能開始倒計(jì)時(shí)，只有當(dāng)開始計(jì)時(shí)后,AＢ兩隊(duì)才能進(jìn)行加一分、加二分，減一分；當(dāng)比賽暫停時(shí)，計(jì)時(shí)顯示屏停止倒計(jì)時(shí)；當(dāng)交換比賽場(chǎng)地時(shí),按交換鍵，甲乙兩隊(duì)的比分交換;當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)時(shí)間為零時(shí),蜂鳴器自動(dòng)鳴笛報(bào)警。３.2。1定時(shí)器子程序51單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)16位可編程的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，分別稱為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0和定時(shí)器／計(jì)數(shù)器1，它們具有四種工作方式,其控制字和狀態(tài)均在相應(yīng)的特殊功能寄存器中，通過對(duì)控制寄存器的編程，就可方便地選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ鞣绞?。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的核心是的16位加法計(jì)數(shù)器，定時(shí)器Ｔ0的加法計(jì)數(shù)器用特殊功能寄存器ＴH0、TL０表示，ＴH0表示加法計(jì)數(shù)器的高８位，TL0表示加法計(jì)數(shù)器的低8位。TH1和TL1則分別表示定時(shí)／計(jì)數(shù)器T1的高8位和低８位。它們均是8位寄存器，在特殊功能寄存器中占地址8AH-8DH。它們用于存放定時(shí)或計(jì)數(shù)的初始值.此外,內(nèi)部還有一個(gè)8位的工作方式寄存器TMOD和一個(gè)8位的控制寄存器TCOＮ，用于選擇和控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作。這些寄存器可根據(jù)需要由程序讀寫.當(dāng)然１６位加法計(jì)數(shù)器的輸入端每輸入一個(gè)脈沖，16位加法計(jì)數(shù)器的值自動(dòng)加1，當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值超過加法計(jì)數(shù)器字長(zhǎng)所能表示的二進(jìn)制數(shù)的范圍而向第1７位進(jìn)位，即計(jì)數(shù)溢出時(shí)，置位定時(shí)中斷請(qǐng)求標(biāo)志，向CPU申請(qǐng)中斷。TMOD用于控制T0和T1的工作方式，其格式如表3.1所示:表3.1方式控制寄存器ＴMOＤ位D7D6D5Ｄ４Ｄ3Ｄ2D1D0位符號(hào)ＧＡTEC／TＭ1Ｍ0ＧATEC／TM１M0門控開關(guān)計(jì)數(shù)/定時(shí)方式選擇門控開關(guān)計(jì)數(shù)/定時(shí)方式選擇Ｔ1方式字段T0方式字段M1,MO：工作方式控制位，可構(gòu)成表3。２所示四種工作方式：表３.2方式控制寄存器TMＯD的工作方式M1M０工作方式說明0001３位定時(shí)器;０1116位計(jì)數(shù)器;102可自動(dòng)再裝載的8位計(jì)數(shù)器;１１3T０分成兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器C／T：計(jì)數(shù)工作方式/定時(shí)工作方式選擇位。置０時(shí)，設(shè)置為定時(shí)工作方式；置1時(shí),設(shè)置為計(jì)數(shù)工作方式。GＡTE：門控位，用以決定是由軟件還是硬件啟動(dòng)/停止計(jì)數(shù).ＧATE=0，ＩNT０/INT1被封鎖,只要用軟件對(duì)ＴＲ0（或TR1)置“1”就啟動(dòng)了定時(shí)器；GATA＝1時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)受外部引腳輸入電平的控制。TMOD的所有位在復(fù)位后清０.TMＯD不能位尋址,只能按字節(jié)操作設(shè)置工作方式.定時(shí)/計(jì)數(shù)控制寄存器TCONTFl，TRｌ，TF０和ＴR0位用于定時(shí)器／計(jì)數(shù)器；ＩEl，ＩTｌ,IE0和ＩT０位用于中斷系統(tǒng).其格式如表3。3所示:表3。3控制寄存器TＣOＮ位Ｄ7D6D5Ｄ４D３Ｄ2D１Ｄ0位符號(hào)TF1TR1TF0TＲ0IＥ1ＩT1IＥ0IT０各位定義如下:TF0：定時(shí)器0溢出標(biāo)志。其功能及操作情況同ＴF１.ＴR0：定時(shí)器0運(yùn)行控制位.其功能及操作情況同ＴR１。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中主要使用定時(shí)器０的16位的定時(shí)模式,也就是工作模式１.程序設(shè)計(jì)的子框圖如圖3.６所示：圖3．６程序設(shè)計(jì)C源程序代碼如下：voｉdTimｅｒ＿Intｉ（vｏid）/／定時(shí)器0初始化程序｛TMOD=0X01；／/設(shè)置工作方式１TH０=（６5５36—50０0０）/256；/／高位初始值TＬ０=（65536—５００00)%25６；／/低位初始值ET0=１;/／開定時(shí)器0中斷ＥA=１；／/開總中斷TR0=1；/／啟動(dòng)定時(shí)器０}vｏidＴimer_ISＲ（)interrｕpｔ１//定時(shí)器0中斷服務(wù)程序{TH０=(6５５36—５0０００）/256；//重新賦初始值TL０＝(65536—５０000）％256；//if(cｏｕnt++==２0）//定時(shí)1s基準(zhǔn)｛sec＋+；//定時(shí)時(shí)間到,sec變量加1，couｎt變量清零?coｕnt=0；｝｝3．2．2鍵盤掃描子程序鍵盤采用獨(dú)立式鍵盤,按鍵是一種機(jī)械彈性開關(guān)，當(dāng)鍵按下時(shí)閉合，松開時(shí)斷開.因?yàn)橛袡C(jī)械的接觸，在觸點(diǎn)閉合或斷開的瞬間會(huì)出現(xiàn)電壓抖動(dòng).為了避免鍵輸入錯(cuò)誤，必須進(jìn)行鍵抖動(dòng)的處理。去抖動(dòng)由硬件和軟件兩種方法:硬件方法就是在鍵盤中附加去抖動(dòng)電路消除抖動(dòng)，而軟件方法則是采用時(shí)間延遲以消除抖動(dòng).其流程圖如圖３。7所示:圖3。7鍵盤掃描部分流程圖子程序如下所示：voidKｅy_Sｃan（ｖoid）/／鍵盤掃描子函數(shù)｛ｉｆ（key＝=0）//是否有按鍵按下｛Ｄelaｙ（10)；／／延時(shí)去抖If(keｙ==0）／/再次檢測(cè)是否有按鍵按下｛Ｗhiｌｅ（ｋeｙ＝=0）;//等待按鍵釋放｝}}3。2。３顯示子程序顯示部分采用共陰極的數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描方式，子程序的設(shè)計(jì)框圖如圖3.8下所示:圖3．8顯示子程序的設(shè)計(jì)子程序代碼示例如下：uｎsigｎedcharｃodeDSＹ＿ＣODE［]＝//段碼｛0xc0，０xｆ9，0xa４，0xｂ0，0x９9,０x92,０x８２，０x8２,0ｘf8,0x80,0x9０，0xff?}；unsigｎedchａrcodeBIT_CODＥ[］＝{０xfe，0xｆd,0xfb,0xf7,0xef,０ｘｄｆ，0xbｆ,０x7ｆ}；／/位碼vｏｉddisplay(）//顯示子函數(shù){unｓiｇｎedｃhaｒi；?wｈilｅ(１） {fｏｒ（i=0;i〈8;i++)｛ Ｐ０=～ＤSY_COＤE［i］；//循環(huán)掃面??P2=BＩＴ_ＣＯDE［i］;??Dｅlayms（2）;//延時(shí)}?}}３．２。4蜂鳴器報(bào)警子程序蜂鳴器采用一定頻率的脈沖來驅(qū)動(dòng)其發(fā)聲，子程序框圖如圖３.9所示:圖３。9蜂鳴器報(bào)警子程序流程圖程序代碼如下：ｖｏｉdｂeep(unsignｅｄｃhart）//蜂鳴器子函數(shù)｛ uchari；?for(i=0；i<100；ｉ+＋)?｛ＢＥEP=~BＥEP;//高低電平取反? DeｌayMS(t）；//延時(shí)?}?BEEＰ=０；/／關(guān)閉蜂鳴器｝4系統(tǒng)測(cè)試與分析4.1系統(tǒng)測(cè)試４。1.１硬件測(cè)試（1）經(jīng)過測(cè)量，電源電壓達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的5Ｖ；(2）用萬用表測(cè)試，所有的電路都通了；(３）用示波器檢查晶振,看到示波器上顯示標(biāo)準(zhǔn)的正弦波。４.1．2功能測(cè)試(１)當(dāng)一節(jié)比賽完成時(shí),蜂鳴器沒有報(bào)警,后經(jīng)修改程序,達(dá)到了當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)為0時(shí)方波驅(qū)動(dòng)蜂鳴器開始報(bào)警，起到了提示的作用，完成了預(yù)期的目標(biāo)。(2）通過按鍵,完成了甲乙兩隊(duì)的比分刷新與暫停的功能當(dāng)進(jìn)行賽事計(jì)分時(shí),A,B兩隊(duì)可以分別加一分，加兩分，進(jìn)行加分，當(dāng)需要扣分時(shí),按減分鍵進(jìn)行減分，并當(dāng)交換場(chǎng)地時(shí)，能交換A,B兩隊(duì)的比分。較好的完成了既定的加分減分功能。4.2系統(tǒng)分析通過硬件測(cè)試和軟件調(diào)試,本設(shè)計(jì)較好的完成了應(yīng)有的指標(biāo)和任務(wù).實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)為核心主控外圍電路的想法，各個(gè)電路模塊在程序的控制下，基本實(shí)現(xiàn)了應(yīng)有的功能.5小結(jié)本次設(shè)計(jì)采用了較少的元件,通過巧妙的電路設(shè)計(jì),充分利用硬件資源,以較低的成本實(shí)現(xiàn)籃球計(jì)分器的計(jì)時(shí)和顯示A/B隊(duì)的分?jǐn)?shù)，并能及時(shí)進(jìn)行加分，減分，鳴笛警示等功能。并且具有成本低廉、性能穩(wěn)定、高準(zhǔn)確度顯示、操作方便且易攜帶等特點(diǎn)。廣泛適合各類學(xué)校和小團(tuán)體作為賽程計(jì)分。通過此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，提高了對(duì)本專業(yè)各個(gè)學(xué)科綜合知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用能力,提高了自己實(shí)際動(dòng)手能力,掌握了整個(gè)硬件開發(fā)流程和步驟以及調(diào)試方法，同時(shí)也提高了自身對(duì)產(chǎn)品開發(fā)的嚴(yán)謹(jǐn)性、系統(tǒng)性、科學(xué)性.通過理論與實(shí)際的相結(jié)合，進(jìn)一步深入的體會(huì)到一種學(xué)習(xí)的方法，特別是對(duì)電子設(shè)計(jì)方面。首先，要明確總體的設(shè)計(jì)方案與方法；其次，對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)與改進(jìn);最后，將各個(gè)部分整合到一起進(jìn)行比較、觀察.由于時(shí)間的限制，籃球積分器總的系統(tǒng)還存在一些不足之處,需要進(jìn)一步完善，例如數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)問題,當(dāng)時(shí)就是沒有仔細(xì)考慮數(shù)碼管的亮度問題，節(jié)省原件，就直接用單片機(jī)控制了。其它的也可以進(jìn)行功能擴(kuò)展。HYPERＬIＮK\l"目錄”參考文獻(xiàn)［1］郭天祥主編．新概念51單片機(jī)C語言教程[M]。電子工業(yè)出版社，２0０9。1:２-1５［2]高吉祥主編.數(shù)字電子技術(shù)［M］.電子工業(yè)出版社，2009。7：2５－32［3］張旭主編.數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描數(shù)據(jù)顯示[J］。伊春職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系，201２。9：45-53［４］高吉祥主編．模擬電子電路[M]．電子工業(yè)出版社，２009．7:３４—40[5］郭玉霞主編。MCS-51單片機(jī)原理與應(yīng)用［M].北京航空航天大學(xué)出版社,２０10。1:５6—78［６］張義和主編．例說51單片機(jī)(C語言版)[M］.電子工業(yè)出版社，2０08。4：１10—13２［7］趙建領(lǐng)主編。5１單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)詳解［M].電子工業(yè)出版社，2009:1０７~２89[8]劉娟主編。單片機(jī)C語言與ＰRＯTUES仿真技能實(shí)訓(xùn)［M]．中國(guó)電力出版社,2010．8：７８-105［9］周潤(rùn)景主編.Pｒotues入門實(shí)用教程［M]。機(jī)械工業(yè)出版社,2０0７.９：140—173［１０］譚浩強(qiáng)主編。C程序設(shè)計(jì)(第三版）[Ｍ］。清華大學(xué)出版社，20１0.８：1７0－２56致謝附錄A原理圖．圖A原理圖附錄BPCＢ雙面板圖B1底層ＰＣＢ圖B2頂層ＰＣB附錄C實(shí)物圖圖C實(shí)物圖附錄D完整程序代碼＃ｉnclude＜reg51。ｈ＞＃ｄｅfineuchａrunsｉgnedchar＃ｄｅｆinｅｕiｎtｕnsｉgnedinｔvoiｄdelaｙ（ｕｃｈarx）；//延時(shí)（時(shí)間較短）voiddｅlａy1(uchaｒx）；//延時(shí)（時(shí)間較長(zhǎng)）voidＪs_Jf_Sｃan(void）;//數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示函數(shù)vｏidKｅy_if(voｉｄ）；//A、Ｂ兩隊(duì)分值處理函數(shù)voidJｓ＿50ｍs(void）；//定時(shí)５0ms中斷函數(shù)vｏiｄKey_Y（voiｄ）；//預(yù)置時(shí)間函數(shù)vｏidPtｉmｅ(ｕcｈar）;/／時(shí)間處理函數(shù)vｏidsound(ｖoid);／/鳴笛警示函數(shù)ｓbiｔCL1＝P2＾０；//B隊(duì)4位計(jì)分?jǐn)?shù)碼管位控線sbitCL2=P2^1；sｂiｔCL3=P2^2；sｂitＣL４=P2^3；sbiｔＫL１=P2^4;／／A隊(duì)4位計(jì)分?jǐn)?shù)碼管位控線sbｉｔKＬ２＝P２^5;sbiｔKL3＝P２^６;sbitKL４=Ｐ2＾7；sbitS1＝P１＾３;/／驅(qū)動(dòng)4位計(jì)時(shí)數(shù)碼管位控線sbitS2=Ｐ１＾2;sｂiｔＳ３=P1^1；sbiｔS4=P1^0;sbitYＫ１＝P1^6;//預(yù)置分鐘的十位ｓbitＹK2=P1^７；/／預(yù)置分鐘的個(gè)位sbitmｕsiｃ＝P１^4；／/P１．４接喇叭，發(fā)聲，鳴笛sbitＫey１=Ｐ3^0;//B隊(duì)加分鍵sbitKey2=P３＾1;／／B隊(duì)減分鍵sbitKey3=P3^４;//A隊(duì)加分鍵ｓｂitKey4＝P3^５；//Ａ隊(duì)減分鍵sbｉtIｎt_Ｋeｙ＝P３.２；//鳴笛鍵ｓｂitＳtar=P3＾6;//開始按鈕sｂitＰｕsｅ＝Ｐ3^7;／/停止按鈕intｍs＝０，ｍｇ＝0,fs=0；／/秒鐘的十位、個(gè)位以及秒鐘的變量說明intfg＝0；m=0,f,ｆｙ，nｕｍ=0；／/分鐘的十位、個(gè)位以及分鐘的變量說明intg,s，ｂ,q，suｍ=0；//B隊(duì)定義個(gè)十百位intｇ1，s１，ｂ１,ｑ1,suｍ1=0；//A隊(duì)定義個(gè)十百位ｉntLＥD_Nuｍ[］=｛0ｘ00，0x01,０x0２,0x03，０x04,０ｘ0５，0x06,0x07，０x08，0ｘ0９,0x00，｝；//段碼voｉｄｍaiｎ（void）｛ TＭＯD=０ｘ01；／／設(shè)置T0為工作方式１，作為１6位計(jì)數(shù)器 ＴH0=（655３5-5000０）／2５6；/／設(shè)置Ｔ0的高８位，并且T０的計(jì)數(shù)值為５0ms?TＬ0=（65535－50０00)％２56;/／設(shè)置Ｔ０的低8位?ｍuｓic=0；／/初值喇叭不響?EA＝１;//開放所有中斷?ET０=1;／／允許定時(shí)/計(jì)數(shù)器T０溢出中斷 EX0=1；／/允許外部中斷0?ＩＴ０=1；//設(shè)置外部中斷0為邊沿觸發(fā)方式（下降沿)?while（1)//無窮循環(huán)，程序一直運(yùn)行?｛??Ｋey_Y（）；／/預(yù)置場(chǎng)次比賽時(shí)間? if（Ｓtar==0＆＆ｆ!=０＆&Puse!=0）//按下“開始鍵",設(shè)置好比賽時(shí)間,并且未按“停止”鍵時(shí)，比賽正式開始 ?｛ ? TR0=1；／/啟動(dòng)定時(shí)器T０,開始計(jì)時(shí)? ?Key_if（）；//開始計(jì)分 } else { ? ＴR0=０;? //比賽還未開始或比賽結(jié)束時(shí)間到，停止計(jì)時(shí) }??Jｓ_Jf_Sｃａｎ(）；／／將相應(yīng)的分?jǐn)?shù)、時(shí)間同步進(jìn)行顯示 ｝｝/＊＊**＊＊*＊＊＊*＊**＊＊＊*＊設(shè)置場(chǎng)次比賽時(shí)間*＊**＊＊＊＊**＊*＊***＊＊*＊/voidＫey_Y(vｏｉd)｛?if（YK1＝=０）//初始狀態(tài)，分鐘的十位為0?｛ delay（1)；//延時(shí)去抖動(dòng) ?fs=ｆｓ+1；//分十位加1分 ?fｙ=fs＊１0+fg;／/求出預(yù)置時(shí)間的分鐘值? f=fｙ；//中間變量?｝ if(ＹK2=＝０）//初始狀態(tài),分鐘的個(gè)位為0 ｛ delay（1）;/／延時(shí)去抖動(dòng)??fｇ=fｇ+１；/／分個(gè)位加1分 ?fy=ｆs*10+fg;//求出預(yù)置時(shí)間的分鐘值 ｆ=fy；//中間變量 ｝ Jｓ_Jｆ＿Scan(）；｝／＊＊**＊＊＊＊T0中斷服務(wù)函數(shù)，每隔５0mｓ產(chǎn)生一次中斷＊＊*****＊/ｖoｉｄJs＿5０ms(voiｄ）iｎｔerrｕpt１using1/／定時(shí)器Ｔ0中斷,用工作寄存器組1｛?TＨ0=(６5535—５00００)/256；//定時(shí)器T0的高8位?TL0=(６55３5－50００0)%2５6；//定時(shí)器T0的低8位?nｕｍ++;//每50ms累加一次?Ptime（num）;//調(diào)用時(shí)間處理函數(shù)｝/*＊*＊＊＊*＊*****＊＊＊＊*＊*＊＊時(shí)間處理函數(shù)*＊**＊**＊*＊＊＊＊**＊＊***/voidPtiｍe(uｃhartimｅ）{ if（timｅ＝=20)//如果為1ｓ（50ｍｓ*２0＝1s） ｛ ?nuｍ=0； ?m++；/／每到1s,計(jì)時(shí)器累加1次? ms＝m/１0;//秒的十位? mg=m％１０；/／秒的個(gè)位??if（m==60）//如果為1min? ｛ ? m=0;/／秒鐘置０? mg=m％1０;//秒鐘的個(gè)位置0? ?ｍs=m/10；//秒鐘的十位置0 ?f—-；//分鐘開始在預(yù)設(shè)的比賽時(shí)間基礎(chǔ)上倒計(jì)時(shí)?? fｓ=f/1０;//分鐘的十位 ?fg=ｆ％１0；/／分鐘的個(gè)位 ??iｆ（f==0)//分鐘數(shù)倒計(jì)時(shí)到0? ?{? ? ＴR0＝0;//時(shí)間到，停止計(jì)時(shí)???}??? ?｝?｝｝/*＊＊＊*＊*＊＊＊*＊＊＊*＊**數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示＊＊＊＊＊＊＊＊*＊＊＊＊＊*＊＊＊/ｖoｉdＪs_Jｆ＿Sｃan(voｉd){?ucharj；?fｏr（ｊ＝0;j<=5；j+＋)?｛? ＫＬ4=0;Ｐ0=LＥD＿Nuｍ[g1];deｌａｙ(1)；KL4=1；／*將Ａ隊(duì)分?jǐn)?shù)的個(gè)位傳遞給譯碼器，通過按鍵,實(shí)現(xiàn)邊沿跳變,并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來＊/ ?KＬ３=0;P0=LEＤ_Num[s1］；delａｙ（1);KL３＝1；/*將A隊(duì)分?jǐn)?shù)的十位傳遞給譯碼器,通過按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來＊/ KL2＝0；Ｐ0=LＥD_Num[b1］；delaｙ(1）;KL2=1；/*將Ａ隊(duì)分?jǐn)?shù)的百位傳遞給譯碼器，通過按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來*/? KL1=0;P0=LEＤ＿Nｕm[q1]；dｅlay（１）;KL1=1；/＊將Ａ隊(duì)分?jǐn)?shù)的千位傳遞給譯碼器，通過按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來*／ CL4=0；Ｐ０＝LＥＤ_Ｎuｍ[g］；delａy（1)；CL4＝１；/*將B隊(duì)分?jǐn)?shù)的個(gè)位傳遞給譯碼器,通過按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來*/? CL3=0;Ｐ0＝ＬED_Ｎum［s];ｄelaｙ(1）；CL3=1； /＊將Ｂ隊(duì)分?jǐn)?shù)的十位傳遞給譯碼器，通過按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來＊/ ?CL2＝0；P０＝ＬED_Ｎum[ｂ]；ｄelａy（１);CL２=1； /*將B隊(duì)分?jǐn)?shù)的百位傳遞給譯碼器，通過按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變,并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來＊/ ?CL1=0；P0=LED＿Num［q］;delaｙ(1）;CL1=1；/*將B隊(duì)分?jǐn)?shù)的千位傳遞給譯碼器，通過按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來*／ ?S4=0；P０=LED_Num［mｇ］；delay(1）；S4=1;/＊將秒鐘的個(gè)位傳遞給譯碼器,通過按鍵,實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來*/? S3=0；Ｐ0＝LEＤ＿Ｎuｍ［mｓ]；delay（1）；S3＝1;?/＊將秒鐘的十位傳遞給譯碼器，通過按鍵,實(shí)現(xiàn)邊沿跳變,并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來*/? S2＝0；Ｐ0=LED＿Ｎｕm［fg］；deｌay（１);S2=1; /＊將分鐘的個(gè)位傳遞給譯碼器,通過按鍵,實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來＊/ S1=0;P０=ＬEＤ_Num[fs]；ｄelay(1）;Ｓ1=1；／＊將分鐘的十位傳遞給譯碼器,通過按鍵,實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來＊／?}｝/*＊***＊*＊*＊＊*＊＊＊*＊判斷是哪個(gè)隊(duì)加分或者減分**＊*＊＊**＊＊****＊＊*/voiｄKey_ｉf(ｖoiｄ）｛?if（Keｙ1=＝