畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于單片機(jī)的球類比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

基于單片機(jī)的球類比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)1基于單片機(jī)的球類比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名：xxx學(xué)號(hào)：200740620249指導(dǎo)老師：xxx摘要：?jiǎn)纹瑱C(jī)廣泛應(yīng)用在電子領(lǐng)域的各個(gè)方面，因此想到要把單片機(jī)應(yīng)用在球類比賽當(dāng)中去，球類比賽主要包括計(jì)時(shí)和計(jì)分兩大塊，這樣就可以應(yīng)用單片機(jī)來(lái)控制七段數(shù)碼管LED來(lái)實(shí)現(xiàn)這種功能，達(dá)到預(yù)期的效果。本此計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是籃球比賽為例，然后可以拓展到其他球類比賽的各個(gè)方面，籃球比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)主要是以AT89C51單片機(jī)為核心元件，利用它內(nèi)部的計(jì)數(shù)器T0，通過(guò)軟件編程來(lái)完成比賽的計(jì)時(shí)，硬件部分除了AT89C51之外，還有7段LED數(shù)碼管和開(kāi)關(guān)，通過(guò)程序控制后顯示比分和時(shí)間。報(bào)警部分采用蜂鳴器為音響器件。該計(jì)時(shí)計(jì)分器具有以下功能：1、計(jì)時(shí)：賽程時(shí)間啟/停設(shè)置、24s倒計(jì)時(shí)控制；2、計(jì)分：比分加減控制，調(diào)整兩隊(duì)的比分；3、報(bào)警。且價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單、攜帶方便，適合學(xué)校單位舉辦友誼比賽等賽事的計(jì)時(shí)計(jì)分輔助工具。關(guān)鍵詞：籃球AT89C51計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)中圖分類號(hào)：TNBasedonSCMballgamestimingscoringsystemdesignAbstract:widelyusedintheelectronicfieldmicrocontroller,thereforeallaspectsofthethoughtofputtingSCMinballgames,ballgamesamongmainlyincludestimingandscoringtwobulks,soitcanbeusedasingleshipcontrollingsevensegmentdigitaltubeLEDtoimplementthisfunction,achievethedesiredeffect.Thetimingofthescoringsystemisdesignedasanexample,thenbasketballgamecouldexpandtootherballgameseachaspect,thegameofbasketballtimingscoringsystemismainlybyAT89C51components,useitinternalcounterT0,throughsoftwareprogrammingtocompletegametiming,hardwarepartbesidesAT89C51sevensections,butalsoLEDdigitaltubeandswitch,throughtheprogramcontroltimeandthatthescore.Alarmpartadoptsforaudiodevices.BuzzerThetimingJiFenQihasthefollowingfunctions:1,timing:scheduletimerev/stopsetting,24scountdowncontrol；2,scoring:scoretoaddandsubtractcontrol,adjustmenttwoteamsscore；3,callthepolice.Andthepriceischeap,simpleoperation,easytocarry,suitableforschoolheldasportseventfriendshipmatchunitofauxiliarytoolclockscoring.Keywords:basketballAT89C51TimingscoringsystemSubdivisisionclassifiednumber:TN基于單片機(jī)的球類比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)2目錄1.緒論.31.1引言.31.2選題的背景及意義.32.設(shè)計(jì)的總體方案.42.1系統(tǒng)構(gòu)成框圖.42.2器件選擇.52.3基本功能介紹.52.3.1比賽時(shí)間設(shè)置.52.3.2賽程時(shí)間開(kāi)始/暫停設(shè)置.52.3.3比分手動(dòng)控制刷新.52.3.424s顯示控制.62.3.5計(jì)時(shí)計(jì)分的顯示方法.62.3.6計(jì)時(shí)結(jié)束后自動(dòng)報(bào)警.63.硬件部分設(shè)計(jì).63.1AT89C51單片機(jī).63.1.1AT89C51功能特性.63.2計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì).73.2.1LED顯示器.73.2.2報(bào)警電路.93.2.3計(jì)時(shí)電路.93.3計(jì)分電路設(shè)計(jì).103.4計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)的工作過(guò)程.104.系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì).114.1主程序.124.1.1主程序的流程圖.124.1.2主程序.145.系統(tǒng)調(diào)試.146.結(jié)束語(yǔ).15致謝.16參考文獻(xiàn).17基于單片機(jī)的球類比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)31.緒論1.1引言球類比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)是輔助比賽的工具。球類比賽分為籃球，足球，排球，乒乓球等許多種類，不同球類比賽規(guī)則要求各不相同，例如足球比賽要求比賽時(shí)間為九十分鐘，其中還包括傷停補(bǔ)時(shí)時(shí)間，乒乓球比賽為十一球制等。籃球比賽根據(jù)美國(guó)男籃職業(yè)聯(lián)賽（NBA）的規(guī)定，則是采取四節(jié)制，每節(jié)十二分鐘，比賽結(jié)束后兩隊(duì)比分相同時(shí)，需要進(jìn)行加時(shí)賽，在加時(shí)比賽中，每節(jié)比賽則是五分鐘，直到分出勝負(fù)為止?；@球比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)由51單片機(jī)，計(jì)時(shí)七段LED數(shù)碼管、計(jì)分七段LED數(shù)碼管，開(kāi)關(guān)等設(shè)備組成。本計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)始、暫停等功能，同時(shí)還具有24s顯示的功能。且價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單、攜帶方便，適合學(xué)校單位舉辦友誼比賽等賽事的計(jì)時(shí)計(jì)分輔助工具。1.2選題的背景及意義隨著姚明，易建聯(lián)等球星成功的加入NBA后，籃球比賽在中國(guó)越來(lái)越被人們關(guān)注，同時(shí)在學(xué)校單位等也受到歡迎，更被絕大多數(shù)青少年所喜愛(ài)。本設(shè)計(jì)除了具有賽程時(shí)間計(jì)時(shí)、時(shí)間調(diào)整及暫停和比賽計(jì)分的功能，還具有24s進(jìn)攻的功能。且價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單、攜帶方便，適合學(xué)校單位舉辦友誼比賽等賽事的計(jì)時(shí)計(jì)分輔助工具。從另一方面說(shuō)，本設(shè)計(jì)方便了記錄人員比賽時(shí)的計(jì)時(shí)計(jì)分工作，在某種程度上也促進(jìn)了籃球比賽在大眾人群的普及，這樣既有利于發(fā)展籃球運(yùn)動(dòng)，又有利于增強(qiáng)人們的體質(zhì)。另外這樣能使比賽更趨向于公平化、正規(guī)化，減少了比賽中由比賽記錄出錯(cuò)產(chǎn)生的摩擦和不愉快的事情的發(fā)生，提高了比賽的友誼性、娛樂(lè)性。此外，該計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)經(jīng)過(guò)少許修改，即去掉24s計(jì)時(shí)功能后，同樣也適用于其他球類比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分。基于單片機(jī)的球類比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)42.設(shè)計(jì)的總體方案2.1系統(tǒng)構(gòu)成框圖本計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)的構(gòu)成框圖如圖1所示。圖1籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)的構(gòu)成框圖本系統(tǒng)是用AT89C51設(shè)計(jì)的，起到核心的作用。顯示器件是利用七段共陰LED數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)。其中，計(jì)分電路系統(tǒng)中共接入6個(gè)7段共陰LED數(shù)碼管用于記錄參賽甲乙兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)，每對(duì)3個(gè)LED數(shù)碼管，一般的籃球比賽的比分范圍是0150分的范圍之間，這3對(duì)LED數(shù)碼管的顯示范圍可達(dá)0999分，滿足比分的要求。比分是通過(guò)按鍵來(lái)手動(dòng)控制加分，為了避免手動(dòng)操作時(shí)失誤錯(cuò)加分，因此增加了兩個(gè)用于減分的按鍵。比分顯示是采用靜態(tài)顯示，換言之，6個(gè)LED數(shù)碼管在同一瞬間可以顯示不同的字符。計(jì)時(shí)電路系統(tǒng)中共接6個(gè)LED數(shù)碼管。其中4個(gè)用于記錄每節(jié)比賽的賽程時(shí)間，2個(gè)用于顯示分鐘，2個(gè)用于顯示秒鐘，中間用小數(shù)點(diǎn)隔開(kāi)。比賽時(shí)間采用倒計(jì)時(shí)方式，即比賽前將時(shí)間設(shè)置好，通過(guò)按鍵暫停，比賽開(kāi)始時(shí)按下按鍵，開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，直至計(jì)時(shí)到零為止，比賽暫停時(shí)停止計(jì)時(shí)，比賽重新開(kāi)始時(shí)繼續(xù)計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)范圍可達(dá)到099分鐘，滿足計(jì)時(shí)上限12分鐘。另外2個(gè)LED數(shù)碼管用于24s計(jì)時(shí)，同樣采用倒計(jì)時(shí)，比賽開(kāi)始通過(guò)按鍵啟動(dòng)計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)到零或進(jìn)攻方出手投籃或被搶斷則重新開(kāi)始由24s倒計(jì)時(shí)，如此循環(huán)，直至比賽結(jié)束。當(dāng)有暫停同樣停止計(jì)時(shí)，重新開(kāi)始AT89C51計(jì)時(shí)顯示記分顯示復(fù)位晶振賽程時(shí)間設(shè)置鍵盤(pán)賽程比分設(shè)置鍵盤(pán)基于單片機(jī)的球類比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)5時(shí)繼續(xù)計(jì)時(shí)。其次，為了滿足計(jì)時(shí)系統(tǒng)和計(jì)分系統(tǒng)的要求，設(shè)計(jì)中接入了6個(gè)按鍵。其中四個(gè)用于輸入?yún)①惣滓覂申?duì)的分?jǐn)?shù)；另外兩個(gè)用于完成啟動(dòng)、暫停和24s重新計(jì)時(shí)功能。再次，本設(shè)計(jì)中還設(shè)計(jì)了計(jì)時(shí)報(bào)警器，當(dāng)比賽時(shí)間結(jié)束或24s結(jié)束時(shí)，立即通過(guò)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲提示。2.2器件選擇本設(shè)計(jì)中主要選取了三種器件：?jiǎn)纹瑱C(jī)：AT89C51顯示器件：共陰極LED數(shù)碼管按鍵：歐姆龍按鍵2.3基本功能介紹2.3.1比賽時(shí)間設(shè)置通過(guò)按鍵暫停鍵、24秒復(fù)位鍵來(lái)設(shè)置比賽時(shí)間。當(dāng)比賽結(jié)束時(shí)，如果兩隊(duì)比分相同要進(jìn)行加時(shí)賽是，這時(shí)比賽時(shí)間的調(diào)整同樣由暫停鍵、24秒復(fù)位鍵來(lái)設(shè)置。2.3.2賽程時(shí)間開(kāi)始/暫停設(shè)置當(dāng)時(shí)間設(shè)置好以后，例如每節(jié)時(shí)間為12分鐘，那么LED數(shù)碼管14上分別顯示1200，12表示分鐘，00表示秒鐘。這時(shí)，在裁判吹響開(kāi)始哨聲前，則立即按下暫停鍵，當(dāng)比賽開(kāi)始時(shí)，再次按下暫停鍵，這時(shí)計(jì)時(shí)開(kāi)始，計(jì)時(shí)顯示由1200變成1159，1158，1157一直到0000時(shí)為止，即表示這節(jié)的比賽結(jié)束。在比賽過(guò)程中，遇到換人、暫停等時(shí)仍然通過(guò)暫停鍵來(lái)控制時(shí)間停止計(jì)時(shí)，數(shù)碼管上的數(shù)值保持不變。當(dāng)比賽繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，應(yīng)立即按下暫停鍵，繼續(xù)進(jìn)行計(jì)時(shí)。2.3.3比分手動(dòng)控制刷新由于在比賽中，兩隊(duì)的比分不斷變化，所以需要設(shè)置比分手動(dòng)控制裝置。該功能由按鍵甲隊(duì)加分，甲隊(duì)減分，乙隊(duì)加分，乙隊(duì)減分完成：甲隊(duì)加分：甲隊(duì)比分加1基于單片機(jī)的球類比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)6甲隊(duì)減分：甲隊(duì)比分減1乙隊(duì)加分：乙隊(duì)比分加1乙隊(duì)減分：乙隊(duì)比分減12.3.424s顯示控制24s值在程序中設(shè)置，由LED數(shù)碼管56顯示，即LE數(shù)碼管56顯示24。比賽開(kāi)始時(shí)按下暫停鍵，24s隨比賽時(shí)間一起計(jì)時(shí)，即計(jì)時(shí)顯示由24變成23、22、21直到00。然后再?gòu)?4s開(kāi)始重新計(jì)時(shí)。比賽過(guò)程中，當(dāng)進(jìn)攻的一方改變，應(yīng)立即24秒復(fù)位鍵，使24s重新計(jì)時(shí)。2.3.5計(jì)時(shí)計(jì)分的顯示方法計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)是采用七段共陰LED數(shù)碼管顯示。其中計(jì)分的六個(gè)LED數(shù)碼管，賽程時(shí)間四個(gè)LED數(shù)碼管，24s兩個(gè)LED數(shù)碼管。顯示器顯示格式分別為：000000和0000以及00。2.3.6計(jì)時(shí)結(jié)束后自動(dòng)報(bào)警當(dāng)比賽時(shí)間或24s計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出3s報(bào)警聲提示。3.硬件部分設(shè)計(jì)在進(jìn)行硬件部分設(shè)計(jì)時(shí)，首先要確定元器件，并且知道這些器件的實(shí)現(xiàn)功能。然后才能進(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的硬件電路是LED顯示電路。硬件部分的設(shè)計(jì)除了硬件電路的設(shè)計(jì)，還包括PCB圖的繪制。3.1AT89C51單片機(jī)本系統(tǒng)是用AT89C51設(shè)計(jì)的，起到核心的作用。AT89C51是高性能CMOS8位單片機(jī)，它有4K字節(jié)的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀存儲(chǔ)器（PENROMFalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）和128字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）。3.1.1AT89C51功能特性目前許多嵌入控制系統(tǒng)使用了這種芯片。它的主要性能特點(diǎn)如下：與MCS-51兼容壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz基于單片機(jī)的球類比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)7128B8位內(nèi)部RAM三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定5個(gè)中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式3.2計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì)3.2.1LED顯示器一、LED結(jié)構(gòu)和原理LED數(shù)碼管組成結(jié)構(gòu)如圖2（a）所示圖2（a）中，ag為數(shù)字或字符顯示段，h段位小數(shù)點(diǎn)段。通過(guò)ag為7個(gè)發(fā)光二極管的不同組合，可以顯示09和AF共16個(gè)數(shù)字和字母。例如，a、b、c段亮，顯示數(shù)字“7”，c、