基于單片機(jī)AT89C51的乒乓球程序課程設(shè)計(jì)報(bào)告.doc

寧波技師學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告論文題目 基于AT89C51的乒乓球程序 專業(yè)班級(jí)： _學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 寧波技師學(xué)院二零一三 年 十 月摘 要單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，以極高的性價(jià)比，受到人們的重視和關(guān)注應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。單片機(jī)以體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、環(huán)境要求不高、價(jià)格低廉、可靠性高、靈活性好、開(kāi)發(fā)價(jià)位容易。由于具有上述優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制、自動(dòng)檢測(cè)、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機(jī)電一體化設(shè)備等各方面，而51單片機(jī)是各個(gè)單片機(jī)中最典型最有代表性的一種。這次課題設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)它的學(xué)習(xí)、應(yīng)用，以AT89C51為核心，輔以必要的電路，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易的電子時(shí)鐘，它由直流電源供電，通過(guò)數(shù)碼管顯示時(shí)間，調(diào)整時(shí)間，從而達(dá)到學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)軟、硬件的目的。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；乒乓球程序，數(shù)碼管顯示；LED燈顯示乒乓球行程目錄1 引言12 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)22.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)22.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案23 硬件設(shè)計(jì)33.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)33.1.1復(fù)位電路33.1.2時(shí)鐘電路53.2控制電路63.3.1數(shù)碼管的引腳及其作用73.3.2數(shù)碼管顯示電路74軟件設(shè)計(jì)94.1主程序流程圖94.2按鍵掃描114.2.1按鍵掃描流程圖114.2.2按鍵掃描程序125 制作與調(diào)試165.1制作步驟與重點(diǎn)166 結(jié)論187 致謝198 參考文獻(xiàn)20附錄1 系統(tǒng)實(shí)物圖21附錄2 實(shí)驗(yàn)原理圖22附錄3 系統(tǒng)仿真圖22附錄3 系統(tǒng)仿真圖23附錄4 程序清單24附錄5 PCB圖34附錄6 元器件清單35寧波技師學(xué)院課程設(shè)計(jì) 341 引言當(dāng)今，計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來(lái)了科研和生產(chǎn)的許多重大飛躍，微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已滲透到生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面。其中單片微型計(jì)算機(jī)雖然問(wèn)世不久，然而體積小、價(jià)廉、功能強(qiáng)，其銷售額以每年近80%的速率增長(zhǎng)。他的性能不斷提高，適用范圍愈來(lái)愈寬，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域已占有日益重要的地位。單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，又成為控制器。他是在一塊半導(dǎo)體上，集成了CPU、ROM、RAM、I/O接口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能部件，構(gòu)成了一臺(tái)完整的數(shù)字計(jì)算機(jī)。單片機(jī)在生產(chǎn)生活中的許多方面得到廣泛的應(yīng)用，例如，生活中五彩變幻的霓虹燈，手機(jī)通信，溫度檢測(cè)，流量控制等都涉及到單片機(jī)。單片機(jī)的應(yīng)用結(jié)束了計(jì)算機(jī)專業(yè)人員“壟斷”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的時(shí)代，他既給各種專業(yè)人員、特別是許多工程技術(shù)人員帶來(lái)了學(xué)習(xí)和掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)的緊迫性，同時(shí)也帶來(lái)了可能性，因?yàn)榻M成計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)變得容易、“平凡”，增強(qiáng)了人們進(jìn)入這一領(lǐng)域的信心單片機(jī)的歷史非常短暫，然而發(fā)展十分迅猛。自1971年美國(guó)Intel公司首先研制出4位單片機(jī)4004以來(lái)，他的發(fā)展可粗略劃分為四個(gè)階段：第一階段19711976年，屬萌芽階段。發(fā)展了各種4位單片機(jī)，多用于家用電器、計(jì)算器、高級(jí)玩具。第二階段 19761980年，為初級(jí)8位機(jī)階段，發(fā)展了各種中、低檔8位單片機(jī)，典型的如MCS-48系列單片機(jī)，片內(nèi)含多個(gè)8位并行I/O接口、一個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，不帶串行接口，其功能可以滿足一般工業(yè)控制和智能化儀器儀表等的需要。第三階段 19821983年，高級(jí)8位機(jī)階段，發(fā)展了高性能的8位單片機(jī)，例如MCS-51系列單片機(jī)，它帶有串行I/O接口和多個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，具有多級(jí)中斷功能。這一階段進(jìn)一步拓寬了單片機(jī)的應(yīng)用范圍，使之能用于智能終端、局部網(wǎng)絡(luò)接口，并擠入了個(gè)人計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)于設(shè)計(jì)思想，做系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下圖2-1所示單片機(jī)控制電路顯示電路電 源數(shù)碼管顯示LED燈顯示圖2-1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、控制電路、顯示電路，利用AT89C51的處理能力來(lái)作為一個(gè)乒乓球游戲程序、3 硬件設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)是以AT89C51為核心，由單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路組成，如圖3-1最小系統(tǒng)圖3-1 最小系統(tǒng)3.1.1復(fù)位電路復(fù)位操作上有上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位，上電復(fù)位是在上電瞬間，電容充電電流最大，電容相當(dāng)于短路，RST端為高電平，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位，當(dāng)電容兩端電壓達(dá)到電源電壓時(shí)，電容充電電流為零，電容相當(dāng)于開(kāi)路RST端為低電平，程序正常運(yùn)行。如圖3-2上電復(fù)位電路圖3-2 上電復(fù)位電路手動(dòng)復(fù)位是在按鍵按下時(shí)，RST端直接與VCC接通，為高電平形成復(fù)位，同時(shí)電容被短路放電；按鍵松開(kāi)時(shí)，VCC對(duì)電容充電，充電電流在電阻上，RST依然為高電平，仍是復(fù)位，充電完成后，電容相當(dāng)于開(kāi)路，RST端為低電平，單片機(jī)正常工作。如圖3-3按鍵復(fù)位電路圖3-3按鍵復(fù)位電路3.1.2時(shí)鐘電路單片機(jī)內(nèi)設(shè)有一個(gè)由反向放大器所構(gòu)成的振蕩電路，XTAL1和XTAL2分別為振蕩電路的輸入端和輸出端。在XTAL1和XTAL2引腳外接定時(shí)元件，振蕩電路就產(chǎn)生自激振蕩，定時(shí)元件通常采用由石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路，晶體頻率可以在1.2MHZ到12MHZ之間，電容起頻率微調(diào)作用。如圖3-4 時(shí)鐘電路圖3-4 時(shí)鐘電路3.2控制電路控制電路通過(guò)按鈕使單片機(jī)以設(shè)定輸入的I/O口接通電源地使之變?yōu)榈碗娖?，再通過(guò)單片機(jī)內(nèi)的程序的設(shè)定，運(yùn)行相應(yīng)的程序，在通過(guò)設(shè)定輸出的I/O口進(jìn)行輸出，使之按下按鍵后，在顯示出相應(yīng)的功能。如圖3-5 控制電路圖3-5 控制電路3.3 數(shù)碼管顯示電路3.3.1數(shù)碼管的引腳及其作用 圖3-6 共陽(yáng)極數(shù)碼管如上圖3-6共陽(yáng)極數(shù)碼管所示，共陽(yáng)極低電平有效，根據(jù)要顯示的數(shù)字進(jìn)行選擇這些引腳的高低電平。3.3.2數(shù)碼管顯示電路單片機(jī)把內(nèi)部的程序中的乒乓球比賽完成后，成績(jī)顯示。圖3-7 數(shù)碼管顯示電路4軟件設(shè)計(jì)4.1主程序流程圖針對(duì)于設(shè)計(jì)思想，做程序流程圖如下圖4-1所示 開(kāi)始 否是否有鍵按下 是P2.0按下P2.1按下流水燈至下而上(2號(hào)發(fā)球)流水燈至上而下( 1號(hào)發(fā)球 )中途P2.2按下（2贏）LED流動(dòng)顯示中中途P2.3按下（1贏）LED燈最后一盞 進(jìn)入判斷P2.3按下，流水燈至下而上，（2號(hào)把球打回）P2.2按下，流水燈至上而下，（1號(hào)把球打回） 輸出結(jié)果4.2按鍵功能P2.0上啟動(dòng)P2.1下啟動(dòng)P2.2 1號(hào)選手P2.32號(hào)選手主程序ORG0000HJMPSTARTORG0030HSTART:MOVP0,#00HMOVP1,#00HMOVP2,#00HMOVP3,#00HMOVR4,#00HMOVR5,#00HLOOP1:;判斷上下發(fā)球MOVP1,#000HMOVP2#000HJBP2.0,LOOPZJBP2.1,LOOPYJMPLOOP1LOOPZ:MOVR4,#02HMOVDPTR,#TAB1JMPMANILOOPY:MOVR4,#01HMOVDPTR,#TAB2JMPMANIMANI:；循環(huán)，并判斷中途是否有人擊球JBP2.2,YSJBP2.3,ZSMOVA,R0MOVCA,A+DPTRMOVP1,ALCALLDELAYINCR0CJNER0,#08H,MANIJMPBDXBDX:；2號(hào)擊球，輸出結(jié)果MOVR0,#00HCJNER4,#01H,BDX1LCALLZBJJMPJGBDX1:；1號(hào)擊球，輸出結(jié)果CJNER4,#02H,BDXLCALLYBJJMPJG ZBJ:；延時(shí)MOVR3,#4K3:MOVR2,#250K2:MOVR1,#250K1:NOPNOPDJNZR1,K1DJNZR2,K2DJNZR3,K3JBP2.2,ZCGMOVR5,#03HJMPCKZCG:；按鍵等待MOVR5,#01HJBP2.2,$CK:RETYBJ:MOVR3,#4K6:MOVR2,#250K5:MOVR1,#250K4:NOPNOPDJNZR1,K4DJNZR2,K5DJNZR3,K6JBP2.3,YCGMOVR5,#04HJMPCDYCG:按鍵等待MOVR5,#02HJBP2.3,$CD:RETJG:;結(jié)果輸出CJNER5,#01H,JG1；1號(hào)接球成功JMPLOOPZJG1:CJNER5,#02H,JG2；2接球成功JMPLOOPYJG2:CJNER5,#03H,JG3；2號(hào)勝JMPYSJG3:CJNER5,#04H,JG；1號(hào)勝JMPZSYS:；2號(hào)勝出結(jié)果輸出MOVP1,#0FFHMOVP3,#0A4HJMPLOOP1ZS:；1號(hào)勝出結(jié)果輸出MOVP1,#0FFHMOVP3,#0F9HJMPLOOP1DELAY:MOVR3,#4J3:MOVR2,#250J2:MOVR1,#250J1:NOPNOPDJNZR1,J1DJNZR2,J2DJNZR3,J3RETTAB1:DB001H,002H,004H,008H,010H,020H,040H,080HTAB2:DB080H,040H,020H,010H,008H,004H,002H,001HEND5 制作與調(diào)試5.1制作步驟與重點(diǎn)在開(kāi)始制作電路板之前，先把程序編寫出來(lái)，經(jīng)過(guò)PROTUES仿真，在仿真過(guò)程中出現(xiàn)指示燈不亮，或是數(shù)碼管出現(xiàn)亂碼，就把程序的結(jié)構(gòu)變化一下就恢復(fù)正常，由此看出程序的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤能直接阻礙程序的正常運(yùn)行，因此程序的編寫是至關(guān)重要的。而在制作PCB板之前，由于對(duì)于制作PCB沒(méi)有多少經(jīng)驗(yàn)，因此只有先制作原理圖，一是因?yàn)槟芙档湾e(cuò)誤發(fā)生的概率，能快速的查出錯(cuò)誤的地方，二是能導(dǎo)入PCB能快速的制作，所以先是畫(huà)出原理圖，進(jìn)行核對(duì)，在核對(duì)完之后，根據(jù)從倉(cāng)庫(kù)領(lǐng)取的元件，進(jìn)行元件測(cè)繪(特別是重要的元件必須要精確)后，開(kāi)始制作PCB板，在PCB的制作中由于怕在腐蝕過(guò)程中出現(xiàn)意外，因此把線徑的寬度為1mm，焊盤的直徑為2mm，孔的直徑為1mm。制作完之后，先把PCB與原理圖核對(duì)幾遍，確認(rèn)無(wú)誤后，用A4紙打印，再把元件放上去進(jìn)行核對(duì)（特別是單片機(jī)與數(shù)碼管的引腳），確認(rèn)完后再打印到熱轉(zhuǎn)印紙上。在覆銅板制作之前應(yīng)先把板上氧化的部分用砂紙磨去，再把PCB印到覆銅板上，之后進(jìn)行腐蝕，之后打孔焊接完后，用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量，檢查是否短路、短路、虛焊，檢查完畢后將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)內(nèi)，再進(jìn)行通電測(cè)試。5.2調(diào)試方法及要求給系統(tǒng)上電后，數(shù)碼管亮，數(shù)碼顯示數(shù)據(jù)“8”，按下P2.0后,LED燈從上往下依次亮，到最后一燈時(shí)判斷，如果這時(shí)P2.3按下，則燈依次返回亮，到第一個(gè)燈時(shí)則輪到發(fā)球方判斷；若最后一燈時(shí)P2.3未及時(shí)按下則判斷按下P2.0的一方勝出，數(shù)碼管顯示2，反之顯示1；P2.1、P2.2的效果一樣，只是反向。如圖5-1所示。S5圖5-1 調(diào)試方法6 結(jié)論通過(guò)這次對(duì)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作，讓我們了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我們了解了數(shù)字鐘的原理和設(shè)計(jì)理念。要設(shè)計(jì)一個(gè)電路總要對(duì)著一個(gè)參考電路圖才可以連接，但是最后的成品卻不一定與想象的完全一樣，因?yàn)樵谑论E接線中有著各種各樣的條件制約，所以要合理布局這樣連出來(lái)的成品才比較美觀。設(shè)計(jì)過(guò)程中，在一次又一次的失敗面前，我沒(méi)有退縮，而是勇敢的去面對(duì)，積極的去解決，充分運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和他人的幫助，最終取得了成功。通過(guò)親自動(dòng)手制作，試驗(yàn)，遇到問(wèn)題，解決問(wèn)題，我們鞏固了書(shū)本的知識(shí)，同時(shí)也學(xué)到了新的學(xué)問(wèn)，明白了實(shí)踐的可貴性。動(dòng)手能力的提高，細(xì)心與耐心的培養(yǎng)，品嘗自己勞動(dòng)成果的喜悅，是我們?cè)谶@次課程設(shè)計(jì)中最大的收獲。7 致謝感謝陳羅迪同學(xué)提出的電路制作上的建議與幫助，感謝陳弢、唐幼軍老師在程序功能給予的建議與各種文件資料讓我對(duì)編程更加的熟練。8 參考文獻(xiàn)單片微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用（第二版） 主編 張立紅電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）張毅剛. 單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)張洪潤(rùn)等. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教程楊美仙. 單片機(jī)的發(fā)展及其應(yīng)用J. 科技信息(學(xué)術(shù)研究)張志利. FPGA的單片機(jī)多機(jī)串行通信網(wǎng)絡(luò)J.附錄1 系統(tǒng)實(shí)物圖附錄2 實(shí)驗(yàn)原理圖附錄3 系統(tǒng)仿真圖附錄4 程序清單;*定義*SZEQU20H;計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)FZEQUR2;分鐘HZEQUR1;時(shí)鐘DHEQUR6;定時(shí)小時(shí)DFEQUR7;定時(shí)分鐘SJEQU21H;連擊計(jì)數(shù)XS_DKEQUP2;數(shù)碼管顯示端口DQZEQUR0;按鍵掃描：當(dāng)前值ZQZEQU60H;之前值ZAQZEQUR3;再前值LJEQUR4;連擊累加X(jué)TEQUR5;選通暫存NZBITP1.7;鬧鐘標(biāo)志及指示ZDBSBITP1.6;整點(diǎn)指示ANEQUP1;按鍵XT_DEQUP3;選通端口ZSBITP1.5;秒針指示K0BITP1.0;按鈕1，分鐘加K1BITP1.1;按鈕2，分鐘減K2BITP1.2;按鈕3，時(shí)鐘加K3BITP1.3;按鈕4，時(shí)鐘減K4BITP1.4;按鈕5，定時(shí)ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPT0ZDORG001BHLJMPT1ZDORG0030H;*主程序*MAIN:LCALLCSHA1:CJNEFZ,#00,SSCLRZDBSSS:JBK4,SS1JNBK4,$CPLNZSS1:SJMPA1;*初始化*CSH:MOVTMOD,#11HMOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HMOVTH1,#0FCHMOVTL1,#18HSETBEASETBTR0SETBTR1SETBET0SETBET1MOVHZ,#0MOVFZ,#0MOVXT,#7FHCLRNZRET;*T0中斷*T0ZD:MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HINCSZCPLZSSETBZDBSRETI;*T1中斷*T1ZD:MOVTH1,#0FCHMOVTL1,#18HLCALLNZXSLCALLAJ_SMLCALLPDJNBNZ,A2LCALLDPDLCALLDXSSJMPA3A2:LCALLXSA3:RETI;*判斷時(shí)分秒鐘*PD:MOVA,SZCJNEA,#6000,L1MOVSZ,#0INCFZL1:CJNEFZ,#60,L2MOVFZ,#0INCHZL2:CJNEHZ,#24,FH1MOVHZ,#0FH1:RET;*判斷鬧鐘設(shè)置時(shí)分秒鐘*DPD:CJNEDF,#60,E1MOVDF,#0E1:CJNEDH,#24,FRMOVDH,#0FR:RET;*按鍵掃描*8AJ_SM:MOVZAQZ,ZQZMOVZQZ,DQZLCALLDMMOVA,DQZJZKSRCJNEA,ZQZ,KS2CJNEZAQZ,#0,KSSJMPKS1KS:INCLJCJNELJ,#200,KSRKS1:JNBNZ,KKSLCALLDCZSJMPKS2KKS:LCALLCZKS2:MOVLJ,#0KSR:RETDM:MOVA,ANORLA,#0E0HCPLAJZRK1JBK0,RK2MOVDQZ,#1SJMPRKRRK1:MOVDQZ,#0SJMPRKRRK2:JBK1,RK3MOVDQZ,#2RK3:JBK2,RK4MOVDQZ,#3RK4:JBK3,RKRMOVDQZ,#4RKR:RET;*按鍵具體操作*CZ:CJNEDQZ,#1,S1INCFZSJMPFHS1:CJNEDQZ,#2,S2CJNEFZ,#0,LLMOVFZ,#60LL:DECFZSJMPFHS2:CJNEDQZ,#3,S3INCHZSJMPFHS3:CJNEDQZ,#4,FHCJNEHZ,#0,PL2MOVHZ,#24PL2:DECHZSJMPFHFH:RET;*定時(shí)按鍵操作*DCZ:CJNEDQZ,#1,S5INCDFSJMPFHRS5:CJNEDQZ,#2,S6CJNEDF,#0,LLAMOVDF,#60LLA:DECDFSJMPFHRS6:CJNEDQZ,#3,S7INCDHSJMPFHRS7:CJNEDQZ,#4,FHRCJNEDH,#0,PL3MOVDH,#24PL3:DECDHFHR:RET;*數(shù)字鐘顯示*XS:MOVXT_D,#0FFHMOVA,XTRLAMOVXT,ACJNEXT,#0FEH,Q1MOVA,HZMOVB,#10DIVABMOVSJ,ALCALLXS_SJMOVXT_D,XTSJMPQ4Q1:CJNEXT,#0FDH,Q2MOVA,HZMOVB,#10DIVABMOVSJ,BLCALLXS_SJMOVXT_D,XTSJMPQ4Q2:CJNEXT,#0FBH,Q3MOVA,FZMOVB,#10DIVABMOVSJ,ALCALLXS_SJMOVXT_D