籃球計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)-單片機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、電子科協(xié)暑期集訓(xùn)報(bào)告書(shū)課 題: 籃球計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng) 院 (系): 電氣與電子工程學(xué)院 專 業(yè): 學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): 題目類型:理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 項(xiàng)目研究 工程技術(shù)研究 軟件開(kāi)發(fā) 年 月 日目 錄一、摘要 二、背景知識(shí)介紹三、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求四、單片機(jī)AT89S52的功能五、總體方案的設(shè)計(jì)六、單元電路的設(shè)計(jì)七、電路組裝、調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決辦法八、分析與心得九、致謝附錄參考文獻(xiàn)一、摘 要籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器是為了解決籃球比賽時(shí)計(jì)分與計(jì)時(shí)準(zhǔn)確方便,靈活適用的問(wèn)題。此裝置利用單片機(jī)AT89S52完成了計(jì)時(shí)和計(jì)分的功能。本文詳細(xì)地介紹了系統(tǒng)硬件與軟件的設(shè)計(jì)過(guò)程,采用該裝置可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行比分修改

2、和時(shí)間的準(zhǔn)確顯示,具有低功耗,可靠性,安全性以及低成本等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:單片機(jī),籃球賽, LCD二、背景知識(shí)介紹 體育比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)是對(duì)體育比賽過(guò)程中所產(chǎn)生的時(shí)間、比分等數(shù)據(jù)進(jìn)行快速采集記錄,加工處理,傳遞數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。根據(jù)不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的不同比賽規(guī)則要求,體育比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)包括測(cè)量類、評(píng)分類、命中類、制勝類得分類等多種類型?；@球比賽是根據(jù)參賽隊(duì)在規(guī)定的比賽時(shí)間里得分多少來(lái)決定勝負(fù)的,因此,籃球比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)是一種得分類型的系統(tǒng)?；@球比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)由計(jì)時(shí)器、計(jì)分器等多種電子設(shè)備組成,同時(shí),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)計(jì)分系統(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

3、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(lè)觀眾等功能目標(biāo)。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(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),使單片機(jī)迅速得到了推廣應(yīng)用,目前已經(jīng)成為測(cè)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(cè)控技術(shù)企業(yè)、機(jī)電行業(yè),競(jìng)相把單片機(jī)應(yīng)用于產(chǎn)品更新,作為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化的核心部件。本篇設(shè)計(jì)籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器就是以單片機(jī)為核心的計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)是基于AT89S52單片機(jī)的籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器,利用LCD液晶顯示器作為顯示裝置。液晶顯示器與傳統(tǒng)的數(shù)碼管顯

4、示器相比更節(jié)省單片機(jī)的I/O空間,減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。此外,液晶顯示具有穩(wěn)定、功耗小等特點(diǎn),特別適用與手持設(shè)備,而且液晶顯示器內(nèi)部集成的有存儲(chǔ)芯片,能夠保持當(dāng)前數(shù)據(jù),避免了系統(tǒng)CPU頻繁刷新電路所做的無(wú)用功,進(jìn)一步減少系統(tǒng)能量的開(kāi)銷和軟件設(shè)計(jì)時(shí)的復(fù)雜度。本系統(tǒng)由軟件設(shè)計(jì)為4節(jié)比賽,可設(shè)置單節(jié)比賽時(shí)間,分4節(jié)比賽倒計(jì)時(shí)設(shè)定?？蛇m用于不同比賽時(shí)間規(guī)格的比賽使用。另外本設(shè)計(jì)增加了ISP編程接口,可在硬件固化的情況下通過(guò)下載線升級(jí)內(nèi)部程序,以達(dá)到更多場(chǎng)合的計(jì)時(shí)計(jì)分應(yīng)用。此設(shè)計(jì)使系統(tǒng)功能更加強(qiáng)大,可以不局限于單一的一種比賽模式的應(yīng)用。其次,為了配合計(jì)時(shí)計(jì)分器校正調(diào)整比分,我們特定在本設(shè)計(jì)中設(shè)立了4個(gè)

5、按鍵,通過(guò)按鍵的功能復(fù)用實(shí)現(xiàn)設(shè)置時(shí)間、調(diào)整時(shí)間、啟動(dòng)、調(diào)整分?jǐn)?shù)和暫停等功能。采用單片機(jī)控制使這個(gè)系統(tǒng)按鍵操作使用簡(jiǎn)潔,低功耗,安裝方便。設(shè)計(jì)要求任務(wù):設(shè)計(jì)一個(gè)適用于多種規(guī)格比賽的籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器。要求:1、能記錄整個(gè)賽程的比賽時(shí)間,并能隨時(shí)實(shí)現(xiàn)暫停和繼續(xù)。 2、能隨時(shí)刷新甲、乙兩隊(duì)在整個(gè)過(guò)程中的比分。 3、中場(chǎng)交換比賽場(chǎng)地時(shí),能自動(dòng)交換甲、乙兩隊(duì)比分的位置。 4、比賽中場(chǎng)和結(jié)束時(shí),能發(fā)出報(bào)警。 5、通過(guò)液晶顯示數(shù)字指示場(chǎng)次。 6、加分有誤時(shí)可通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)減分調(diào)整。 7、可設(shè)置比賽時(shí)間,使系統(tǒng)能用于不同比賽規(guī)則的場(chǎng)合。四、單片機(jī)AT89S52的功能AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位

6、微控制器,具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造,與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程,亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上,擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash,使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)主要性能1、與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容； 2、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器； 3、1000次擦寫(xiě)周期； 4、全靜態(tài)操作:0Hz-33MHz； 5、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器； 6、32個(gè)可編程I/O口線； 7、三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器； 8、六個(gè)中斷源； 9、全雙工UART串行

7、通道； 10、低功耗空閑和掉電模式； 11、掉電后中斷可喚醒； 12、看門狗定時(shí)器； 13、雙數(shù)據(jù)指針； 14、掉電標(biāo)識(shí)符 。實(shí)物圖引腳說(shuō)明 AT89S52引腳圖 DIP封裝 AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造,與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程,亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上,擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng) 可編程Flash,使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52具有以下

8、標(biāo)準(zhǔn)功能: 8k字節(jié)Flash,256字節(jié)RAM, 32 位I/O 口線,看門狗定時(shí)器,2 個(gè)數(shù)據(jù)指針,三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu),全雙工串行口, 片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外,AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作,支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下,CPU 停止工作,允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下,RAM內(nèi)容被保存,振蕩器被凍結(jié), 單片機(jī)一切工作停止,直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 P0 口:P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。作為輸出口,每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏 輯電平。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí),引腳用作高阻抗輸入。 當(dāng)訪問(wèn)

9、外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),P0口也被作為低8位Adress/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下, P0不具有內(nèi)部上拉電阻。 在flash編程時(shí),P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí),輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn) 時(shí),需要外部上拉電阻。 P1 口:P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口,p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì)P1 端口寫(xiě)“1”時(shí),內(nèi)部上拉電阻把端口拉高,此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí),被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因,將輸出電流(IIL)。 此外,P1.0和P1.1分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入(P1.0/T2)和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2 的觸發(fā)輸入(P1.1/

10、T2EX)。 在flash編程和校驗(yàn)時(shí),P1口接收低8位Adress字節(jié)。 引腳號(hào)第二功能: P1.0 T2(定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入),時(shí)鐘輸出 P1.1 T2EX(定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制) P1.5 MOSI(在系統(tǒng)編程用) P1.6 MISO(在系統(tǒng)編程用) P1.7 SCK(在系統(tǒng)編程用) P2 口:P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口,P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì)P2 端口寫(xiě)“1”時(shí),內(nèi)部上拉電阻把端口拉高,此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí),被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因,將輸出電流(IIL)。 在

11、訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位Adress讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(例如執(zhí)行MOVX DPTR) 時(shí),P2 口送出高八位Adress。在這種應(yīng)用中,P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用 8位Adress(如MOVX RI)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。 在flash編程和校驗(yàn)時(shí),P2口也接收高8位Adress字節(jié)和一些控制信號(hào)。 P3 口:P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口,p3 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì)P3 端口寫(xiě)“1”時(shí),內(nèi)部上拉電阻把端口拉高,此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí),被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因,將輸出電流(I

12、IL)。 P3口亦作為AT89S52特殊功能(第二功能)使用,如下表所示。 在flash編程和校驗(yàn)時(shí),P3口也接收一些控制信號(hào)。 端口引腳 第二功能: P3.0 RXD(串行輸入口) P3.1 TXD(串行輸出口) P3.2 INTO(外中斷0) P3.3 INT1(外中斷1) P3.4 TO(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0) P3.5 T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1) P3.6 WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通) P3.7 RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通) 此外,P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí),RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG

13、:當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),ALE(Adress鎖存允許)輸出脈沖用于鎖存Adress的低8位字節(jié)。一般情況下,ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào),因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是:每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程期間,該引腳還用于輸入編程脈沖(PROG)。如有必要,可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器(SFR)區(qū)中的8EH單元的D0位置位,可禁止ALE操作。該位置位后,只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外,該引腳會(huì)被微弱拉高,單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí),應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無(wú)效。 PSEN:程序儲(chǔ)存允許(PSEN)輸出是外部

14、程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào),當(dāng)AT89S52由外部程序存儲(chǔ)器取指令(或數(shù)據(jù))時(shí),每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效,即輸出兩個(gè)脈沖,在此期間,當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,將跳過(guò)兩次PSEN信號(hào)。 EA/VPP:外部訪問(wèn)允許,欲使CPU僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器(Adress為0000H-FFFFH),EA端必須保持低電平(接地)。需注意的是:如果加密位LB1被編程,復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平(接Vcc端),CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。FLASH存儲(chǔ)器編程時(shí),該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp,當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。 XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的

15、輸入端。 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。 五、 總體方案的設(shè)計(jì)鍵盤控制模塊系統(tǒng)電源模塊復(fù)位電路單片機(jī)液晶顯示模塊單節(jié)比賽及終場(chǎng)比賽結(jié)束報(bào)警模塊系統(tǒng)框圖籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器主要包括單片機(jī)控制系統(tǒng)、計(jì)時(shí)計(jì)分顯示模塊、定時(shí)報(bào)警、按鍵控制鍵盤模塊和供電電源模塊。通過(guò)這幾個(gè)模塊的協(xié)調(diào)工作就可以完成相應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)分控制和顯示功能。模塊框圖如圖2-1所示。 本設(shè)計(jì)是基于AT89S52單片機(jī)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器,利用1602液晶顯示器作為顯示器件。LCD1602共分兩行顯示。首行的第一位用于顯示當(dāng)前比賽的節(jié)數(shù),程序初始化并設(shè)定單節(jié)比賽時(shí)間后開(kāi)始顯示。第一行的其他位用于顯示比賽雙方所得分?jǐn)?shù)。分別用A和B來(lái)區(qū)別兩

16、隊(duì)。中場(chǎng)時(shí)交換雙方顯示位置。賽程計(jì)時(shí)采用倒計(jì)時(shí)方式,比賽開(kāi)始時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí),直至計(jì)時(shí)到本節(jié)時(shí)間為零,結(jié)束本節(jié)比賽,同時(shí)紅色發(fā)光二極管報(bào)警顯示,時(shí)間刷新為下一節(jié)準(zhǔn)備,等待開(kāi)始。六、單元電路的設(shè)計(jì)與分析時(shí)鐘電路模塊 時(shí)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(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,時(shí)鐘是保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)振蕩定時(shí)信號(hào),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。根據(jù)不同需要可以采用不同頻率的晶振,這里采用12MHZ的晶振,另外有兩個(gè)30pF的電容,兩晶振引腳分別連到XTAL1和XTAL2振蕩脈沖輸入輸出引腳。具體連接圖如圖2-3所示。 圖2-3 晶

17、振電路外接石英晶體或者陶瓷諧振器以及電容C1,C2接在單片機(jī)內(nèi)部放大器的反饋電路中構(gòu)成諧振電路。諧振器本身對(duì)外接電容C1、C2雖然沒(méi)有十分嚴(yán)格的要求,但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度以及溫度的穩(wěn)定性,如果使用石英晶體,推薦使用30pF,而使用陶瓷諧振器建議選擇40pF。復(fù)位電路模塊圖 2-4 復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作,其主要功能是把PC初始化為0000H,使單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。除進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外,當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí),為擺脫困境,可以按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng),也可以通過(guò)監(jiān)視定時(shí)器來(lái)強(qiáng)迫復(fù)位。RST

18、引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位電路在這里采用的是上電加按鍵復(fù)位電路形式,具體連接電路如圖2-4。顯示模塊本設(shè)計(jì)采用1602液晶顯示器顯示。第一行的第一位用數(shù)字標(biāo)識(shí)當(dāng)前比賽節(jié)數(shù),設(shè)置好比賽時(shí)間后開(kāi)始顯示。本程序中設(shè)置為4節(jié)比賽,程序初始化后通過(guò)鍵盤來(lái)設(shè)置單節(jié)比賽時(shí)間。第一行用A和B來(lái)區(qū)別比賽雙方,并分別在其后用三位數(shù)字標(biāo)識(shí)比賽得分。第二行顯示時(shí)間。初始化時(shí)顯示時(shí)間設(shè)置,之后顯示時(shí)間倒計(jì)時(shí)。圖2-5所示為1602的電氣連接屬性。圖2-6為Proteus仿真效果圖。表2-2為1602的引腳說(shuō)明。圖2-5 1602液晶顯示器電氣連接圖圖2-6 Proteus仿真效果表2-2 1602的引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引

19、腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9D2Data I/O2VDD電源正極10D3Data I/O3VL液晶顯示偏壓信號(hào)11D4Data I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端12D5Data I/O5R/W讀/寫(xiě)選擇端13D6Data I/O6E使能信號(hào)14D7Data I/O7D0Data I/O15BLA背光源正極8D1Data I/O16BLK背光源負(fù)極液晶顯示偏壓信號(hào)是指用于驅(qū)動(dòng)LCD上的像素點(diǎn)改變顏色所用的電壓,此電壓可能接近GND也可能接近Vcc,視芯片不同而有所不同。本系統(tǒng)用的1602是接近GND。報(bào)警模塊本設(shè)計(jì)通過(guò)P2.0口來(lái)控制紅色發(fā)光二極管顯示報(bào)警。前三節(jié)結(jié)束時(shí)紅色發(fā)光二極管閃爍,

20、按下開(kāi)始鍵開(kāi)始下一節(jié)比賽,同時(shí)發(fā)光二極管停止閃爍并熄滅。四節(jié)比賽結(jié)束后發(fā)光二極管由滅轉(zhuǎn)為常亮。具體連接電路圖如圖2-7所示。圖2-7 報(bào)警LED電氣連接圖 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)為51系列單片機(jī)系統(tǒng)提供的電源為穩(wěn)定的5V直流電源。本例用一個(gè)7805芯片為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的5V直流電源。7805穩(wěn)壓芯片能提供多種固定的輸出電壓,應(yīng)用范圍廣。其內(nèi)部含過(guò)熱保護(hù),短路保護(hù),輸出電流可達(dá)1A。雖然該芯片是固定穩(wěn)壓電路,但使用不同的外接元件,可獲得不同的電壓輸出。25時(shí)輸出電壓范圍為518V。本系統(tǒng)7805的輸入電壓為9V直流電壓。9V直流電壓可用普通干電池提供,也可以用市面上很容易買到的普通變壓器提供。7805對(duì)輸入

21、電壓要求不高,但輸入電壓一般應(yīng)大于所需輸出電壓2V以上。在7805與9V電源之間用一個(gè)IN4001整流二極管來(lái)提高系統(tǒng)的安全性。IN4001能提供正向最大電流1A,最大反向峰值電壓50V,防止了電源反接或電源不穩(wěn)定給系統(tǒng)帶來(lái)的安全隱患。7805的5V調(diào)控輸出采用生產(chǎn)該芯片的公司提供的經(jīng)典電路。在輸出端5V電壓處接一個(gè)藍(lán)色發(fā)光二極管來(lái)做為電源指示燈。具體電氣連接如圖2-8所示。圖2-8 系統(tǒng)電源鍵盤接口本系統(tǒng)設(shè)計(jì)除復(fù)位按鍵外共配置了4個(gè)獨(dú)立鍵盤來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的控制。4個(gè)獨(dú)立鍵盤分別為s1、s2、s3、s4,分別連接到單片機(jī)的P0口的低四位。配合程序設(shè)計(jì),在系統(tǒng)初始化時(shí)等待配置比賽時(shí)間,通過(guò)s2加

22、時(shí)間和s3減時(shí)間,s4鍵退出時(shí)間配置并切入到等待比賽開(kāi)始狀態(tài)。這種設(shè)計(jì)使系統(tǒng)能應(yīng)用于不同比賽時(shí)間規(guī)格的各種場(chǎng)合當(dāng)中,使系統(tǒng)產(chǎn)品的用途更加廣泛。設(shè)置時(shí)間結(jié)束后進(jìn)入正常計(jì)時(shí)計(jì)分模式。其中s1用來(lái)控制比賽的開(kāi)始和暫停,s2用來(lái)調(diào)節(jié)閃爍光標(biāo)的位置,以標(biāo)識(shí)當(dāng)前球隊(duì)處于分?jǐn)?shù)刷新模式狀態(tài)下,光標(biāo)不閃爍表明退出分?jǐn)?shù)刷新。當(dāng)處于分?jǐn)?shù)刷新模式下光標(biāo)閃爍時(shí),s3和s4鍵分別用來(lái)加分和減分。如圖2-9所示。 圖2-9 鍵盤接口軟件設(shè)計(jì)軟件的編程設(shè)計(jì)是單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心部分,也是能否實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的關(guān)鍵。單片機(jī)編程常用的語(yǔ)言是C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言,最終都要轉(zhuǎn)為Intel HEX格式或二進(jìn)制格式(Binary)文件寫(xiě)入單片機(jī)

23、芯片內(nèi)。這里我們使用的是C語(yǔ)言進(jìn)行編程設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)程序之前,我們首先要對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)預(yù)完成的任務(wù)進(jìn)行深入的分析,明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)、功能要求和技術(shù)指標(biāo)。其次,要對(duì)系統(tǒng)的硬件資源和工作環(huán)境進(jìn)行分析。這是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和條件。軟件設(shè)計(jì)環(huán)境介紹Keil是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng),與匯編相比,C語(yǔ)言在功能、結(jié)構(gòu)、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì),因而易學(xué)易用。 Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具,全Windows界面。另外重要的一點(diǎn),只要看一下編譯后生成的匯編代碼,就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效

24、率非常之高,多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊,容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。軟件總體設(shè)計(jì)方案籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器軟件設(shè)計(jì)部分采用模塊化程序設(shè)計(jì),程序部分由主程序、T0中斷程序、T1中斷程序、計(jì)時(shí)計(jì)分刷新顯示子程序、鍵盤掃描控制子程序、延時(shí)子程序等組成。圖3-1為分?jǐn)?shù)刷新子程序流程,3-2為主程序流程。圖3-1 分?jǐn)?shù)刷新子程序 圖3-2 主程序流程圖七、電路組裝、調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決辦法首先,在進(jìn)行電路的焊接過(guò)程中,遇到的最大問(wèn)題就是布線,由于此電路某些部分布線較密,導(dǎo)致經(jīng)常需要進(jìn)行浮線的鋪設(shè),這點(diǎn)事焊接過(guò)程中的最大問(wèn)題所在。其次,在本次電路中遇到的一個(gè)問(wèn)題就是元器件的連接方

25、式不清楚,比如說(shuō)排阻,他的引腳本身是有順序的,但是在焊接的過(guò)程中,自己并不是很清楚,所以在焊接時(shí)犯了一個(gè)很大的錯(cuò)誤,導(dǎo)致后面整個(gè)電路的全盤崩潰,不得不將電路重新改進(jìn),導(dǎo)致了時(shí)間及精力上的嚴(yán)重浪費(fèi)。所以在今后的電路焊接中一定要充分了解每個(gè)元器件,這樣才能做到不讓自己白費(fèi)功夫。虛焊也是焊接中遇到的大問(wèn)題,在本次的電路焊接中,由于自己的粗心,導(dǎo)致很多的地方都出現(xiàn)了虛焊的現(xiàn)象,最后導(dǎo)致電路會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的等現(xiàn)象。所以在焊接時(shí)一定要邊焊邊確定,確保沒(méi)有虛焊的現(xiàn)象發(fā)生。焊接好后出現(xiàn)的最大問(wèn)題就是顯示屏?xí)?jīng)常顯示不出內(nèi)容,這不禁讓我想到是信號(hào)接入方面出現(xiàn)問(wèn)題,所以我就著手去看顯示屏與單片機(jī)連接的部分電路,果真

26、就在這個(gè)電路中發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題,其一是排阻的焊接順序弄錯(cuò)了,其二是電路出現(xiàn)了虛焊。所以,就只有把這部分電路全部拆掉,進(jìn)行重新焊接。但是在解決這部分電路后,問(wèn)題還是沒(méi)有得到解決,且其中一個(gè)報(bào)警作用的發(fā)光二級(jí)管會(huì)一直亮著,于是我就對(duì)照電路圖進(jìn)行每部分電路的分析,最后發(fā)現(xiàn)是在電源電路中出現(xiàn)了一個(gè)電容的兩端接到了一起,導(dǎo)致了這個(gè)問(wèn)題的產(chǎn)生,把這個(gè)問(wèn)題解決都,電路就能正常工作了。八、分析與心得1. 理論指導(dǎo)實(shí)踐,但是,理論中有不少純理想化的成分,在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)考慮實(shí)踐中各部分合理論的差距,差別。在實(shí)際中,電阻,電容,的真實(shí)值不會(huì)那樣準(zhǔn)確,可能會(huì)導(dǎo)致元件的工作不穩(wěn)定。2. 在實(shí)際聯(lián)電路時(shí),會(huì)出現(xiàn)接觸不好等情況。這是

27、由于萬(wàn)用板的質(zhì)量和連線時(shí)線頭裸露部分沒(méi)有完好的接觸萬(wàn)用板銅片造成的。這時(shí)只能用萬(wàn)用表測(cè)量各個(gè)接頭的電壓來(lái)判斷是否是接觸不好及正負(fù)極。3. 各個(gè)元器件的工作電壓是不能超過(guò)他本身的最大承受電壓的,作實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意這一點(diǎn),否則,會(huì)造成元器件的損壞。在作實(shí)驗(yàn)時(shí),不少人就是因?yàn)檫@一點(diǎn)而燒壞了器件。4. 應(yīng)該注意發(fā)光二極管應(yīng)接上行或下行電阻來(lái)保護(hù)他的電壓不致過(guò)大而損壞二極管。5. 應(yīng)注意每個(gè)元器件的工作原理和工作功能,以及中規(guī)模邏輯器件的管腳圖,以免因此而造成不必要的過(guò)失。7排阻的引腳是有順序的,這一點(diǎn)急需要在焊接時(shí)注意。8發(fā)光二極管不亮,極有可能正負(fù)極接反,調(diào)整過(guò)來(lái)。通過(guò)這兩周的電子培訓(xùn),對(duì)電路基本知識(shí)更

28、加熟悉,培養(yǎng)了分析問(wèn)題和團(tuán)隊(duì)協(xié)作解決問(wèn)題的能力,對(duì)各個(gè)元器件也有了更深入的了解。學(xué)到了電路設(shè)計(jì)的步驟和方法,以及怎樣查找資料,查找什么樣和什么方面的資料。雖然在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到了不少問(wèn)題,自己也想過(guò)要放棄,但最終通過(guò)學(xué)長(zhǎng)和同學(xué)的幫助還是解決了這些問(wèn)題。只希望我們這樣的實(shí)踐能更多。九、鳴謝此次設(shè)計(jì)原理雖然簡(jiǎn)單,但是在整個(gè)過(guò)程中自己還是有不懂的地方。首先,要感謝楊云老師給我們的方法,這點(diǎn)讓我們十分受用。其次,在整個(gè)過(guò)程中,幸好得到學(xué)長(zhǎng)的指導(dǎo),以及同組成員與其他同學(xué)對(duì)自己軟件使用方面的幫助。在此對(duì)幫助過(guò)我的學(xué)長(zhǎng)和同學(xué)表示衷心的感謝。同時(shí)對(duì)電子科協(xié)在制作過(guò)程中提供場(chǎng)地表示感謝附錄Proteus仿真實(shí)驗(yàn)效

29、果實(shí)物圖源程序/*籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器 mcu : AT89s5212MHZ晶振頻率 EDITED BY LIUJUNJIE 20XX-04-19*/#include void writdata(unsigned char );/寫(xiě)液晶數(shù)據(jù) void writcom(unsigned char );/寫(xiě)液晶命令 void init(void);/初始化 void writsfm(unsigned char,unsigned char);/寫(xiě)分?jǐn)?shù)刷新 void writtime(void);/寫(xiě)時(shí)間刷新 void settime(void);/設(shè)置比賽時(shí)間 sbit rs=P24;/液晶控制位定義

30、 sbit rw=P25;sbit en=P26;sbit key0=P10;/獨(dú)立鍵盤位定義 sbit key1=P11;sbit key2=P12;sbit key3=P13;unsigned char time,fen,miao,aa,bb,f,numa,numb,flag;void delay(unsigned char c)/延時(shí)子數(shù) unsigned char x,y;for(x=c;x0;x-)for(y=80;y0;y-);void main()/主函數(shù)入口 init();settime();while(1)unsigned char gb,i;/定義光標(biāo)閃爍位置變量 writ

31、com(0x80);/顯示當(dāng)前比賽節(jié)數(shù) writdata(f+0x31);if(2=f&0=i)/換場(chǎng)地后刷新分?jǐn)?shù)顯示 i=1;writcom(0x80+2);writdata(B);writcom(0x80+9);writdata(A);writsfm(0,numa);writsfm(1,numb);writtime();/液晶工作方式是寫(xiě)指令與寫(xiě)數(shù)據(jù)分時(shí)工作, /所以在中斷中寫(xiě)時(shí)間會(huì)影響其他顯示 if(0=key0)/key0控制時(shí)間啟停 delay(20XXif(0=key0)while(!key0);P2_0=1;flag+;if(2=flag)flag=0;if(1=flag)TR0

32、=1;if(0=flag) TR0=0;TR1=0;if(0=key1)/key1表示調(diào)整分?jǐn)?shù)的位置 delay(20XXif(0=key1)while(!key1);gb+;if(3=gb)gb=0;switch (gb)/控制光標(biāo)閃爍的判斷 case 1:/標(biāo)志A隊(duì)分?jǐn)?shù)調(diào)整 if(0=f|1=f)/表示上半場(chǎng) writcom(0x80+6);writcom(0x0f);delay(60); writcom(0x0c);if(2=f|3=f)/表示下半場(chǎng) writcom(0x80+13);writcom(0x0f);delay(60);writcom(0x0c);break;case 2:/

33、標(biāo)志B隊(duì)分?jǐn)?shù)調(diào)整 if(0=f|1=f)writcom(0x80+13);writcom(0x0f);delay(60);writcom(0x0c);if(2=f|3=f)writcom(0x80+6);writcom(0x0f);delay(60);writcom(0x0c);break;case 0:writcom(0x0c);break;/非分?jǐn)?shù)調(diào)整模式 default:break;if(1=gb)/A隊(duì)分?jǐn)?shù)調(diào)整的函數(shù)入口 if(0=key2)delay(20XXif(0=key2)while(!key2);numa+;if(0=key3)delay(20XXif(0=key3)whil

34、e(!key3);numa-;writsfm(0,numa);/分?jǐn)?shù)刷新 if(2=gb)/B隊(duì)分?jǐn)?shù)調(diào)整的函數(shù)入口 if(0=key2)delay(20XXif(0=key2)while(!key2);numb+;if(0=key3)delay(20XXif(0=key3)while(!key3);numb-;writsfm(1,numb);/分?jǐn)?shù)刷新 void init(void)/初始化子函數(shù)入口 en=0;delay(1);writcom(0x38); /兩行,8位 writcom(0x38); writcom(0x38); writcom(0x06);/AC自增1 writcom(0x

35、0c);/顯示,光標(biāo) writcom(0x01); /顯示清屏 writcom(0x80);/DDROM起始Adress設(shè)置 TMOD=0x11;/設(shè)置定時(shí)器參數(shù) TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;IE=0x8a;/開(kāi)中斷允許 delay(40);writcom(0x80+2);/初始化顯示 writdata(A);writdata(:);writsfm(0,numa);writcom(0x80+9);writdata(B);writdata(:);wr

36、itsfm(1,numb);writcom(0xc0+2);writdata(T);writdata(I);writdata(M);writdata(E);writdata(:);void writdata(unsigned char c)/寫(xiě)數(shù)據(jù)子函數(shù) delay(1);en=0;rs=1;rw=0;en=1;P0=c;en=0;void writcom(unsigned char c)/寫(xiě)命令子函數(shù) delay(1);en=0;rs=0;rw=0;en=1;P0=c;en=0;void tim0() interrupt 1/定時(shí)器0中斷入口 TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;aa+;if(0=f|1=f|2=f)if(aa=20XXaa=0;miao-;if(255=miao)miao=59;fen-;if(0=fen&0=miao)f+;flag=0;fen=time;TR0=0;TR1=1;if(3=f)if(aa=20XXaa=0;miao-;if(255=miao)miao=59;fen-;if(0=fen&0=mi