基于單片機(jī)的籃球計(jì)分器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、摘 要隨著電子科技、信息通信技術(shù)的快速發(fā)展，嵌入式單片機(jī)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在hmos技術(shù)大發(fā)展的背景下，intel公司在mcs-48系列的基礎(chǔ)上，于1980年推出了8位mcs-51系列單片機(jī)。它與以前的機(jī)型相比，功能增強(qiáng)了許多，就其指令和運(yùn)行速度而言，超過(guò)了intel8085的cpu和z80的cpu，成為工業(yè)控制系統(tǒng)中較為理想的機(jī)種。較早的mcs-51典型時(shí)鐘為12mhz，而目前與mcs-51單片機(jī)兼容的一些單片機(jī)的時(shí)鐘頻率達(dá)到40mhz甚至更高，現(xiàn)在已有400mhz的單片機(jī)問(wèn)世?；@球記分器是一種得分記錄工具，由多種電子設(shè)備組成。以單片機(jī)為核心的籃球記分器造價(jià)便宜，使用簡(jiǎn)單，體積小等特點(diǎn)。第1章

2、 緒論1.1 單片機(jī)簡(jiǎn)述單片機(jī)就是在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了微處理器（cpu），存儲(chǔ)器（ram,rom,eprom）和各種輸入、輸出接口（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，并行i/o接口，串行口，a/d轉(zhuǎn)換器以及脈寬調(diào)制器pwm等），這樣一塊集成電路芯片具有一臺(tái)計(jì)算機(jī)的屬性，因此被稱為單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。單片機(jī)主要應(yīng)用于測(cè)控領(lǐng)域，用以實(shí)現(xiàn)各種測(cè)試和控制功能。為了強(qiáng)調(diào)其控制屬性，在國(guó)際上，多把單片機(jī)稱為微控制器mcu（microcontroller unit）。單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，以極其高的性價(jià)比受到人們的重視和關(guān)注，所以應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要

3、求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好，開(kāi)發(fā)較為容易。例如，80c51系列單片機(jī)已有十多年的生命期，如今仍保持著上升的趨勢(shì)，就充分證明了這一點(diǎn)。單片機(jī)以其一系列優(yōu)點(diǎn)，近幾年得到迅猛發(fā)展和大范圍推廣，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表，及通訊設(shè)備、日常消費(fèi)類產(chǎn)品、玩具等。并且已經(jīng)深入到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)以及人民生活的各層次中，如車間流水線控制、自動(dòng)化系統(tǒng)等、智能型家用電器等。而美國(guó)atmel公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了新型的8位單片機(jī)at89系列單片機(jī)。他不但具有一般mcs-51單片機(jī)的所有特性，而且還擁有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，此次設(shè)計(jì)中所用到的at89c51就是其中典型的代表。 1.2 設(shè)計(jì)意義單

4、片機(jī)的應(yīng)用是具有高度現(xiàn)實(shí)意義的。單片機(jī)極高的可靠性，微型性和智能性（我們只要編寫不同的程序后就能夠完成不同的控制工作），單片機(jī)已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具，已經(jīng)深深地滲入到我們的日常生活當(dāng)中。通過(guò)此次基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)，我們可以更清楚詳細(xì)的了解單片機(jī)程序設(shè)計(jì)的基本指令功能、編程步驟和技巧來(lái)講述單片機(jī)編程，并對(duì)mcs-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行講述，以及基于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的相關(guān)芯片的工作原理，并且可以在將來(lái)的工作和學(xué)習(xí)中加以應(yīng)用。第二章 系統(tǒng)原理的設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案籃球計(jì)分系統(tǒng)主要由：復(fù)位電路、晶振電路、數(shù)碼管顯示電路、led燈指示輸贏電路、甲乙加分電路等部分電

5、路組成。2.2系統(tǒng)的組成框圖為了實(shí)現(xiàn)原理圖的設(shè)計(jì)目標(biāo)，同時(shí)結(jié)合自己獲取的各種資料以及要達(dá)到的具體功能，所確定的組成框圖見(jiàn)圖3.1.1。一、 組成框圖的組成說(shuō)明按鈕單片機(jī)芯 片時(shí)間顯示比分顯示圖2.1.1：系統(tǒng)原理框圖二、 組成框圖的組成及其功能說(shuō)明1、 led能夠顯示比賽成績(jī)和比賽時(shí)間，并且能夠顯示調(diào)整后的比賽成績(jī)和時(shí)間2、 控制按鈕由兩隊(duì)的加分按鈕組成、以中場(chǎng)中止按鈕組成。3、 暫停比賽時(shí)間第三章 硬件部分的設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)接口電路圖3.1.1單片機(jī)接口電路見(jiàn)圖3.1.1，其電路分析如下：1）復(fù)位電路復(fù)位是指單片機(jī)的cpu或系統(tǒng)中其它的部件處于某一確定的初試狀態(tài)，并從這一狀態(tài)開(kāi)始工作。除了

6、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)或是操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于鎖死狀態(tài)，為擺脫困境，需要進(jìn)行按鍵復(fù)位。 通常單片機(jī)的復(fù)位操作有上電復(fù)位、信號(hào)復(fù)位、運(yùn)行監(jiān)視復(fù)位，運(yùn)行監(jiān)視復(fù)位有程序運(yùn)行監(jiān)視和電源監(jiān)視。 上電復(fù)位 ：上電復(fù)位是指單片機(jī)上電是的復(fù)位操作，保證單片機(jī)上電后立即進(jìn)入規(guī)定的復(fù)位狀態(tài)。 信號(hào)復(fù)位 ：信號(hào)復(fù)位是指單片機(jī)在正常供電的情況下，在復(fù)位引腳端加以復(fù)位信號(hào)。根據(jù)不同情況有按鍵操作復(fù)位、喚醒復(fù)位、控制復(fù)位等。 系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視復(fù)位：系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視復(fù)位是指系統(tǒng)出現(xiàn)非正常情況下時(shí)的復(fù)位操作，通常有電源監(jiān)視復(fù)位和程序監(jiān)視復(fù)位。電源監(jiān)視復(fù)位是指在電源下降到一定電平狀態(tài)或未達(dá)到額定電平要求時(shí)的系統(tǒng)復(fù)位

7、；程序運(yùn)行監(jiān)視復(fù)位是指程序運(yùn)行時(shí)常時(shí)的系統(tǒng)復(fù)位。在本設(shè)計(jì)中，則是采用上電復(fù)位，復(fù)位電路見(jiàn)圖2，原理是當(dāng)電源接通后，上電瞬間reset引腳獲取高電平，該高電平需要電容充電來(lái)維持，當(dāng)高電平維持在兩個(gè)機(jī)械周期以上則單片機(jī)能被復(fù)位。一般為了能夠可靠復(fù)位，復(fù)位時(shí)間一般在10ms以上，對(duì)于振蕩頻率為12mhz的復(fù)位電路，典型rc系數(shù)為：c3=10uf ，r29=8.2千歐。2)晶體振蕩電路 晶體振蕩電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作時(shí)所需的時(shí)鐘信號(hào)，從而保證各部分工作的同步。單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相反大器，只要在輸入端xtal1與輸出xtal2之間掛一個(gè)晶體振蕩器和微調(diào)電容就可以構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激震蕩器并在單片機(jī)內(nèi)

8、部產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。振蕩電路見(jiàn)圖3，電容器c1與c2用于穩(wěn)定頻率和快速起振，電容一般在5pf30pf，本設(shè)計(jì)電容為30pf。3）鍵盤接口電路 與通用單片機(jī)相比，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的鍵盤種類很多，鍵盤中按鍵數(shù)量設(shè)置依系統(tǒng)操作要求而定。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的鍵盤有獨(dú)立式和行列式兩種。（1）獨(dú)立式鍵盤獨(dú)立式鍵盤中，每個(gè)按鍵占用一個(gè)i/o口線，每個(gè)按鍵相對(duì)獨(dú)立。i/o口通過(guò)按鍵與地相連，無(wú)按鍵按下時(shí)，引腳端為高電平，有按鍵按下時(shí)，引腳為低電平，i/o口內(nèi)部有上拉電阻外部不可接上拉電阻。（2）行列式鍵盤用i/o口線組成行列結(jié)構(gòu)，按鍵設(shè)置在交叉點(diǎn)上，在按鍵數(shù)目較多時(shí)運(yùn)用這種連接方式，可節(jié)省i/o口連線。行列式

9、鍵盤的標(biāo)識(shí)最常用的兩種方法：行掃描法和線反轉(zhuǎn)法。本次設(shè)計(jì)中由于按鍵較少，采用三按鍵獨(dú)立式鍵盤即可滿足需要見(jiàn)圖(3.1.2)。圖3.1.23.2 數(shù)碼顯示電路led顯示器：通常所說(shuō)的led顯示器由七個(gè)發(fā)光二極管組成，因此也稱作七段led顯示器，通過(guò)七段發(fā)光二極管的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母或其它符號(hào)。圖3.1.31)led的接法 共陰極接法是指把發(fā)光二極管的陰極連接在一起構(gòu)成公共陰極，使用時(shí)公共陰極接地，陽(yáng)極輸入高電平段的二極管則會(huì)導(dǎo)通發(fā)光，而輸入低電平的則不會(huì)亮。2)顯示方式 動(dòng)態(tài)顯示是指依次輪流點(diǎn)亮顯示器的各個(gè)位，每隔一段時(shí)間則點(diǎn)亮一次，設(shè)置足夠短的時(shí)間，利用人的視覺(jué)暫停效應(yīng)和發(fā)光二極

10、管的熄滅時(shí)的余輝，達(dá)到多個(gè)字符同時(shí)顯示的效果。運(yùn)行這種顯示方式可以降低成本與功耗，但需要較大的驅(qū)動(dòng)電流。 本設(shè)計(jì)中采用的共陰極連接方式，由于沒(méi)有有足夠的i/o口可以使用采用動(dòng)態(tài)示方式，顯示電路見(jiàn)圖3.1.3。此外p0需外加上拉電阻(圖3.1.4)。圖3.1.4第四章 軟件部分設(shè)計(jì)4.1 按鍵模塊n 有鍵按下嗎？y 延時(shí)n 真的有鍵按下嗎?y 按鍵處理 等待按鍵釋放 圖4.1.1 4.1.2 源代碼void key_sc() /鍵盤掃描模塊 uchar key_bt,i; while(1) p1=0xff;delay_t(80);key_bt=p1;switch(key_bt) case 0xf

11、e: /初始化,顯示0; for(i=0;i1 p3 1p3=bit_disp3p2=0xff顯示顯示 p2、p3初始化 p0=showdis_codei i6 ?ny4.21 源代碼void display_rt(uchar dis_code) /顯示任務(wù) char bit_disp2,bit_disp3,i; bit_disp3=0x20; bit_disp2=0x08; for(i=0;i=9;i+) p2=0xff; p3=0xff; p0=show_tdis_codei; if(i1; else bit_disp3=0x20; p2=bit_disp2; p3=0xff; bit_d

12、isp2=bit_disp21; delay_t(1); 附錄一 原理圖附錄二 仿真圖附錄三 源程序設(shè)計(jì)#include#define uchar unsigned char#define uint8 unsigned intuchar code show_t10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /0 1 2 3 4 5 6 7 8 9static uchar display_buf10; /定義顯示緩沖char xsc3,ysc3; /保存兩隊(duì)的比賽結(jié)果char tsc4; /保存比賽時(shí)間uchar us_a=0,ds_a

13、=0,hs_a=0,us_b=0,ds_b,hs_b=0; /分別定義a和b隊(duì)比賽成績(jī)的個(gè)位、十位、百位uchar sut=0,sdt=0,mut=0,mdt=0; /分別定義比賽時(shí)間的秒、分個(gè)位及其十位sbit fm_bt = p27; /蜂鳴狀態(tài)位void delay_t(int t) /延時(shí) int tt; while(t-) tt=300; while(tt-); void display_rt(uchar dis_code) /顯示任務(wù) char bit_disp2,bit_disp3,i; bit_disp3=0x20; bit_disp2=0x08; for(i=0;i=9;i+

14、) p2=0xff; p3=0xff; p0=show_tdis_codei; if(i1; else bit_disp3=0x20; p2=bit_disp2; p3=0xff; bit_disp2=bit_disp21; delay_t(1); void alarm_spk() /攻擊時(shí)間倒計(jì)時(shí)，喇叭在最后5秒鐘發(fā)出滴答滴答的警報(bào)聲uint8 vtmp;for(vtmp=0;vtmp9) ds_a+; us_a=0; if(ds_a9) ds_a=0; hs_a+; if(hs_a9) us_a=0; ds_a=0; hs_a=0; display_buf3=us_a; display_b

15、uf4=ds_a; display_buf5=hs_a; display_rt(display_buf);delay_t(60); while(p1=0xfb) /b隊(duì) us_b+; if(us_b9) us_b=0; ds_b+; if(ds_b9) ds_b=0; hs_b+; if(hs_b9) us_b=0; ds_b=0; hs_b=0; display_buf0=us_b; display_buf1=ds_b; display_buf2=hs_b; display_rt(display_buf);delay_t(60); void modify_st() /調(diào)整比賽時(shí)間 uchar

16、 i=0; while(i9) sut=0; sdt+; if(sdt5) sdt=0; mut+; if(mut9) mut=0; mdt+; if(mdt9) sut=0; sdt=0; mut=0; mdt=0; display_buf6=sut; display_buf7=sdt; display_buf8=mut; display_buf9=mdt; display_rt(display_buf); i+; delay_t(5); void key_sc() /鍵盤掃描模塊 uchar key_bt,i; while(1) p1=0xff;delay_t(80);key_bt=p1;

17、switch(key_bt) case 0xfe: /初始化,顯示0; for(i=0;i9;i+) /display_bufi=0;display_rt(display_buf); break; case 0xfd: /a隊(duì) modify_sc(); break; case 0xfb: /b隊(duì) modify_sc(); break; /時(shí)間 case 0xf7: modify_st(); break; void main(void) key_sc(); /display_rt(d); /alarm_pk();參考文獻(xiàn)1 汪德彪 主編 mcs-51單片機(jī)原理及接口技術(shù) 北京：電子工業(yè)出版社 2 張大明 主編 單片機(jī)控制實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)及綜合應(yīng)用實(shí)例 北京：機(jī)械工業(yè)出版3 吳金戌,沈慶陽(yáng).8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用m.北京:清華大學(xué)出版社,2003：35-52 4 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)m.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1994:20-28 5 孫涵芳,徐愛(ài)卿.mcs-51/96系列單片機(jī)原理及應(yīng)用（修訂版）.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1996：76-83 6 李勛,林廣艷.單片微型計(jì)算機(jī)大學(xué)讀本m.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1998:86-90 7 陳建鐸，宋彩利，康 磊， 冷冬梅 單片機(jī)原理與應(yīng)用 科學(xué)