基于單片機的籃球比賽電子記分牌-仿真圖+完整程序

1、基于單片機的籃球比賽電子記分牌-仿真圖 +完整程序作者： 日期：課程 題目 院系 專業(yè)班級 學生姓名 學生學號 指導教師NEPU程設計單片機課程設計 基于單片機的籃球比賽電子記分牌 電氣信息工程學院測控系 測控技術與儀器 *-* 班201*年 * 月 * 日NEPU 課程設計任務書課程 單片機課程設計題目 基于單片機的籃球比賽電子記分牌專業(yè)測控技術與儀器 姓名 *學號 *一、任務以 AT89C51 單片機為控制核心，遵循籃球比賽規(guī)則，設計一款具有記錄比 賽分數，比賽剩余時間等基本功能的電子記分牌。二、設計要求1 要求能實時記錄比賽的分數、剩余時間。2 通過對 AT89C51 單片機的編程，實現

2、比分和剩余時間的顯示。3 設計籃球 24秒定時器、剩余 5 秒時發(fā)出提示音。4 提交設計報告、電路圖及程序源碼。三、參考資料1 張毅剛. 單片機原理及應用 M. 北京:高等教育出版社 ,2004.2 劉潤華 ,劉立山 .模擬電子技術 J.山東:石油大學出版社 ,2003.3 周潤景,張麗娜等.PROTEUS入門教程M. 北京:機械工業(yè)出版社 ,2007.4 尹仕.電工電子制作基礎 M. 武漢: 華中科技大學出版社 ,2008.5 彭介華 .電子技術課程設計指導 J.北京:高等教育出版社 ,1997.完成期限指導教師 專業(yè)負責人 *201*年 * 月 * 日目錄第 1 章 緒論 01.1 單片機

3、在體育賽事計分的應用 01.2 本設計任務 0第 2 章 總體方案論證與設計 12.1 顯示模塊 12.2 按鍵控制模塊 12.3 報警模塊 12.4 總體硬件組成框圖 2第 3 章 系統硬件設計 33.1 LCD1602 顯示模塊的硬件設計 33.2 按鍵控制模塊的硬件設計 33.3 蜂鳴器報警模塊的硬件設計 43.4 單片機最小系統的硬件設計 5第 4 章 系統的軟件設計 64.1 主程序設計 64.2 按鍵控制程序設計 74.3 蜂鳴器報警程序設計 8第 5 章 系統調試與測試結果分析 105.1 系統調試 105.2 測試結果 10結 論 11參考文獻 12附錄 1 程序 13附錄 2

4、 仿真效果圖 19第 1 章 緒論體育比賽計時計分系統是對體育比賽過程中所產生的時間、 比分等數據進行 快速采集記錄， 加工處理， 傳遞數據的信息系統。 根據不同運動項目的不同比賽 規(guī)則要求，體育比賽的計時計分系統包括測量類、評分類、命中類、制勝類得分 類等多種類型。籃球比賽是根據參賽隊在規(guī)定的比賽時間里得分多少來決定勝負 的，因此，籃球比賽的計時計分系統是一種得分類型的系統是一個負責籃球比賽 的數據采集和分配的專用系統， 它負責對比賽結果、 成績信息的采集處理、 傳輸 分配?；@球比賽的計時計分系統由計時器、 計分器等多種電子設備組成， 由于比 賽的不可重復性， 決定了籃球計時計分系統是一個實

5、時性很強、 可靠性要求極高 的電子服務系統， 所以計時計分設備是籃球比賽中不可缺少的電子設備， 計時計 分系統設計是否合理， 關系到比賽系統運行的穩(wěn)定和可靠， 并直接影響到比賽的 順利進行。 同時，根據目前高水平籃球比賽要求， 完善的籃球比賽計時計分系統 設備應能夠與現場成績處理、 現場大屏幕、 電視轉播車等多種設備相聯， 以便實 現高比賽現場感、 表演娛樂觀眾等功能目標。 隨著比賽規(guī)則的進一步完善， 相應 的計時計分系統也必須隨之改進。1.1 單片機在體育賽事計分的應用傳統的籃球比賽計分是由工作人員人工翻動記分牌實現的， 而比賽的時間則 由工作人員計表控制。由于人為因素，人工操作的比賽計分板

6、難免會出現誤差。 而作為微型控制系統的單片機具有集成度高， 功能強，通用性好， 特別是它具有 體積小，重量輕，能耗低，價格便宜，可靠性高，抗干擾能力強和使用方便等獨 特的優(yōu)點， 使單片機迅速得到了推廣應用， 目前已經成為測量控制應用系統中的 優(yōu)選機種和新電子產品的關鍵部位。 3 因此單片機在體育比賽記分牌的應用也成 為了一種不可避免的趨勢1.2 本設計任務8本次設計以 AT89C51 單片機為核心組成單片機最小系統，構建得分和時間 的顯示模塊、 進行控制的按鍵模塊以及能夠在規(guī)定的時間報警的提示模塊， 通過 在按鍵控制模塊的操作實現對比分和時間的設計，最終在顯示模塊上顯示第 2 章 總體方案論證

7、與設計本系統采用單片機 AT89C51 為控制核心，系統主要包括顯示模塊、按鍵控制模塊、蜂鳴器報警模塊等。下面對各模塊的設計進行論證比較。2.1 顯示模塊方案一：采用七段碼數碼管顯示。 數碼管是指將所有發(fā)光二極管的一極接到 一起形成公共極， 因此數碼管有共陰共陽之分。 以共陽數碼管為例， 共陽數碼管 在應用時應將公共極接到 +5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應 字段就點亮。 當某一字段的陰極為高電平時， 相應字段就不亮。 因此每個數碼管 有 9 個接口。數碼管的驅動方式有靜態(tài)掃描和動態(tài)掃描兩種形式。 靜態(tài)掃描編程 簡單，但電路復雜；動態(tài)掃描變成復雜，而且還需要使用其他芯片。方案二

8、：采用 1602 液晶顯示。液晶的物理特性是：當通電時導通，排列變 得有秩序，是光線容易通過，不通電時排列混亂， 阻止光線通過。相比于數碼管， LCD1602不僅可以顯示的圖形符號更豐富，而且具有輕薄、無輻射等優(yōu)點。比較以上兩種方案，系統設計中采用方案二。2.2 按鍵控制模塊方案一：采用矩陣鍵盤。矩陣鍵盤的長各分接口分別于單片機的 I/O 口連接， 可以通過連接數量較少的 I/O 口，擴展出多個按鍵。 但其缺點是電路更復雜， 編 程更麻煩。方案二：采用獨立按鍵。每個獨立按鍵與單片機 I/O 連接，雖然不能節(jié)省 I/O 口，但電路簡單、編程容易比較以上兩種方案，由于本系統只需要 4 個按鍵，因此

9、選者方案二。2.3 報警模塊報警模塊中，信號由單片機輸出經 PNP型三極管放大后進入蜂鳴器發(fā)出聲響 進行比賽時間的提示功能。2.4 總體硬件組成框圖圖 2-1 總體硬件組成框圖系統框圖如圖 2-1 所示，系統主要由四大模塊組成即單片機最小系統模塊、 液晶顯示模塊、蜂鳴器報警模塊、按鍵控制模塊。單片機最小系統作為整個系統的控制核心， 按鍵模塊的 4 個按鍵對分數和時 間進行控制然后顯示在 LCD1602 上，蜂鳴器報警模塊則根據程序設定的時間進 行報警。第 3 章 系統硬件設計為使該電子記分牌更加方便和靈活， 本設計將其劃分為四個模塊， 下面將對 各個模塊逐一介紹。3.1 LCD1602 顯示模

10、塊的硬件設計1602 液晶也叫 1602 字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數字、符號等 的點陣型液晶模塊它有若干個 5X7 或者 5X11 等點陣字符位組成， 每個點陣字符 位都可以顯示一個字符。 1602LCD 是指顯示的內容為 16X2,即可以顯示兩行， 每 行 16 個字符液晶模塊。圖 3-1 液晶顯示模塊電路3.2 按鍵控制模塊的硬件設計按鍵控制模塊采用 4個獨立按鍵， Key1、Key2 、Key3、Key4分別于單片機 的P10、P11、P12、P13連接，每個按鍵的另一端直接與地相連接，因此是低電平有效。按鍵控制模塊的電路如圖 3-2所示這四個獨立按鍵分別實現了比賽的暫停、

11、時間的刷新以及比賽兩只隊伍的得 分值的改變。具體標號和功能如表 3-1所示。表 3-1 按鍵功能描述序號接口功能Key1P10比賽開始 /暫停Key2P11刷新進攻球隊 24 秒時間Key3P12A 隊得分值加一Key4P13B 隊得分值加一圖 3-2 按鍵控制模塊電路圖3.3 蜂鳴器報警模塊的硬件設計蜂鳴器報警模塊由一個蜂鳴器和一個 PNP 型的三極管組成，接單片機的圖 3-3 蜂鳴器報警P27口，蜂鳴器為 5V 驅動，低電平有效。蜂鳴器模塊如圖 3-3 所示。3.4 單片機最小系統的硬件設計MCS-51 指令集和輸AT89C51 是 一 種 帶 4K 字 節(jié) FLASH 存 儲 器 ( F

12、PEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memor)y 的低電壓、高性能 CMOS 8 位微 處理器，俗稱單片機。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存 儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 1000 次。該器件采用ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的圖 3-4 最小系統模塊電路圖出管腳相兼容。由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL的 AT89C51 是一種高效微控制器。最小系統模塊的晶振電路由 12MHz 晶振和 30pF的電容構成， 復位電路由 1

13、0uF的電解電容和 104瓷片電容構成。 電路如圖 3-4 所示。第 4 章 系統的軟件設計在本設計中， 系統的軟件設計也采用了模塊化的設計， 將系統的各部分功能 編寫成子模塊的形式，這樣增強了系統軟件的可讀性和可移植性。4.1 主程序設計本系統中單片機的主要功能就是利用內部的定時器計時，并隨時接受控制 模塊的信息，將比賽的得分和剩余時間顯示在 1602 液晶上。其主程序流程如圖 4-1 所示初始倒計圖 4-1 主程序流程圖4.2 按鍵控制程序設計Key1鍵配合程序所設定的標志位 flag控制比賽的暫停，當 Key1按下， flag加 一，兩種不同的 flag值分別帶關閉定時器和打開定時器。按

14、下 Key2鍵后給 24秒進 攻時間的變量 "miao" 重新賦值為 24，代表上一次進攻結束， 另一只球隊開始進攻。 每按下 Key3和Key4鍵， A 、B兩隊的得分加一。程序流程如圖 4-2所示。延時eeeN暫停/開Y 刷新 24Y A 隊分加Y B 隊分加圖 4-2 按鍵控制流程圖4.3 蜂鳴器報警程序設計在程序里設定一個變量， 用if 語句判斷，當該變量等于設定的時間段的時候， 蜂鳴器響。 在24秒進攻時間只剩 5秒時， 蜂鳴器響一秒； 當24秒進攻時間結束時， 蜂鳴器響 4秒；單節(jié)比賽結束蜂鳴器響 4秒。流程圖如圖 4-3所示。第 5 章 系統調試與測試結果分析

15、5.1 系統調試為預先排除軟件和硬件的錯誤， 本設計需經過軟件調試、 硬件調試和軟硬兼 聯合調試。5.1.1 硬件調試本階段采用實驗板 ST-3A 對各個模塊的功能進行調試， 主要檢查硬件間連線 是否正確并調試各模塊能否實現指定的功能。5.1.2 軟件調試軟件調試采用 Keil 軟件完成。在寫好源程序之后， 建新工程， 選擇 AT89C51 處理器；接著新建文檔編輯程序， 編輯完存為 .C，把保存的 .C 文件加入到工程里。 檢查無語法錯誤后生成 .HEX 文件。5.1.3 硬件軟件聯調軟硬件聯合調試主要是運用 Proteus完成 6 。將系統原理圖在 Proteus環(huán)境下 畫好之后，將軟件調

16、試階段 Keil 生成的 .HEX 文件下載到單片機里，在電腦上進 行軟件仿真。5.2 測試結果本次系統設計結構較好， 單片機最小系統能正常工作， 按鍵模塊能實現控制 功能，液晶顯示模塊能根據按鍵模塊輸入的控制信息進行顯示， 蜂鳴器報警模塊 能按程序設定的要求報警。仿真結果圖如附錄 2 所示。結論本次基于單片機的籃球比賽電子記分牌是針對傳統籃球比賽人工翻動比分 牌的改進，解決籃球比賽時計分與計時準確方便和靈活適用的問題。系統總體電路由單片機最小系統、 1602液晶顯示模塊、 5個獨立按鍵控制模 塊以及蜂鳴器報警模塊構成。 四個模塊分別完成信息的處理、 顯示、控制等籃球 比賽記分牌的基本功能。通

17、過軟硬件的仿真調試，實現了本次設計的基本功能：在 1602 液晶左邊部 分分別顯示比賽隊伍的得分， 右邊部分顯示比賽剩余時間， 四個按鍵能完成程序 的要求對比分和時間的調整進行控制， 蜂鳴器能在規(guī)定的時間段鳴叫， 給予球員 和觀眾提示。參考文獻1 李川，汪秋蒙 .ISP技術的原理及實現方法 J.科技資訊 .2007，35期：93-94.2 萬光毅 .單片機實驗與實踐教程 M. 北京：北京航空航天大學出版社 .2005.1.3 張毅剛 .單片機原理及應用 M. 北京：高等教育出版社 .2003:160-190.4 胡燁 ,姚鵬翼 ,陳明 .Protel 99SE 原理圖與 PCB 設計教程 M.

18、 機械工業(yè)出 社.2005：23-99.5 馬忠梅 .單片機的 C 語言應用程序設計 M.北京：北京航空航天大學出版 社.20066 周潤景.基于 Proteus 的電路與單片機仿真系統設計與仿真 M. 北京:北京航 空航天大學出版社 . 2005.7 金炯泰,金奎煥 . 如何使用 KEIL8051C 編譯器M . 北京:北京航空航天大學 出版社 .2002.8 尹仕.電工電子制作基礎 M. 武漢:華中科技大學出版社 ,2008.9 彭介華 .電子技術課程設計指導 J.北京:高等教育出版社 ,1997.附錄 1 程序#include<reg52.h>#define uchar un

19、signed char #define uint unsigned int uchar code tab1="Auchar code tab2="B "uchar code tab3="GAME OVER " / 比賽結束時顯示uchar code tab4=" A B/比賽結束時顯示/1602 液晶的 3 個端口/四個按鍵/蜂鳴器/標志位; / 兩隊得分sbit lcden=P22; sbit lcdrw=P21; / sbit lcdrs=P20;sbit key1=P10;sbit key2=P11;sbit key3=P12;

20、sbit key4=P13;sbit Bell=P27;uint keyflag,flag; uchar i,num,count; uchar sec,min,miao; uchar Ascore,Bscore;/*液晶函數 *void delay(uint z)/液晶延時函數uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);void write_com(uchar com)lcdrs=0;P0=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;/ 命令子函數 command/接受指令/給 P0 口送指令碼/E 變?yōu)楦唠娖?/p>

21、 /在此延遲期間，將指令送入 /E 變?yōu)榈碗娖?，高脈沖結束void write_dat(uchar date) /數據子函數 datalcdrs=1;P0=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;/接受數據/給 P0 口送數據/E 變?yōu)楦唠娖?/在此延遲期間，將數據送入 /E 變?yōu)榈碗娖剑呙}沖結束void write_time(uchar add,uchar date) uchar shi,ge;shi=date/10;ge=date%10; write_com(0x80+add); write_dat(0x30+shi); write_dat(0x30

22、+ge);void write_miao(uchar add,uchar date)uchar shi,ge;shi=date/10;ge=date%10; write_com(0x80+0x40+add); write_dat(0x30+shi); write_dat(0x30+ge);/寫入時間函數/ 寫入 24 秒函數void write_Ascore(uchar add,uchar date) uchar bai,shi,ge;bai=date/100;shi=date/10%10;ge=date%10;write_com(0x80+add);write_dat(0x30+bai);w

23、rite_dat(0x30+shi);write_dat(0x30+ge);void write_Bscore(uchar add,uchar date) / 寫入 A 隊得分函數/ 寫入 B 隊得分函數uchar bai,shi,ge; bai=date/100; shi=date/10%10;ge=date%10; write_com(0x80+0x40+add); write_dat(0x30+bai); write_dat(0x30+shi); write_dat(0x30+ge);void write_score(uchar add,uchar date)/比賽結束寫入得分函數uch

24、ar bai,shi,ge;bai=date/100;shi=date/10%10;ge=date%10; write_com(0x80+0x40+add); write_dat(0x30+bai); write_dat(0x30+shi); write_dat(0x30+ge);void delay_Bell(uint z)uint x,y; for(x=z;x>0;x-) for(y=255;y>0;y-);/蜂鳴器延時函數void init() / 初始化函數Bell=1; keyflag=0; flag=0;min=12; sec=0; miao=25;Ascore=0;

25、Bscore=0;lcdrw=0;lcden=0;/E 的初始值為低電平，后面的程序給高電平從而滿足E 為高脈沖write_com(0x38);write_com(0x0e);write_com(0x06);write_com(0x01);/寫入顯示模式指令 /顯示是否打開以及光標的設置 /地址指針的加減和整屏是否移動 /清屏指令write_com(0x80+0x00);/顯示字符的初始位置for(num=0;num<16;num+)/ 起始地址為 53，將字符調到了第二行 write_dat(tab1num);write_com(0x80+0x40); for(num=0;num<

26、;2;num+) write_dat(tab2num); write_Ascore(2,Ascore);write_Bscore(2,Bscore); TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1; ET0=1; TR0=1; / 開定時器void keyscan() /按鍵函數 if(key1=0)delay(10);if(key1=0) keyflag+; / 鍵一按下，標志位加一while(!key1);if(keyflag=1) TR0=0; / 關中斷if(keyflag=2) TR0=1; keyflag=0;

27、 if(key2=0)/ 刷新 24 秒delay(5);if(key2=0) while(!key2);miao=25; if(key3=0)delay(5);if(key3=0) while(!key3);Ascore+; write_Ascore(2,Ascore); /寫入 A 隊得分 if(key4=0) delay(5);if(key4=0) while(!key4);Bscore+; write_Bscore(2,Bscore); /寫入 B 隊得分 void main()init();while(1)keyscan();if(flag=0) write_com(0x80+0x4

28、0+7); /寫入第一節(jié) FIR write_dat('F');write_dat('I'); write_dat('R');if(flag=1) write_com(0x80+0x40+7); /寫入第二節(jié) SEC write_dat('S');write_dat('E'); write_dat('C');if(flag=2) write_com(0x80+0x40+7); /寫入第三節(jié) THR write_dat('T');write_dat('H'); write_dat('R');if(flag=3)