基于51單片機(jī)的籃球計(jì)分器設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文基于51單片機(jī)的籃球比賽計(jì)分器設(shè)計(jì)系另I：機(jī)電工程系專業(yè)名稱：自動(dòng)化學(xué)號(hào)：26100102059學(xué)生姓名：黎俊杰指導(dǎo)教師：盧滿懷指導(dǎo)單位：機(jī)電工程系完成時(shí)間：2010年5月5日電子科技大學(xué)中山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目名稱基于51單片機(jī)的籃球計(jì)分器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（撰寫）內(nèi)容1 課題任務(wù)的內(nèi)容：1.1 基于51單片機(jī)籃球記分器設(shè)計(jì)的的理念。1.2 51單片機(jī)籃球記分器的前景和發(fā)展。1.3 51單片機(jī)籃球記分器的原理和設(shè)計(jì)程序。2 課題任務(wù)的要求：2.1 按籃球記分器的要求化51單片機(jī)籃球記分器的原理圖和設(shè)計(jì)程序。預(yù)期目標(biāo)2.2 論證51單片機(jī)籃球記分器實(shí)際應(yīng)用效果。2.3 報(bào)告設(shè)計(jì)的效

2、果和總結(jié)。在此設(shè)計(jì)中共接入了2個(gè)7段共陽LED顯示器，用于記錄該隊(duì)的分?jǐn)?shù)，2個(gè)LED顯示器顯示范圍可達(dá)到099分，基本滿足賽程需要。當(dāng)比賽隊(duì)得1分時(shí)，按下S1鍵加1分，得2分時(shí)按S2鍵加2分，得3分時(shí)按下S3鍵加3分。如分?jǐn)?shù)計(jì)錯(cuò)需減分時(shí)，每按一次S4鍵減1分成果形式1寫出一篇符合課題要求的畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文。2籃球記分器的設(shè)計(jì)理念和應(yīng)用意義。3設(shè)計(jì)出基于51單片機(jī)的籃球記分器的程序。4論文格式要達(dá)到電子科技大學(xué)中山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范設(shè)計(jì)（撰寫）地點(diǎn)電子科技大學(xué)中山學(xué)院起止時(shí)間2009年11月5日至2010年5月5日指導(dǎo)單位機(jī)電工程系指導(dǎo)教師盧滿懷審核意見審核簽名年月日電子科技大學(xué)中山

3、學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績評(píng)定表三）立用(&7i1評(píng)語：指導(dǎo)教師：年月日成績聽手評(píng)語：成績評(píng)閱教師：年月日論文答辯評(píng)語：答辯組長：年月日成績總分審核人：年月日基于51單片機(jī)的籃球比賽計(jì)分器設(shè)計(jì)概要本系統(tǒng)是采用單片機(jī)AT89C51作為本設(shè)計(jì)的核心元件。利用7段共陽LED作為顯示器件。在此設(shè)計(jì)中共接入了2個(gè)7段共陽LED顯示器，用于記錄該隊(duì)的分?jǐn)?shù)，2個(gè)LED顯示器顯示范圍可達(dá)到099分，基本滿足賽程需要。當(dāng)比賽隊(duì)得1分時(shí)，按下S1鍵加1分，得2分時(shí)按S2鍵加2分，得3分時(shí)按下S3鍵加3分。如分?jǐn)?shù)計(jì)錯(cuò)需減分時(shí)，每按一次S4鍵減1分。采用單片機(jī)控制是這個(gè)系統(tǒng)按鍵操作使用簡潔，LED顯示，安裝方便。解決了

4、籃球比賽計(jì)分器的安裝問題，節(jié)約了線材，適合在各種規(guī)模的體育場館使用，完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用鐘表進(jìn)行計(jì)時(shí)的方法，當(dāng)然稍加改動(dòng)也可以用于其他球類比賽，是體育器材向智能化發(fā)展的一個(gè)實(shí)例。關(guān)鍵詞：AT89C51LED顯示定時(shí)/計(jì)數(shù)器BasedonthebasketballgameJiFenQi51SCMdesignAlmosttoThissystemisusedforthedesignofsingle-chipAT89C51corecomponents.UseatotalofsevensectionsYangLEDdisplaydevice.InthedesignoftheCPCaccessfor7to

5、talYangLEDdisplay,torecordtheteamscore,2LEDdisplayrangeof0-99pointscanbeachieved,basicallymeetingscheduleneeds.Whentheteamhave1points,pressthebuttonandS1,accordingtotwopointswith2points,S2keysto3pointspressS3buttonandthreepoints.Ifplantoreducethewrongscorespoints,eachtimeyoupressthebuttonminus1.S4Us

6、ingsingle-chipmicrocomputercontrolsystemisthekeyoperation,theLEDdisplayconciseandeasyinstallation.TosolvetheproblemofthebasketballgameJiFenQiinstallation,savingawire,suitableforallkindsofsportsvenues,cancompletelyreplacethetraditionalmethodofusingclocktime,ofcourse,revisingcanalsobeusedtootherballga

7、mes,sportsequipmenttothedevelopmentofintelligenceisanexampleof.Keywords:AT89C51LEDdisplaytime/counters.1引言1設(shè)計(jì)意義與要求71.1 設(shè)計(jì)意義71.2 設(shè)計(jì)要求72系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)1.02.1 AT89C51簡介1.02.2 數(shù)碼管顯示原理102.3 系統(tǒng)總體方案1.13編程設(shè)計(jì)123.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器123.2 程序流程圖133.3 程序分析.1.6錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。4Proteus軟件仿真4.1 Proteus仿真軟件簡介4.2 仿真過程5調(diào)試分

8、析6心得體會(huì)致謝錯(cuò)誤！未定義書簽.2.2.錯(cuò)誤！未定義書簽錯(cuò)誤！未定義書簽參考文獻(xiàn)附錄一程序清單.附錄二電路原理圖引言本系統(tǒng)是采用單片機(jī)AT89C51作為本設(shè)計(jì)的核心元件。利用7段共陽LED作為顯示器件。在此設(shè)計(jì)中共接入了2個(gè)7段共陽LED顯示器，用于記錄該隊(duì)的分?jǐn)?shù)，2個(gè)LED顯示器顯示范圍可達(dá)到099分，基本滿足賽程需要。當(dāng)比賽隊(duì)得1分時(shí)，按下S1鍵加1分，得2分時(shí)按S2鍵加2分，得3分時(shí)按下S3鍵加3分。如分?jǐn)?shù)計(jì)錯(cuò)需減分時(shí)，每按一次S4鍵減1分。采用單片機(jī)控制是這個(gè)系統(tǒng)按鍵操作使用簡潔，LED顯示，安裝方便。解決了籃球比賽計(jì)分器的安裝問題，節(jié)約了線材，適合在各種規(guī)模的體育場館使用，完全可以

9、代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用鐘表進(jìn)行計(jì)時(shí)的方法，當(dāng)然稍加改動(dòng)也可以用于其他球類比賽，是體育器材向智能化發(fā)展的一個(gè)實(shí)例。1設(shè)計(jì)意義與要求1.1 設(shè)計(jì)意義體育比賽計(jì)分系統(tǒng)是對體育比賽過程中所產(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，傳遞利用的信息系統(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)運(yùn)動(dòng)隊(duì)在規(guī)定的比賽時(shí)間里得分多少來決定勝負(fù)的，因此，籃球比賽的計(jì)時(shí)系統(tǒng)是一種得分類型的系統(tǒng)。籃球比賽的計(jì)時(shí)系統(tǒng)由計(jì)時(shí)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)系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)能夠與現(xiàn)場成績處理，現(xiàn)場大屏幕，電視

10、轉(zhuǎn)播車等多種設(shè)備相聯(lián)，以便實(shí)現(xiàn)高比賽現(xiàn)場感，表演娛樂觀眾等功能目標(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，測控技術(shù)企業(yè)，機(jī)電行業(yè)，競相把單片機(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?；@球比賽計(jì)分器就是以單片機(jī)為核心的計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)，由于對于單片機(jī)是剛剛學(xué)習(xí)，對于編程也不是十分熟練，故本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容相較簡單，達(dá)不到正式比賽需求，僅供學(xué)習(xí)之用。1.2 設(shè)計(jì)要求籃球比賽中，得分可分為1分、2

11、分、3分三種情況，為防止出見加分錯(cuò)誤要另設(shè)一減分開關(guān)，即可以實(shí)現(xiàn)不同的加分和糾正加分錯(cuò)誤的功能。2系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)2.1AT89C51簡介單片機(jī)是在一塊芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多功能I/O口等計(jì)算機(jī)所需要的基本部件的大規(guī)模集成電路，又稱MCU。XTAL1P0.0/AD0P01/AD1P02/AJD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P06/AD6RSTP0.7/AD7PZ口“8P22/AWPSENP23/A11ALEP24/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P27/A15P1.0P3g制DP1.1P3.1/TXDPI2P3.2/I

12、NT0Pl.3P3.3/1NT1PI.4P3.4/T0Pl.5P3.5fT1P1.6P3.6唾P1.7HIKiHiHiqHiTWbll_LLHHHiHil_LL圖2.1AT89C51管腳圖2.2數(shù)碼管顯示原理數(shù)碼管實(shí)際上是由7個(gè)發(fā)光管組成8字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是8個(gè)。我們分別把他命名為A,B,C,D,E,F,G,H。圖2.2數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖假設(shè)我們要顯示一個(gè)數(shù)字2,那么A、B、G、E、D這5個(gè)段的發(fā)光管亮就可以了，C、F、H不亮，同時(shí)由于接法為共陽接法，那么為低電平是亮，為高電平是滅。從高往低排列，P1.7-P1.0寫成二進(jìn)制為01111110,把他轉(zhuǎn)化為16其以體積小、功能全、性價(jià)比等諸

13、多優(yōu)點(diǎn)而獨(dú)具特色，在工業(yè)控制、尖端武器、通信設(shè)備、家用電器等嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域中獨(dú)占鰲頭。如果說C語言程序設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)課，那么單片機(jī)以其系統(tǒng)硬件構(gòu)架完整、價(jià)格低廉、學(xué)生能動(dòng)手等特點(diǎn)，成為工科學(xué)生硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課。其管腳圖如右圖所示。進(jìn)制則為A2H0我們可以根據(jù)硬件的接線把數(shù)碼管顯示數(shù)字編制成一個(gè)表格,見下表，以后直接調(diào)用就行了。表2.1共陽極數(shù)碼管顯示顯示P1.7小數(shù)點(diǎn)P1.6GP1.5小FP1.4EP1.3DP1.2CP1.1BP1.0AHE代碼011000000C0H111111001F9H210100100A4H310110010B0H41001100199H51001001092H61

14、000001082H711111000F8H81000000080H91001000090H數(shù)碼管的接口有靜態(tài)接口和動(dòng)態(tài)接口兩種。靜態(tài)接口為固定顯示方式，無閃爍，其電路可采用一個(gè)并行口接一個(gè)數(shù)碼管，數(shù)碼管的公共端按共陽接VCC,本次課程設(shè)計(jì)由于所需數(shù)碼管較少，故可用些種方法接線。這種接法占用接口多，僅能接少量數(shù)碼管。動(dòng)態(tài)接口采用各數(shù)碼管循環(huán)輪流顯示的方法，當(dāng)循環(huán)顯示的頻率較高時(shí)，利用人眼的暫留特性，看不出閃爍顯示現(xiàn)象，這種顯示需要一個(gè)接口完成字形碼的輸出，另一接口完成各數(shù)碼管的輪流點(diǎn)亮。2.3 系統(tǒng)總體方案因所設(shè)計(jì)的籃球比賽計(jì)分器功能較少，電路結(jié)構(gòu)也相對簡單。只有兩個(gè)部分：開關(guān)控制和數(shù)碼管的顯

15、示。P0口接四個(gè)開關(guān)，分別作為比分+1、+2、+3、-1的控制按鍵；P1口和P3口分別按靜態(tài)接口方法接兩個(gè)數(shù)碼管來顯示比分。采用數(shù)碼管靜態(tài)接法，P3口接數(shù)碼管個(gè)位顯示、P1口接數(shù)碼管十位顯示、P0口接四個(gè)開關(guān)，中間用接上電阻來作分壓用，使得其高低電平能夠清楚的分開從而可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)上高低電平的跳變，使數(shù)碼管工作。3編程設(shè)計(jì)3.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器籃球比賽計(jì)分器其實(shí)就是一個(gè)計(jì)數(shù)器，本次課程設(shè)計(jì)就是利用單片機(jī)中的定時(shí)/計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)其計(jì)分的功能。在51單片機(jī)中有兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器To,Ti,分別由TH。、TLo和TH1、TL1組成，它們均是8位寄存器，在特殊功能寄存器中占地址8AH-8DH0它們用于

16、存放定時(shí)或計(jì)數(shù)的初始值。此外，內(nèi)部還有一個(gè)8位的方式寄存器TMOD和一個(gè)8位的控制寄存器TCONo用于選擇和控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作。其格式見下面兩表：表3.1方式控制寄存器TMODGATEC/TM1MoGATEC/TM1Mo門控開關(guān)計(jì)數(shù)/定時(shí)方式選擇門控開關(guān)計(jì)數(shù)/定時(shí)方式選擇表3.2控制寄存器TF1TR1TFoTRoIE1IT1IEoIToT1請求T1工作To請求To工作INT1請求INT1方式INT1請求INT1方式有/無啟/停有/無啟/停有/無下沿有/無下沿籃球比賽計(jì)分器利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)器進(jìn)行工作，計(jì)數(shù)器對外部脈沖的下降沿進(jìn)行加1計(jì)數(shù)，直至計(jì)滿回零。作為可編程器件，單片機(jī)中的定時(shí)/計(jì)數(shù)器初

17、始化編程步驟如下：根據(jù)定時(shí)時(shí)間要求或計(jì)數(shù)要求計(jì)算計(jì)數(shù)器初值;將工作方式控制字寫入TMOD寄存器；將計(jì)數(shù)初值寫入THx和TLx寄存器；啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，即將TRx置位。如果工作于中斷方式，需置位EA（中斷總開關(guān)）及ETX（允許定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷），并編寫中斷服務(wù)程序。3.2 程序流程圖籃球比賽中，得分可分為1分、2分、3分三種情況，為防止出見加分錯(cuò)誤要另設(shè)一減分開關(guān)。根據(jù)這樣的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合數(shù)碼管的顯示以及51單片機(jī)中計(jì)數(shù)器的工作實(shí)現(xiàn)方式、接口應(yīng)用、中斷控制等可設(shè)計(jì)出程序流程圖如下所示：圖3.1籃球比賽計(jì)分器3.3 程序分析數(shù)碼管的顯示，在TAB中加入數(shù)碼管顯示數(shù)字時(shí)對應(yīng)的16進(jìn)制數(shù)MOVDPT

18、R,#TABTAB:DB0c0H,0F9H,0A4H,0B0H,99HDB92H,82H,0F8H,80H,90H數(shù)碼管顯示程序：MOVA,R0MOVB,#10DIVABMOVCA,A+DPTRMOVP1,AMOVA,BMOVCA,A+DPTRMOVP3,A由于需要四個(gè)開關(guān)，取出A中的低四位來接開關(guān)，用ANL命令實(shí)現(xiàn)。具程序如下：MOVA,P0ANLA,#0FHCJNEA,#0FH,KEY1SJMPSTART四個(gè)開關(guān)加1、加2、加3、減1,直接通過加法在累加器中實(shí)現(xiàn)，以開關(guān)1為例，程序如下：MOVR1,#1MOVA,R0ADDA,R1MOVR0,A4Proteus軟件仿真4.1 Proteus

19、仿真軟件簡介Proteus軟件是英國Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。Protues提供了豐富的資源：仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個(gè)元件庫。仿真儀表資源：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器、信號(hào)發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用。Proteus還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來，其作用與示波器相似，但

20、功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)。另外Proteus還提供了比較豐富的測試信號(hào)用于電路的測試。這些測試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。在Protues中進(jìn)行電路仿真時(shí)，先繪制好原理圖，再調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件：*HEX,隨后便可在PROTEUS的原理圖中模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過程，進(jìn)行觀察從而改良自己的設(shè)計(jì)方案。操作簡單，非常適合初學(xué)者進(jìn)行單片機(jī)的仿真，進(jìn)而了解其原理，增強(qiáng)實(shí)踐。4.2 仿真過程在用Protues進(jìn)行仿真之前，先要用WAVE軟件將我們編寫好的匯編程序編譯。具體方法是先新建一項(xiàng)目，之后輸入編寫的程序，輸入完成后保存然后執(zhí)行項(xiàng)目、編譯，在目標(biāo)文件夾內(nèi)生成編譯好的程序文件，

21、其中*.HEX文件就是我們所需要的，在之后電路設(shè)計(jì)好后用于放入AT89C51中執(zhí)行其功能。在生成*HEX文件后，進(jìn)入Protues軟件，此時(shí)軟件已自動(dòng)打開一新建項(xiàng)目。我們可直接在其中構(gòu)建電路圖，點(diǎn)擊板面左側(cè)按鍵P,在彈出的Pickdevices對話框中進(jìn)行元器件的選擇，如下圖：中豐國qq膽二|HX|聯(lián)/ft出PickDevicesG育-00AKejwards:|aie9c51MalcJhWholeWords?匚ateaw；隔1Cal：日口0日年到MicioprocessoiICsSutrcategorjMAT89C51MCSS0519051MicracontolleATeX51BUSMC$eO

22、513051MicrocxirttalleAT89C51HB2MCS8D518051MicrocorttollEAT89C51RBZBUSMCSS0519051Microcofitolle4TWC51RC3心30518051MicrocwitollEAT89C51RCZBUSMCS8D5I8051MicrocontolleAT89C51RD2MCS80519051MicrocoftolleAT09C51RD2BUSMCSSD519061MicrDcontollEResUte(8):DeviceLibraay|Descriptiani圖4.1查找元器件元器件都找到后，先進(jìn)行排版再按照電路圖連接，如連接好后如下圖所示:口1|匚口峰石Si：EUdKTM2ra.iwranimruHTTFiMinrajmMP?!rEPOOfAMF口廿聞FOUaK!，口工.口FD-t/Mfehrns.K(CaKrnAyiJBT4JVH-SWH4:：:互中/。，與a#口卜|III|ON。Hem明找Rocrtslieet1+1500.0加0口th圖4.2仿真電路圖在電路連接女?后，雙擊AT89C51在彈出對話框中選擇單片機(jī)中要輸入的程序，見下圖：圖4.3向AT80C51中加入程序在輸入程序后，即可開始進(jìn)行仿真了，選擇執(zhí)行后點(diǎn)擊開關(guān)可觀察到數(shù)碼管亮，并能實(shí)現(xiàn)加1、加2、加3、減1的功能。