籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)

1、籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)黃凱（湖北師范學(xué)院機(jī)電與控制工程學(xué)院，湖北 黃石 435002）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，靈活適用的問題。本畢業(yè)設(shè)計(jì)采用單片機(jī)AT89C52為核心，設(shè)計(jì)出籃球計(jì)分計(jì)時(shí)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)單節(jié)比賽12分鐘倒計(jì)時(shí)、24秒進(jìn)攻時(shí)間倒計(jì)時(shí)、開始/暫停倒計(jì)時(shí)、改變節(jié)次、單節(jié)結(jié)束報(bào)警、兩隊(duì)比分分別加減分等顯示效果。 本系統(tǒng)利用LCD12864液晶顯示器作為顯示器件，顯示節(jié)次、12分鐘倒計(jì)時(shí)、24秒倒計(jì)時(shí)、主客隊(duì)雙方比分，通過單片機(jī)最小系統(tǒng)來控制計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器工作，單節(jié)比賽結(jié)束時(shí)LED發(fā)光二極管閃爍報(bào)警。 該設(shè)計(jì)采用LCD12864液晶顯示器，因?yàn)槠湮?/p>

2、功耗、小體積、使用靈活等諸多優(yōu)點(diǎn)在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，通過仿真基本上實(shí)現(xiàn)了上述功能，操作簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，符合一般籃球計(jì)分器的工作要求。關(guān)鍵詞：籃球比賽 單片機(jī) LCD液晶顯示器 發(fā)光二極管籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)黃凱（指導(dǎo)教師，劉金華）1 選題背景1.1籃球背景知識(shí)的介紹 籃球比賽在中國越來越被人們關(guān)注，同時(shí)也被更多青少年所喜愛?；@球賽記時(shí)計(jì)分器是對(duì)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、傳遞利用的工具。根據(jù)不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的不同比賽規(guī)則要求，籃球賽記時(shí)計(jì)分器包括評(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)在比賽時(shí)間里得分多少來

3、決定勝負(fù)的。因此，籃球比賽的記時(shí)計(jì)分器是一種得分類型的工具?；@球比賽的記時(shí)計(jì)分器由計(jì)時(shí)器、計(jì)分器等多種電子設(shè)備組成。 同時(shí)，根據(jù)目前高水平藍(lán)球比賽要求，完善的藍(lán)球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)該能夠與現(xiàn)場(chǎng)成績(jī)處理、現(xiàn)場(chǎng)大屏幕、電視轉(zhuǎn)播車等多種設(shè)備相聯(lián)，以便實(shí)現(xiàn)提高比賽現(xiàn)場(chǎng)感、表演娛樂觀眾等功能。1.2單片機(jī)背景知識(shí)的介紹 單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)，把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。按照歷史性、本質(zhì)性、普遍性要求，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)定義為：“嵌入到對(duì)

4、象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，可分軟件部分和硬件部分，而當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在單片機(jī)上。所以，以MCU為核心，就是各種各樣的單片機(jī)，是嵌入式硬件部分的實(shí)現(xiàn)方式之一，它主要是因?yàn)榘烟幚砥骱痛鎯?chǔ)器等部件集成在一塊芯片上。 進(jìn)入21世紀(jì)，伴隨著電子，信息通信技術(shù)的應(yīng)用與普及開發(fā)，人們對(duì)電子技術(shù)的要求也越來越高。目前嵌入式單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，按照歷史性、本質(zhì)性、普遍性要求，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)定義為：嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。對(duì)于嵌入式即可分軟件部分和硬件部分。以MCU為核心，就是各種各樣的單片機(jī)，是嵌入式硬件部分的實(shí)現(xiàn)方式之一

5、，它主要是因?yàn)榘烟幚砥骱痛鎯?chǔ)器等部件集成在一塊芯片上。在探索單片機(jī)的發(fā)展道路時(shí)，有過兩種模式，即“模式”與“創(chuàng)新模式”?！澳Ｊ健睂⑼ㄓ糜?jì)算機(jī)系統(tǒng)中的基本單元進(jìn)行裁剪后，集成在一個(gè)芯片上，構(gòu)成單片微型計(jì)算機(jī)；“創(chuàng)新模式”則完全按嵌入式應(yīng)用要求設(shè)計(jì)全新的，滿足嵌入式應(yīng)用要求的體系結(jié)構(gòu)、微處理器、指令系統(tǒng)、總線方式、管理模式等。Intel公司的MCS-48、MCS-51就是按照創(chuàng)新模式發(fā)展起來的單片形態(tài)的嵌入式系統(tǒng)。MCS-51是在MCS-48探索基礎(chǔ)上，進(jìn)行全面完善的嵌入式系統(tǒng)，成為單片嵌入式系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)體系。體育比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器是對(duì)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

6、、傳遞利用的工具?；@球比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分器是一種得分類型的工具。它由計(jì)時(shí)器等、計(jì)分器等多種電子設(shè)備組成。雖然籃球比賽中很早就開始研究應(yīng)用了電子計(jì)分器，但通常都是利用模擬電子器件、數(shù)字電子器件或是模擬、數(shù)字混合組成的，其穩(wěn)定性和高準(zhǔn)確度計(jì)分仍存在一些問題。以單片機(jī)為核心的籃球比賽計(jì)分器，計(jì)分準(zhǔn)確，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)。1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)用于賽場(chǎng)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，并能修改比賽時(shí)間、暫停比賽時(shí)間；（2）能隨時(shí)刷新甲、乙兩隊(duì)在整個(gè)賽程中的比分；（3）中場(chǎng)交換比賽場(chǎng)地時(shí)，能交換甲、

7、乙兩隊(duì)比分的位置；（4）比賽時(shí)間結(jié)束時(shí)，能發(fā)出報(bào)警指令。 要求掌握單片機(jī)的工作原理，籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器硬件電路及軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法。設(shè)計(jì)單片機(jī)控制的籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的硬件電路；設(shè)計(jì)單片機(jī)控制的籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器軟件部分；調(diào)試硬件電路與軟件；畫硬件電路原理圖，寫論文。1.4畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方案 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)確的問題。此裝置利用單片機(jī)AT89C52完成了計(jì)時(shí)和計(jì)分的功能。該設(shè)計(jì)將介紹系統(tǒng)硬件與軟件的設(shè)計(jì)過程，采用該裝置可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行比分修改和時(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)。 考慮到籃球體育運(yùn)動(dòng)中隊(duì)比賽的要求與本專業(yè)所學(xué)習(xí)的嵌入

8、式單片機(jī)的知識(shí)的應(yīng)用，可以很好的將比賽的計(jì)時(shí)與計(jì)分體現(xiàn)出來，所以在本次設(shè)計(jì)中我們利用單片機(jī)的知識(shí)來解決此次課題的研究與實(shí)踐。 2 系統(tǒng)方案論證以及硬件的選擇2.1系統(tǒng)的總體方案論證籃球比賽計(jì)分器采用單片機(jī)控制系統(tǒng)，顯示模塊可以用二極數(shù)碼光或者是LCD液晶顯示屏來顯示比賽得分以及比賽時(shí)間的倒計(jì)時(shí)。比賽中的加減分以及時(shí)間的調(diào)整等控制可以由單片機(jī)外接按鍵控制電路來實(shí)現(xiàn)。最后本設(shè)計(jì)中還需要一個(gè)報(bào)警電路，在比賽時(shí)間結(jié)束后通過一個(gè)蜂鳴器進(jìn)行提示報(bào)警，另外在報(bào)警電路中可以再添加一個(gè)LED燈進(jìn)行閃爍報(bào)警，這樣能夠更加的醒目。通過幾個(gè)模塊就可以完成相應(yīng)的計(jì)分器控制和顯示功能的協(xié)調(diào)。在本設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)

9、分器中，顯示器作為顯示設(shè)備，顯示比賽中兩隊(duì)的比分以及單節(jié)比賽的倒計(jì)時(shí)，考慮到籃球比賽的特殊性，在顯示中本人另外添加了一個(gè)24秒進(jìn)攻時(shí)間的倒計(jì)時(shí)。在比賽過程中由控制按鍵隨時(shí)可以對(duì)比賽的兩隊(duì)比分進(jìn)行刷新、對(duì)比賽時(shí)間作出調(diào)整以及開始/暫停比賽倒計(jì)時(shí)。在比賽結(jié)束時(shí)會(huì)有蜂鳴器的蜂鳴報(bào)警，同時(shí)伴隨著LED燈的閃爍。中場(chǎng)時(shí)可以顯示比賽兩隊(duì)位置的交換。在本設(shè)計(jì)中，經(jīng)查閱籃球比賽資料，一場(chǎng)比賽分四節(jié)，以12分鐘作為單機(jī)比賽的倒計(jì)時(shí)時(shí)間，24秒作為比賽的一次進(jìn)攻倒計(jì)時(shí)時(shí)間。硬件設(shè)計(jì)各模塊大體設(shè)計(jì)如下圖2-1所示。AT89C52控制器時(shí)鐘電路復(fù)位電路鍵盤控制電路顯示電路LED及蜂鳴器報(bào)警圖2-12.1.1顯示方案的

10、選擇方案一：采用數(shù)碼管LED顯示，LED顯示器是由發(fā)光二極管構(gòu)成的LED數(shù)碼管、LED點(diǎn)陣顯示器等。LED發(fā)光器件一般常用的有兩類：數(shù)碼管和點(diǎn)陣。方案二：采用液晶電路來顯示，LCD是工業(yè)字符型液晶，具有顯示效果清晰、顯示內(nèi)容多式多樣的特點(diǎn)。對(duì)以上兩個(gè)方案加以比較，可以發(fā)現(xiàn)LED雖然使用簡(jiǎn)單，但是顯示內(nèi)容有限，顯示效果不是很直觀，硬件連接電路較為復(fù)雜，而且穩(wěn)定性不高；而LCD液晶顯示屏連接線路簡(jiǎn)單，顯示內(nèi)容豐富，易于硬件電路實(shí)現(xiàn)，可靠性較好。綜上所述：顯示模塊采用第二種方案，本設(shè)計(jì)采用LCD液晶顯示屏來實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的顯示功能。2.1.2計(jì)時(shí)方案的選擇方案一：采用芯片74LS192（十進(jìn)制同步加/減

11、計(jì)數(shù)器）、NE555（秒脈沖發(fā)生器）以及輔助電路等組成。設(shè)計(jì)中秒脈沖發(fā)生器是采用555集成電路組成的多諧振蕩器構(gòu)成，通過計(jì)算來產(chǎn)生比較準(zhǔn)確的1秒脈沖。譯碼顯示電路用CD4511和共陰極七段LED數(shù)碼管組成，報(bào)警電路在實(shí)驗(yàn)中用發(fā)光二極管代替。該方案能較準(zhǔn)確的顯示比賽時(shí)間和比分，但是有眾多的不足。例如：電路中用到的芯片較多，無法簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方案。  方案二：采用計(jì)時(shí)芯片,針對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)計(jì)時(shí)芯片的要求，各大芯片廠家推出了鍵時(shí)鐘/倒計(jì)時(shí)/正計(jì)時(shí)各種芯片，可采用自動(dòng)控制計(jì)時(shí)芯片，通過觸發(fā)控制電路使計(jì)時(shí)器自動(dòng)地計(jì)時(shí)，達(dá)到預(yù)定時(shí)間后芯片重新開始計(jì)時(shí)（實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)功能）；也可以通過觸發(fā)控制電路使計(jì)時(shí)器不

12、計(jì)時(shí)，達(dá)到預(yù)定時(shí)間后芯片重新開始計(jì)時(shí)（實(shí)現(xiàn)暫停功能），不需要程序干預(yù)。計(jì)算機(jī)可通過中斷或查詢方式讀取計(jì)時(shí)器數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)的暫停的功能，并進(jìn)行顯示，計(jì)時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)就無需占用CPU的時(shí)間，程序簡(jiǎn)單，控制精度高，因此在工業(yè)控制系統(tǒng)中多采用這一類專用芯片來實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能。方案三：軟件控制,利用AT89S52內(nèi)部的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器進(jìn)行中斷定時(shí)，配合軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)。該方案節(jié)省硬件成本，并且可綜合運(yùn)用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷以及程序設(shè)計(jì)的知識(shí)，因此本系統(tǒng)采用方案三軟件方法來實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)。2.2硬件的選擇根據(jù)以上方案的選擇，本設(shè)計(jì)在硬件方面有了初步的確定。在單片機(jī)方面，本設(shè)計(jì)中打算選用89C52單片機(jī)，其容量比89C5

13、1大一倍。在LCD液晶顯示屏方面，考慮到本設(shè)計(jì)中需要多行顯示(一行顯示比賽時(shí)間，一行顯示比賽分?jǐn)?shù)，另外本設(shè)計(jì)中可能還需要一行作為24秒進(jìn)攻時(shí)間倒計(jì)時(shí)的顯示），所以可以選擇市場(chǎng)較為普遍的1602或者12864LCD液晶顯示屏。最后由于報(bào)警電路的需要，還要選用一個(gè)蜂鳴報(bào)警器以及一個(gè)LED二極管。 本設(shè)計(jì)選用原件清單如下： 單片機(jī)AT89C52 12864LCD液晶顯示屏 蜂鳴報(bào)警器 LED二極管燈 滑動(dòng)變阻器 電容、電阻、三極管若干3 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)采用ATMEL公司AT89S52單片機(jī)為控制核心，由倒計(jì)時(shí)模塊、比分顯示模塊、人機(jī)接口模塊、報(bào)警模塊等部分組成。其中比

14、賽時(shí)間倒計(jì)時(shí)和24秒進(jìn)攻倒計(jì)時(shí)分別采用單片機(jī)AT89S52的定時(shí)器1和定時(shí)器2實(shí)現(xiàn)；人機(jī)接口模塊由鍵盤和LCD1602液晶組成，可實(shí)現(xiàn)比賽時(shí)間、24秒倒計(jì)時(shí)設(shè)置和顯示、比分顯示和比賽節(jié)數(shù)顯示等功能。本設(shè)計(jì)采用切換試按鍵的控制方式，通過一個(gè)模式按鍵對(duì)比賽兩隊(duì)分?jǐn)?shù)、比賽時(shí)間的分秒位進(jìn)行切換，通過一個(gè)加鍵、一個(gè)減鍵對(duì)切換到的位子數(shù)據(jù)進(jìn)行加減。另外單獨(dú)設(shè)置一個(gè)開始/暫停按鍵控制比賽的開機(jī)與暫停。最后本設(shè)計(jì)中還有一個(gè)24秒的進(jìn)攻時(shí)間倒計(jì)時(shí)清零鍵控制對(duì)其清零。 設(shè)計(jì)中接通電源，系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位（本系統(tǒng)中復(fù)位為系統(tǒng)斷電再接通），蜂鳴報(bào)警器蜂鳴、LED二極管閃爍顯示第一節(jié)比賽開始，進(jìn)行12分倒計(jì)時(shí)，單節(jié)比賽倒計(jì)時(shí)

15、完成自動(dòng)進(jìn)入下節(jié)比賽（中途可暫停），當(dāng)?shù)诙?jié)比比賽倒計(jì)時(shí)完成進(jìn)入第三節(jié)比賽時(shí)兩隊(duì)比分位置自動(dòng)進(jìn)行交換。比賽中途可以隨時(shí)對(duì)兩隊(duì)比分、比賽時(shí)間進(jìn)行人為調(diào)整。3.2硬件設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)介3.2.1控制單片機(jī)AT89C52的簡(jiǎn)介AT89S52是一個(gè)低的功率，高性能8位微控制器芯片包含8K字節(jié)的ISP（在系統(tǒng)編程）可以被反復(fù)擦除1000次的Flash只讀程序內(nèi)存，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性揮發(fā)性記憶體技術(shù)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令集與80C51引腳結(jié)構(gòu)，集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元芯片，功能強(qiáng)大的單片機(jī)AT89S52為許多嵌入式控制應(yīng)用的解決方案，以提供符合成本效益的。設(shè)

16、計(jì)AT89S52 DIP40封裝引腳結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。 ，除8K字節(jié)FLASH芯片的程序存儲(chǔ)器，256字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I / O）端口，8個(gè)中斷源，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。圖3-1AT89S52單片機(jī)引腳說明如下：Vcc：電源端，接+5 V VSS：接地端子。XTAL1：當(dāng)使用外部TTL時(shí)鐘輸入端為外部時(shí)鐘時(shí)，此引腳連接到外部晶體和微調(diào)電容器，片上振蕩器反相放大器輸入的一端。XTAL2的另一端連接到一個(gè)外部晶體和微調(diào)電容器，片上振蕩器反相放大器的輸出端，該引腳必須敞開時(shí)，使用外部TT

17、L時(shí)鐘。，ALE地址鎖存使能ALE信號(hào)：P0口輸出的地址鎖存器輸出的低8位地址鎖存器控制系統(tǒng)擴(kuò)展，使復(fù)用的數(shù)據(jù)和低地址。此外，ALE在第六晶體頻率的固定頻率輸出的正脈沖，作為外部時(shí)鐘或外部定時(shí)脈沖使用。PSEN：PSEN是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通，低電平有效。訪問程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)EA：當(dāng)CPU執(zhí)行片上程序存儲(chǔ)器指令，但是當(dāng)PC值超過0FFFH時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器指令。當(dāng)為低電平時(shí)，CPU只執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器指令。的復(fù)位信號(hào)RST：此信號(hào)是高有效，在輸入側(cè)，以保持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，在復(fù)位后的操作就可以完成。P0端口（P0.0-P0.7）：漏極開路的8位準(zhǔn)雙向I / O端口的8條地

18、址線和8條數(shù)據(jù)線復(fù)用的端口的端口必須連接到外部使用的上拉電阻。外部程序存儲(chǔ)器被訪問時(shí)，它的低8位的存儲(chǔ)器地址線。P1口（P1.0-P1.7）：這是一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8個(gè)準(zhǔn)雙向I / O口，用作輸入，應(yīng)該寫第一個(gè)內(nèi)部鎖存器。P2口（P2.0-P2.7）：一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8準(zhǔn)雙向I / O端口，輸入端口，同樣需要先寫的內(nèi)部鎖存器1。訪問外部程序存儲(chǔ)器，高八位地址線的內(nèi)存。P3口（P3.0-P3.7）：P3口內(nèi)部上拉電阻的8個(gè)準(zhǔn)雙向I / O口，P3口的通用I / O端口使用，它也有第二針功能，具體如表3-1所示?？诰€特殊功能信號(hào)名稱P3.0RXD串行輸入口P3.1TXD串行輸出口P3.2INT0

19、外部中斷0輸入口P3.3INT1外部中斷1輸入口P3.4T0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0外部輸入口P3.5T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1外部輸入口P3.6WR寫選通輸出口P3.7RD讀選通輸出口表3-13.2.2液晶顯示模塊1602LCD顯示屏簡(jiǎn)介顯示器是最常用的輸出設(shè)備，其種類繁多，但在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最常用的是發(fā)光二極管顯示器（LED）和液晶顯示器（LCD）兩種。由于這兩種顯示器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，接口容易實(shí)現(xiàn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。發(fā)光二極管LED，組成的顯示屏，每個(gè)點(diǎn)都是一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管，通過控制電路控制二極管的亮與滅來控制點(diǎn)的發(fā)光，從而使整個(gè)大屏幕顯示圖案。 液晶顯示器LCD最常見的就是TFT類型的，它

20、是由光源，液晶光柵，和控制芯片組成，他的光源是常亮的白色強(qiáng)光，當(dāng)光線通過液晶光柵（液晶屏）的時(shí)候，通過電壓改變液晶顆粒濾光方向，從而改變每個(gè)點(diǎn)的顏色和強(qiáng)度來顯示圖案。液晶顯示器分很多種類，按顯示方式可分為段式，行點(diǎn)陣式和全點(diǎn)陣式。段式與數(shù)碼管類似，行點(diǎn)陣式一般是英文字符，全點(diǎn)陣式可顯示任何信息， 如漢字、圖形、圖表等。兩者之間的區(qū)別：（1）二極本身發(fā)光， 液晶本身不發(fā)光，只是透射光。 （2）二極管體積大，圖像質(zhì)量一般，適合作室外大屏幕，價(jià)格較低。液晶成本較高，面積無法做得很大，但圖像質(zhì)量很好，適合做顯示器。 （3）二極管耗電大，液晶耗電小。（4）二極管圖像刷新率低，液晶的高。二者的檔次相差比較

21、大，一般來講在一些圖像簡(jiǎn)單，對(duì)成本控制較嚴(yán)格的場(chǎng)合，用二極管，比如商場(chǎng)、銀行等服務(wù)部門的電子提示窗，街道、百貨公司外面的廣告宣傳窗；而液晶一般都是作計(jì)算機(jī)顯示器、電視、手持設(shè)備等對(duì)圖像質(zhì)量要求高的場(chǎng)合。本設(shè)計(jì)采用LCD1602實(shí)現(xiàn)顯示功能， 1602是16字符*2行的字符型LCD顯示器，它由32個(gè)字符點(diǎn)陣塊組成，每個(gè)字符點(diǎn)陣塊由5×7或5×10個(gè)點(diǎn)陣組成，可以顯示ASCII碼表中的所有可視的字符。它內(nèi)置了字符產(chǎn)生器ROM(CGROM)、字符產(chǎn)生器RAM(CGRAM)和顯示數(shù)據(jù)RAM（DDRAM）。1602液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，在袖珍

22、式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。 LCD1602引腳及功能如下表3-2編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明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（H/L）12D5Data I/O5R/W讀/寫選擇端(H/L)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)極表3-21、2 組電源，一組是模塊的電源，一組是背光板的電源，均為5V 供電。2、VL是調(diào)節(jié)對(duì)比度的引腳調(diào)節(jié)此腳上的電壓可以改變黑白

23、對(duì)比度。3、RS是很多液晶上都有的引腳，是命令/數(shù)據(jù)選擇引腳，腳電平為高時(shí)表示將進(jìn)行數(shù)據(jù)操作，為低時(shí)表示進(jìn)行命令操作。4、R/W也是很多液晶上都有的引腳，是讀寫選擇端，該腳電平為高是表示要對(duì)液晶進(jìn)行讀操作，為低時(shí)表示要進(jìn)行寫操作。5、E 同樣很多液晶模塊有此引腳，通常在總線上信號(hào)穩(wěn)定后給一正脈沖通知把數(shù)據(jù)讀走，在此腳為高電平的時(shí)候總線不允許變化。6、D0D7 8位雙向并行總線，用來傳送命令和數(shù)據(jù)。7、BLA是背光源正極，BLK是背光源負(fù)極。如下圖3-2為Proteus仿真效果圖：圖3-23.2.3系統(tǒng)復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位電路的作用在上電或復(fù)位過程中控制CPU的復(fù)位狀態(tài)：這段時(shí)間內(nèi)讓CPU保持復(fù)位

24、狀態(tài)，而不是一上電或剛復(fù)位完畢就工作，防止CPU發(fā)出錯(cuò)誤的指令、執(zhí)行錯(cuò)誤操作，也可以提高電磁兼容性能。無論用戶使用哪種類型的單片機(jī),總要涉及到單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)。而單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計(jì)的好壞,直接影響到整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性。許多用戶在設(shè)計(jì)完單片機(jī)系統(tǒng),并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功后,在現(xiàn)場(chǎng)卻出現(xiàn)了“死機(jī)”、“程序走飛”等現(xiàn)象,這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)不可靠引起的。 單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)

25、器周期(24個(gè)振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動(dòng)按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。 本系統(tǒng)采用上電復(fù)位的復(fù)位方式，AT89C51的上電復(fù)位電路如圖3-3所示，只要在RST復(fù)位輸入引腳上接一電容至VCC端，下接一個(gè)電阻到地即可。對(duì)于CMOS型單片機(jī)，由于在RST端內(nèi)部有一個(gè)下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至1µF。上電復(fù)位的工作過程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過電  容加給RST端一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，此高電平信號(hào)隨著VCC對(duì)電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位，RST端的高電平

26、信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。上電時(shí)，VCC的上升時(shí)間約為10ms，而振蕩器的起振時(shí)間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為10MHz，起振時(shí)間為1ms；晶振頻率為1MHz，起振時(shí)間則為10ms。在圖2的復(fù)位電路中，當(dāng)VCC掉電時(shí)，必然會(huì)使RST端電壓迅速下降到0V以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個(gè)負(fù)電壓將不會(huì)對(duì)器件產(chǎn)生損害。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“l(fā)”態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則程序計(jì)數(shù)器PC將得不到一個(gè)合適的初值，因此，CPU可能會(huì)從一個(gè)未被定義的位置開始執(zhí)行程序。圖3-33.2.4系統(tǒng)時(shí)鐘電路 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

27、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3-4所示：圖3-4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)。一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的時(shí)鐘保護(hù)系統(tǒng)工作正常，主要由晶體振蕩器和外圍電路，基準(zhǔn)振蕩定時(shí)信號(hào)的晶振頻率的大小決定的SCM系統(tǒng)的速度。根據(jù)不同的需求，選擇不同頻率的晶振，兩個(gè)的晶體引腳分別連接到XTA

28、L1和XTAL2振蕩脈沖的輸入和輸出引腳可用于一個(gè)外部晶體或陶瓷諧振器，電容器C1，C2構(gòu)成的諧振電路，在微控制器的內(nèi)部放大器的反饋電路。諧振器的外部的電容器C1，C2，雖然不是很嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)稍微影響的穩(wěn)定的振蕩頻率的振蕩器工作的水平之后，啟動(dòng)的難易程度的穩(wěn)定性，以及的溫度，如果使用石英晶體，它是推薦使用30pF的，使用陶瓷諧振器建議選擇40PF。3.2.5系統(tǒng)按鍵接口原理鍵盤往往分成編碼鍵盤和非編碼鍵盤，編碼鍵盤由按鍵和鍵處理電路組成，直接為計(jì)算機(jī)提供經(jīng)過編碼的按鍵鍵碼；而非編碼鍵盤則只提供按鍵，其余由計(jì)算機(jī)自己處理。非編碼鍵盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可自由裁量設(shè)計(jì)，非常適用于單片應(yīng)用系統(tǒng)。

29、1.按鍵特性與抖動(dòng)處理按鍵是一種機(jī)械彈性開關(guān)，當(dāng)鍵按下時(shí)閉合，松開時(shí)斷開。因?yàn)橛袡C(jī)械的接觸，在觸點(diǎn)閉合或斷開的瞬間會(huì)出現(xiàn)電壓抖動(dòng)。為了避免鍵輸入錯(cuò)誤，必須進(jìn)行鍵抖動(dòng)的處理。去抖動(dòng)由硬件和軟件兩種方法：硬件方法就是在鍵盤中附加去抖動(dòng)電路消除抖動(dòng)；而軟件方法則是采用時(shí)間延遲以躲避抖動(dòng)，待觸點(diǎn)狀方法處理。2.鍵盤接口及功能非編碼鍵盤是所用按鍵組成的集合。為了保證鍵盤的正確輸入，鍵接口必備以下功能：（1）鍵掃描與識(shí)別，判斷有無鍵按下以及按鍵位置，鍵掃描與識(shí)別是通過“行掃描”與“列狀態(tài)”的配合來確定是否有鍵按下以及所在行、列的位置。所謂行掃描就是一次給每條行線送低電平，而其余各行線送高電平，并檢測(cè)對(duì)每一

30、行掃描時(shí)所產(chǎn)生的列狀態(tài)。鍵盤掃描有下列三種方式：程控掃描方式：只有單片機(jī)空閑時(shí)才調(diào)用掃描程序響應(yīng)用戶鍵入請(qǐng)求。定時(shí)掃描方式：?jiǎn)纹瑱C(jī)定時(shí)調(diào)用掃描程序?qū)︽I盤進(jìn)行掃描，即時(shí)響應(yīng)用戶鍵入請(qǐng)求。中斷掃描方式：與中斷請(qǐng)求電路配合，當(dāng)有鍵按下時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，由單片機(jī)響應(yīng)并執(zhí)行中斷服務(wù)程序掃描鍵盤。（2）去鍵抖動(dòng)消除按鍵抖動(dòng)帶來的誤輸入。檢測(cè)鍵關(guān)閉后，延時(shí)10ms后再檢測(cè)一次，兩次檢測(cè)相同再進(jìn)一步進(jìn)行鍵處理。（3）鍵編碼生成易于處理的鍵碼。由于鍵位碼比較零亂，因此接下來的工作是根據(jù)需要把反映閉合鍵和鍵位置的鍵位碼換乘反映鍵功能的鍵碼。有了鍵碼，才好通過散轉(zhuǎn)指令把程序執(zhí)行到閉合鍵所對(duì)應(yīng)的服務(wù)程序上去。鍵碼既可以

31、根據(jù)鍵位碼查詢表求得，也可以根據(jù)鍵碼編排規(guī)律計(jì)算得到。（4）等待鍵釋放為了保證鍵一次閉合僅進(jìn)行一次處理，編鍵碼之后，再以延時(shí)掃描的方法等待鍵釋放。鍵釋放后鍵處理工作完成。本設(shè)計(jì)中proteus仿真按鍵控制電路如下圖3-5所示：圖3-53.2.6報(bào)警電路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)通過P1口控制設(shè)計(jì)的紅色發(fā)光二極管以及蜂鳴報(bào)警器顯示報(bào)警。前三季度結(jié)束時(shí)的紅色發(fā)光二極管閃爍，自動(dòng)開始下一節(jié)比賽，而發(fā)光二極管停止閃爍并熄滅。比賽結(jié)束后發(fā)光二極管閃爍并伴隨蜂鳴報(bào)警持續(xù)一小段時(shí)間。具體連接電路圖如圖3-6所示。圖3-63.3章節(jié)總結(jié)本章設(shè)計(jì)了以8位單片機(jī)AT89C52為核心的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器硬件平臺(tái)方案，并搭建了相應(yīng)的I/

32、O口控制按鍵電路、顯示電路、鳴笛警示等外圍電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)易的籃球賽計(jì)分屏硬件部分的設(shè)計(jì)。4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)是利用單片機(jī)的定時(shí)功能來進(jìn)行時(shí)間處理，實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)顯示功能，利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)功能來進(jìn)行分?jǐn)?shù)處理，實(shí)現(xiàn)計(jì)分顯示功能，對(duì)時(shí)間和分?jǐn)?shù)進(jìn)行處理的過程中，要通過中斷來控制實(shí)現(xiàn)，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，計(jì)分器就會(huì)有相應(yīng)的加分減分處理，然后通過數(shù)碼管顯示器動(dòng)態(tài)掃描并顯示出來。通過發(fā)聲的原理和規(guī)律，利用單片機(jī)的I/O口輸出高低電平，產(chǎn)生矩形波，外接喇叭就會(huì)發(fā)出一定頻率的聲音，從而實(shí)現(xiàn)鳴笛功能。3.1軟件設(shè)計(jì)的原理籃球比賽計(jì)分計(jì)時(shí)器其實(shí)就是一個(gè)計(jì)數(shù)器，本課程設(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)時(shí)的功能，

33、利用按鍵實(shí)現(xiàn)其計(jì)分的功能。51單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)16位可編程的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，分別稱為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1，它們具有四種工作方式，其控制字和狀態(tài)均在相應(yīng)的特殊功能寄存器中，通過對(duì)控制寄存器的編程，就可方便地選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ鞣绞?。特殊控制器有工作方式控制寄存器（TMOD)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器（TCON)，中斷允許控制寄存器IE。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的核心是的16位加法計(jì)數(shù)器，定時(shí)器T0的加法計(jì)數(shù)器用特殊功能寄存器TH0、TL0表示，TH0表示加法計(jì)數(shù)器的高8位，TL0表示加法計(jì)數(shù)器的低8位。TH1和TL1則分別表示定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的高8位和低8位。它們均是8位寄存器，在特殊功能寄存器中占地

34、址8AH-8DH。它們用于存放定時(shí)或計(jì)數(shù)的初始值。此外，內(nèi)部還有一個(gè)8位的工作方式寄存器TMOD和一個(gè)8位的控制寄存器TCON，用于選擇和控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作。這些寄存器可根據(jù)需要由程序讀寫。當(dāng)然16位加法計(jì)數(shù)器的輸入端每輸入一個(gè)脈沖，16位加法計(jì)數(shù)器的值自動(dòng)加1，當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值超過加法計(jì)數(shù)器字長(zhǎng)所能表示的二進(jìn)制數(shù)的范圍而向第17位進(jìn)位，即計(jì)數(shù)溢出時(shí)，置位定時(shí)中斷請(qǐng)求標(biāo)志，向CPU申請(qǐng)中斷。本次課程設(shè)計(jì)程序是用C語言編寫的，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的功能較為簡(jiǎn)單，所以程序中只用到一個(gè)主程序就實(shí)現(xiàn)了其功能。4.2系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)方法。在軟件程序的設(shè)計(jì)方面我們采用C語言進(jìn)行編寫，整個(gè)系統(tǒng)

35、由初始化模塊、倒計(jì)時(shí)模塊、液晶顯示模塊以及鍵盤模塊組成程序流程圖如圖4-1所示：圖4-14.2.1系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)在主程序循環(huán)中，主要工作是對(duì)LCD液晶屏的初始化和掃描是否有鍵按下，若有鍵按下則要確認(rèn)是哪個(gè)鍵按下并做相應(yīng)的處理，并做同步顯示處理。void main()/uchar i;lcd_init();/液晶初始化/ jieshu();/miaobiao();while(1)keyscan2();if(s4=0) TR0=0;if(fen=0&&miao=0)di();shan();4.2.2液晶顯示刷分子函數(shù)液晶顯示控制分為寫數(shù)據(jù)控制和寫命令控制，寫數(shù)據(jù)與寫命令分時(shí)操作。由

36、于液晶寫數(shù)據(jù)和寫命令子函數(shù)中都存在延時(shí)操作，且液晶寫數(shù)據(jù)命令必須緊跟相應(yīng)的寫命令子函數(shù)后執(zhí)行，所以分?jǐn)?shù)刷新顯示函數(shù)及下面的定時(shí)器中斷后的時(shí)間刷新顯示函數(shù)都應(yīng)放在中斷函數(shù)外執(zhí)行，避免正在執(zhí)行寫命令操作時(shí)發(fā)生中斷跳轉(zhuǎn)，從而影響后面的寫數(shù)據(jù)操作。void lcd_write_sfm(uchar add,uchar date)uchar shi,ge;shi=date/10;ge=date%10;lcd_pos(3,add);write_data(0x30+shi);write_data(0x30+ge);void lcd_write_jie(uchar add,uint jie)lcd_pos(2,

37、add);write_data(0x30+jie);void lcd_write_afen(uchar add,uint fen1)uchar shi,ge;shi=fen1/10;ge=fen1%10;lcd_pos(0,add);write_data(0x30+shi);write_data(0x30+ge);void lcd_write_bfen(uchar add,uint fen2)uchar shi,ge;shi=fen2/10;ge=fen2%10;lcd_pos(1,add);write_data(0x30+shi);write_data(0x30+ge);4.2.3 T0中斷

38、程序void time_0() interrupt 1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;count+;if(count=37)miao+;count=0;/yici+;/if(yici=24) yici=0;if(miao=60)miao=0;fen+;if(fen=12)fen=0;count=0;jie+;lcd_write_jie(1,jie);if(jie=3)lcd_pos(0,0);i=0;while(table5i!='0')write_data(table5i);i+;delay(10);lcd_pos(1,

39、4);i=0;while(table6i!='0')write_data(table6i);i+;delay(10);lcd_write_bfen (4,afen);lcd_pos(0,3);lcd_write_afen (3,bfen);lcd_pos(1,4); lcd_write_sfm(2,11-fen);lcd_write_sfm(4,59-miao); 4.2.4報(bào)警電路軟件設(shè)計(jì)思路 我們知道，聲音的產(chǎn)生是一種音頻振動(dòng)的效果。振動(dòng)的頻率越高，則為高音；振動(dòng)的頻率越低，則為低音。聲音的頻率范圍為20Hz-200kHz之間，人類耳朵比較容易辨識(shí)的聲音頻率范圍是200Hz

40、-20kHz，一般音響電路是用正旋波信號(hào)驅(qū)動(dòng)喇叭，從而產(chǎn)生悅耳的音樂；在數(shù)字電路里，則是用數(shù)字脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)喇叭，從而產(chǎn)生聲音。若要AT89C51產(chǎn)生聲音，可利用程序來控制單片機(jī)某個(gè)I/O口的“高”電平或者“低”電平，則在該I/O口線上就能產(chǎn)生一定頻率的矩形波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，若再利用延時(shí)程序控制“高”、“低”電平的持續(xù)時(shí)間，就能改變輸出頻率，從而改變音調(diào)。 若要構(gòu)成音樂，光有音調(diào)是不夠的，還需要節(jié)拍，讓音樂具有旋律（固定的律動(dòng)），而且可以調(diào)節(jié)各個(gè)音的快慢速度?！肮?jié)拍”,即Beat，簡(jiǎn)單說就是打拍子，就像我們聽音樂不自主的隨之拍手或其他動(dòng)作。若1拍為0.4s，則1/4 拍為0.1

41、s，其他節(jié)拍都是它的倍數(shù)，只要設(shè)定延時(shí)時(shí)間即可。至于1拍多少s，并沒有嚴(yán)格規(guī)定，就像人的心跳一樣，大部分人的心跳是每分鐘72下，有些人快一點(diǎn)，有些人慢一點(diǎn)，只要聽的悅耳就好。節(jié)拍也是用延時(shí)子程序或者定時(shí)器中斷來實(shí)現(xiàn)的。如1/4 拍一次延時(shí)0.1s，1拍延時(shí)4次0.1s。4.3章節(jié)總結(jié)本章對(duì)嵌入式籃球計(jì)分屏的軟件部分進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)并詳細(xì)介紹了本次設(shè)計(jì)所涉及到的原理，包括單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)原理和聲音的產(chǎn)生原理，單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)功能可以實(shí)現(xiàn)比賽雙方的計(jì)分和計(jì)時(shí)功能，利用發(fā)音原理可以實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的鳴笛警示功能。 通過第二、三章的設(shè)計(jì)，再結(jié)合本章的軟件部分的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)的核心部分基本完成。接下來我們可

42、以利用本專業(yè)電氣工程機(jī)器自動(dòng)化學(xué)到的應(yīng)用軟件Proteus和Keil C對(duì)本設(shè)計(jì)做一個(gè)大體檢驗(yàn)。具體要先熟悉兩款軟件的使用方法，首先根據(jù)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)在Proteus軟件中選擇器件做好電子連接仿真圖，然后根據(jù)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案在Keil C中編輯出系統(tǒng)程序，繼而就可以進(jìn)行系統(tǒng)的整體仿真。5 系統(tǒng)調(diào)試 在本設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)調(diào)試主要運(yùn)用Proteus與Keil C兩款軟件對(duì)系統(tǒng)整體運(yùn)行進(jìn)行調(diào)試。在寫好源程序，畫出原理圖之后，在電腦上進(jìn)行軟件仿真。5.1Proteus簡(jiǎn)介及其運(yùn)用Proteus軟件是一種低投資的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，提供可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件和多達(dá)30多個(gè)元件庫。Prot

43、eus軟件提供多種現(xiàn)實(shí)存在的虛擬儀器儀表。此外，Proteus還提供圖形顯示功能，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。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗，盡可能減少儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，Proteus軟件提供豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。提供Schematic Drawing、SPICE仿真與PCB設(shè)計(jì)功能，同時(shí)可以仿真單片機(jī)和周邊設(shè)備，可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU，并提供周邊設(shè)備的仿真，例如373、led、示波器等。Proteus提供了大量的元件庫，有RAM、ROM、鍵盤、馬達(dá)、LED、

44、LCD、AD/DA、部分SPI器件、部分IIC器件，編譯方面支持Keil和MPLAB等編譯器。該軟件的特點(diǎn)：1. 全部滿足我們提出的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。2.具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS-232動(dòng)態(tài)仿真、C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。3. 目前支持的單片機(jī)類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。4. 支持大量的存儲(chǔ)器和外圍芯片?？傊撥浖且豢罴?/p>

45、單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大 ，可仿真51、AVR、PIC。將系統(tǒng)原理圖在Proteus環(huán)境下畫好，然后運(yùn)用Proteus進(jìn)行仿真，觀察其功能實(shí)現(xiàn)情況。5.2 Keil C簡(jiǎn)介及其運(yùn)用軟件調(diào)試主要是運(yùn)用Keil和Proteus完成。在寫好源程序，畫出原理圖之后，在電腦上進(jìn)行軟件仿真。Keil的使用簡(jiǎn)介：先建一個(gè)新的工程，選擇處理器，這里選擇AT89S52；接下來可以新建一個(gè)文檔用來編輯程序，編輯完存為.asm（匯編源文件）或 .h（C語言頭文件）或.c（C語言實(shí)現(xiàn)文件）即可；接下來把保存的.asm, .c或.h文件加入到工程里即可。然后進(jìn)行工程配置。點(diǎn)擊Project菜

46、單下的Options for Target Target 1。 在彈出對(duì)話框的Target 項(xiàng)里輸入晶振為12M，然后勾上Use On-chip ROM。在Output項(xiàng)里勾上Create HEX File。最后編譯程序，keil會(huì)自動(dòng)為你生成.hex文件。5.3 Proteus與Keil C聯(lián)調(diào)及仿真用兩款軟件畫好系統(tǒng)原理圖、編輯好源程序。在Protues中進(jìn)行電路仿真時(shí)，先繪制好原理圖，再調(diào)入由Keil C已編譯好的目標(biāo)代碼文件*.HEX，隨后便可在Protues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。Proteus仿真運(yùn)行結(jié)果如圖5-1所示：圖5-1Keil

47、C仿真運(yùn)行結(jié)果如圖5-2所示：圖5-26 總結(jié)與展望6.1畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)到此告一段落了，通過本次設(shè)計(jì)，使我重溫了大學(xué)中學(xué)習(xí)過的很多知識(shí)，尤其是對(duì)于單片機(jī)工作原理、功能應(yīng)用有了更深的了解、更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步了解單片機(jī)的編程語言設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，給我的感覺就是下手很難，很不順手，看似很簡(jiǎn)單的電路，要?jiǎng)邮职阉o設(shè)計(jì)出來，是很難的一件事，主要原因是我們沒有經(jīng)常動(dòng)手設(shè)計(jì)過電路。另外單片機(jī)系統(tǒng)的知識(shí)似懂非懂，而且很多知識(shí)當(dāng)時(shí)弄明白了，現(xiàn)在要用的時(shí)候又不記得，造成我用了大量的時(shí)間去查閱各種資料和程序命令，因此整個(gè)過程時(shí)間安排不合理。由于設(shè)計(jì)的計(jì)劃沒有安排好，設(shè)計(jì)的時(shí)間極為倉促，尤其是在硬件調(diào)試的過程中出現(xiàn)了很大的問題。另外資料的查找也是一大難題，這就要求我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中，應(yīng)該注意到這一點(diǎn)，更重要的是我們要學(xué)會(huì)把從書本中學(xué)到的知識(shí)和實(shí)際的電路聯(lián)系起來，這不論是對(duì)我們以后的就業(yè)還是學(xué)習(xí)，