單片機(jī)籃球競(jìng)賽記分器

1、DACHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY籃球競(jìng)賽記分器The Game Of Basketball Scoring Device設(shè)計(jì)題目：籃球競(jìng)賽記分器學(xué)院名稱：電氣與信息工程學(xué)院任務(wù)分派表班級(jí)學(xué)號(hào)姓名完成主要任務(wù)電子104208PCB的繪制仿真與實(shí)現(xiàn)電子104213程序的修改PCB的繪制仿真與實(shí)現(xiàn)PROTEU晾理圖繪制與仿真電子104235文檔的編寫程序的修改PROTEU晾理圖繪制與仿真籃球競(jìng)賽記分器摘要：本文設(shè)計(jì)了一個(gè)籃球競(jìng)賽記分器要緊利用單片機(jī)AT89C51作為核心元件，利用3組4位共陽(yáng)極的數(shù)碼管作為顯示器件，以C語(yǔ)言作為編程語(yǔ)言，在 Protues和Kei

2、l搭建的軟件仿真平臺(tái)下進(jìn)行仿真，本設(shè)計(jì)包括了 AT89C51系列單片機(jī)的最小系統(tǒng)的組成，同時(shí)在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展了一些有效性強(qiáng)的外圍接口，能夠進(jìn)一步了解譯碼器74LS247的應(yīng)用，LED七段數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)和工作原理，要緊實(shí)現(xiàn)了計(jì)時(shí)和顯示A/B隊(duì)的分?jǐn)?shù)，并能及時(shí)進(jìn)行加分，減分，鳴笛警示等功能。本系統(tǒng)具有本錢低廉、性能穩(wěn)固、高準(zhǔn)確度顯示、操作方便且易攜帶等特點(diǎn)。普遍適合各類學(xué)校和小集 體作為賽程計(jì)分。關(guān)鍵詞：AT89C51單片機(jī)；74LS247;七段數(shù)碼管；仿真；嵌入式0引言進(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)的要求也愈來(lái)愈高，目前嵌入式單片機(jī)滲透到咱們生活的各個(gè)領(lǐng)域。單

3、片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采納超大規(guī)模集成電路技術(shù)，把具有數(shù)據(jù)處置能力的中央處置器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM只讀存儲(chǔ)器ROM多種I/O 和中斷系統(tǒng)、按時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能集成到一塊硅片上組成的一個(gè)小而完善的運(yùn)算機(jī)系 統(tǒng)。依照歷史性、本質(zhì)性、普遍性要求，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)概念為：“嵌入到對(duì)象體系中的專用運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)”，可分軟件部份和硬件部份，而今世單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)再也不只在裸機(jī)環(huán)境下開發(fā)和利用， 大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被普遍應(yīng)用在單片機(jī)上。因此，以MCU；核心，確實(shí)是各類各樣的單片機(jī)，是嵌入式硬件部份的實(shí)現(xiàn)方式之一，它主若是因?yàn)榘烟幹闷骱痛鎯?chǔ)器等部件集成在一塊芯片上。體育競(jìng)賽計(jì)時(shí)計(jì)分器是對(duì)體育競(jìng)賽進(jìn)程中所產(chǎn)

4、生的時(shí)刻、比分等數(shù)據(jù)進(jìn)行快速搜集記錄、加工處置、傳遞利用的工具?；@球競(jìng)賽的計(jì)時(shí)計(jì)分器是一種得分類型的工具。盡管籃球競(jìng)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)固性和高準(zhǔn)確度計(jì)分仍存在一些問題。以嵌入式單片機(jī)為核心，利用3組4 位共陽(yáng)極的數(shù)碼管作為顯示器件的籃球競(jìng)賽計(jì)分屏，計(jì)分準(zhǔn)確，具有體積小，重量輕，能耗低, 價(jià)錢廉價(jià)，靠得住性高，抗干擾能力強(qiáng)和利用方便等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。1系統(tǒng)方案咱們小組共提出了兩種數(shù)碼管顯示方案：一是共陽(yáng)極數(shù)碼管靜態(tài)顯示，二是共陽(yáng)極數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一路形成公共陽(yáng)極的數(shù)碼管。

5、共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)歷時(shí)應(yīng)將公共極接地，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為低電平常，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。反之，相應(yīng) 字段就不亮。共陽(yáng)極數(shù)碼管靜態(tài)顯示：靜態(tài)顯示確實(shí)是顯示驅(qū)動(dòng)電路具有輸出鎖存功能，即各個(gè)LED的顯示字符一經(jīng)確信，相應(yīng)的段碼將維持輸出不變，直到送入另一個(gè)字符的段碼為止。正因?yàn)槿绱耍?靜態(tài)顯示器的亮度都比較高。靜態(tài)顯示的程序設(shè)計(jì)，是將一個(gè)兩位數(shù)的個(gè)位與十位分開，而且用查表指令，輸出對(duì)應(yīng)位的表格代碼。共陽(yáng)極數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示：動(dòng)態(tài)顯示，是數(shù)碼管有一個(gè)I/O 口操縱LED片的多段復(fù)用，共陽(yáng)極 別離由相應(yīng)的I/O 線操縱，形成各片的分時(shí)選通。 假設(shè)要列位數(shù)碼管能夠同時(shí)顯示出與本位相 應(yīng)的顯示字符，就必需采納動(dòng)

6、態(tài)顯示方式，即在某一時(shí)刻，讓某一名的位選線處于選通狀態(tài)，而 且其他列位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，如此在同一時(shí)刻，兩個(gè)數(shù)碼管只有選通的那一名顯示字符， 而另一個(gè)是滅著的。一樣，在下一時(shí)刻，只讓第二個(gè)的位選線處于選通狀態(tài)，另一名選線關(guān)閉， 如此循環(huán)下去，就能夠夠使兩位數(shù)碼管顯示出所要顯示的字符。盡管這些字符不是在同一時(shí)刻顯現(xiàn)，但由于LED片燈的余暉和人眼的視覺暫留作用，只要每位顯示距離足夠短，就能夠夠造成兩位同時(shí)亮的假象，達(dá)到同時(shí)顯示的成效。 設(shè)計(jì)大體與靜態(tài)設(shè)計(jì)相同，不同的地方是在多了位選信號(hào)。在程序設(shè)計(jì)中在每次輸出字符時(shí)，都要給相應(yīng)的那位進(jìn)行置位，另一名復(fù)位，確保每次只有 一個(gè)數(shù)碼管亮。數(shù)碼管靜態(tài)顯

7、示需要靜態(tài)驅(qū)動(dòng)：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)， 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每一個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都有一個(gè)單片機(jī)的 I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或利用 BC加二/十進(jìn)位轉(zhuǎn)換器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，靜態(tài)驅(qū) 動(dòng)的優(yōu)勢(shì)是編程簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)穩(wěn)固，顯示亮度高，無(wú)閃爍，占用CPU時(shí)刻少，缺點(diǎn)是功耗比較大，占用I/O端口多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示那么需要 5X8= 40個(gè)I/O端口來(lái)驅(qū)動(dòng)，而一個(gè)89S52 單片機(jī)可用的I/O端口才32個(gè)。故實(shí)際應(yīng)歷時(shí)必需增加位驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬體電路的 復(fù)雜性。數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示需要?jiǎng)討B(tài)驅(qū)動(dòng)：動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所數(shù)碼管的8個(gè)顯示片段的同名端連在一路，另外為每一個(gè)數(shù)碼管的公共極CO啾增加位選通操縱電路， 位選通有各自獨(dú)立的

8、I/O線操縱，當(dāng)LED單片機(jī)輸出字型碼時(shí)，所有數(shù)碼管都同意到相同的字型碼，將需要顯示的數(shù)碼管的選通 CO啾電路的操縱打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就可不能亮，通過度時(shí)連番操縱各個(gè)數(shù)碼管的COML就使各個(gè)數(shù)碼管連番受控顯示，這確實(shí)是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。動(dòng)態(tài)顯示的成效和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功能更低、硬件電路也較靜態(tài)顯示簡(jiǎn)單。經(jīng)方案對(duì)照和考慮設(shè)計(jì)要求和器件的限制，我組的課程設(shè)計(jì)采納的是共陽(yáng)極數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯2系統(tǒng)硬件電路該系統(tǒng)硬件電路包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)AT89C5I時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源電路、按鍵操縱電路、計(jì)分電路、計(jì)時(shí)電路、報(bào)警電路。軟件包括用Keil進(jìn)彳t C語(yǔ)言編程，用P

9、rotues進(jìn)行仿真，具體系統(tǒng)硬件結(jié)本框圖如圖2-1所示。時(shí) 鐘 電 路復(fù) 位 電 路電 源 電 路按 鍵 控 制AT89C51報(bào) 警 電 路計(jì) 時(shí) 電 路計(jì) 分 電 路鳴 笛 示 警計(jì)時(shí)顯示計(jì)分顯示圖2-1籃球賽計(jì)分器的硬件結(jié)構(gòu)框圖）元器件的選擇本設(shè)計(jì)要緊選擇了以下元器件：如表2-2所示:元器件名稱所屬類所屬子類AT89C51件片機(jī)）Microprocessor IC s8051 Family7SEG-MPX4-CA-BKUEOptoelectrionics7-Segment-Display7SEG-MPX4-CAOptoelectrionics7-Segment-DisplaySW-SPD

10、TSwitchs&RelaysMiscellaneous74LS247TTL 74LSseriesAll Sub-Categories（電阻ResistorsAll SubBUIIONAll-CategoriesAll Sub-Categories7404TTL 74LSseriesAll Sub-CategoriesSOUNDERSpeakers&soundersAll Sub-Categories表2-2兀器件列表（二）單片機(jī)AT89C51簡(jiǎn)介：AT89C51 是一種帶 4K字節(jié) FLASHY儲(chǔ)器（FPERO Flash Programmable and Erasable ReadOnly

11、 Memory的低電壓、高性能 CMOS位微處置器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器 能夠反復(fù)擦除1000次。該器件采納ATME扇密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPlffi閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微操縱器，AT89C51是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式操縱系統(tǒng)提供了一種靈活性高且,價(jià)廉的方案。外形及引腳排列如圖2-3所示1 1i=R閂口 mao口 aOT/ADt黑丁白LZ尸口P0.6/AD6 R0型所怎RSTP0.7/X-SD7P2,2/A1019初一打 , Sfi9

12、堂6MK . 13232s . 123Z-4PS EIN A.LE EAPE .右，小也：產(chǎn)工.。依P2.T/A-15P10F.OXRXDP1 .1R3,i/TXD3戶3.3而7產(chǎn)IBP3.4TP3P15F3.5/T1p-1 SP3 6/TJOR3025311220*211立_ . w , , 14 .T7 ；圖2-3 AT89C51外形及引腳排列要緊特性：與 MCS-51兼容4K字節(jié)可編程FLASHY儲(chǔ)器,壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)刻：10年全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定128 X 8位內(nèi)部RAM32可編程I/O線兩個(gè)16位按日寸器/計(jì)數(shù)器5個(gè)中斷源可編程串行通道低

13、功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路管腳說明：VCC供電電壓。GND接地。P0 口： P0 口的8位皆為漏極開路輸出簡(jiǎn)稱 OD內(nèi)部無(wú)上拉電阻，因此執(zhí)行輸出功能時(shí)，外部 必需接上拉電阻；假設(shè)要實(shí)現(xiàn)輸入功能，必需先輸入高電平“1”，才能讀取該端口所連接的外部數(shù)據(jù)；假設(shè)系統(tǒng)連接外部存儲(chǔ)器，那么 P0可作為地址總線和數(shù)據(jù)總線的多功能引腳，此時(shí)內(nèi) 部具有上拉電阻，無(wú)需外接上拉電阻。P1 口： P1 口為8位，可位尋址的雙向I/O 口；內(nèi)部具有約30千歐姆的上拉電阻，實(shí)現(xiàn)輸出功 能時(shí)，不需要連接外部上拉電阻；實(shí)現(xiàn)輸入功能時(shí)，必需先輸入高電平“1”，才能讀取該端口所連接的外部數(shù)據(jù)；P1 口的8位類似漏極

14、開路輸出， 但內(nèi)部已接上上拉電阻，每一個(gè)引腳可驅(qū)動(dòng) 4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P2 口： P2 口為8位、可位尋址的雙向輸入 /輸出口，內(nèi)部具有約 30千歐姆的上拉電阻，實(shí)現(xiàn) 輸出功能時(shí)，不需要連接外部上拉電阻；實(shí)現(xiàn)輸入功能時(shí)，必需先輸入高電平“1”，才能讀取該端口所連接的外部數(shù)據(jù)；P2 口的8位類似漏極開路輸出，但內(nèi)部已接上上拉電阻，每一個(gè)引腳8根時(shí),可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載；假設(shè)系統(tǒng)連接外部存儲(chǔ)器，而外部存儲(chǔ)器的地址線超過了 那么P2可作為地址總線（A8-A15）的引腳。P3 : P3 為8位，可位尋址的雙向I/O 口；內(nèi)部具有約30千歐姆的上拉電阻，實(shí)現(xiàn)輸出功能時(shí)，不需要連接外部上拉電阻；

15、實(shí)現(xiàn)輸入功能時(shí)，必需先輸入高電平“1”，才能讀取該端口所連接的外部數(shù)據(jù)；P3 的8位類似漏極開路輸出， 但內(nèi)部已接上上拉電阻，每一個(gè)引腳可驅(qū)動(dòng) 4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P3 也可作為 AT89C51的一些特殊功能口，如下表 2-4所示：I/O 口備選功能/特殊功能RXD串行輸入口TXD串行輸出口INTO外部中斷0INT1外部中斷1T0計(jì)時(shí)器0外部輸入T1計(jì)時(shí)器1外部輸入WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通rd外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通表2-4 AT89C51的一些特殊功能口RST:復(fù)位信號(hào)。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要維持RST腳兩個(gè)機(jī)械周期的高電平?？?，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。ALE/ PROG :地址鎖存操

16、縱信號(hào)。在系統(tǒng)擴(kuò)展，訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE用于操縱把P0 口輸出的低8位的地址鎖存起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。另外，由于ALE是以晶振1/6的固定頻率輸出脈沖，因此可作為外部時(shí)鐘或外部按時(shí)脈沖利用。ALE只有在執(zhí)行 MOVX MOVC指令時(shí)，ALE才起作用。PSEN :外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。在讀外部ROM寸，PSEN有效（低電平有效），以實(shí)現(xiàn)外部ROM勺讀操作。在具體應(yīng)歷時(shí)，外部ROM賣取時(shí)，在每一個(gè)機(jī)械周期會(huì)動(dòng)作兩次，外部RAM賣取時(shí)，兩個(gè) PSEN信號(hào)被跳過可不能輸出。百/VPP :訪問程序存儲(chǔ)操縱信號(hào)。當(dāng)信號(hào)維持低電平常，對(duì)ROMW讀操作僅僅限定在外部程序存儲(chǔ)器，當(dāng)信號(hào)為高電

17、平或懸空時(shí)，對(duì)ROM勺讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始，并可延至外部程序存儲(chǔ)器。XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2:來(lái)自反向振蕩器的輸出。（三）晶振電路設(shè)計(jì)：T01x圖2-5晶振電路圖晶振，就象是單片機(jī)的核心部件，提供時(shí)鐘鼓勵(lì)，保證單片機(jī)內(nèi)部和外部電路的時(shí)序邏輯電路和諧動(dòng)作。（四）復(fù)位電路的設(shè)計(jì):圖2-6復(fù)位電路圖復(fù)位一樣可用上電復(fù)位、 按鍵復(fù)位兩種方式完成， 咱們采納按鍵復(fù)位， 依照元器件的要求時(shí) 刻常數(shù)，能夠選定電容和電阻的規(guī)格。(五)按鍵操縱模塊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置電路組成， 直接為運(yùn)算機(jī)提供 通過編碼的按鍵鍵碼；而非編

18、碼鍵盤那么只提供按鍵， 其余由運(yùn)算機(jī)自己處置。非編碼鍵盤結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，可自由裁量設(shè)計(jì)，超級(jí)適用于單片應(yīng)用系統(tǒng)。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 斷開的剎時(shí)會(huì)顯現(xiàn)電壓抖動(dòng)。為了幸免鍵輸入錯(cuò)誤， 必需進(jìn)行鍵抖動(dòng)的處置。 去抖動(dòng)由硬件和軟件兩種方式：硬件方式確實(shí)是在鍵盤中附加去抖動(dòng)電路排除抖動(dòng)；而軟件方式那么是采歷時(shí)刻延遲以躲避抖動(dòng)，待觸點(diǎn)狀方式處置。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，判定有無(wú)鍵按下和按鍵位置，鍵掃描與識(shí)別是通過“行掃描”與“列狀態(tài)”的配合來(lái)確信是不是有鍵按下和所在行、列的位

19、置。所謂行掃描確實(shí)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)每一行掃描時(shí)所產(chǎn)生的列狀態(tài)。鍵盤掃描有以下三種方式：程控掃描方式：只有單片機(jī)空閑時(shí)才挪用掃描程序響應(yīng)用戶鍵入請(qǐng)求。按時(shí)掃描方式：?jiǎn)纹瑱C(jī)按時(shí)挪用掃描程序?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)行中斷效勞程序掃描鍵盤。(2)去鍵抖動(dòng)排除按鍵抖動(dòng)帶來(lái)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)行鍵處置。(3)鍵編碼生成易于處置的鍵碼。由于鍵位碼比較零亂，因此接下來(lái)的工作是依照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

20、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)的效勞程序上去。鍵碼既能夠依照鍵位碼查詢表求得，也能夠依照鍵碼編排規(guī)律計(jì)算取得。(4)等待鍵釋放為了保證鍵一次閉合僅進(jìn)行一次處置，編鍵碼以后，再以延時(shí)掃描的方式等待鍵釋放。鍵釋放后鍵處置工作完成。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)除復(fù)位按鍵外共配置了8個(gè)獨(dú)立鍵盤來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的操縱。8個(gè)按鍵別離為KEY1 （A隊(duì)加一鍵）連接到， KEY2 （A隊(duì)減一鍵）連接到， KEY3 （B隊(duì)加一鍵）連接到， KEY4（B隊(duì)減一鍵）連接到,AB轉(zhuǎn)換（上下半場(chǎng)換場(chǎng)時(shí)切換比分，連接到）、start （開關(guān)，連接到）、蜂鳴器開關(guān)（連接到）計(jì)時(shí)器十分位操縱（連接到），計(jì)時(shí)器分位操縱（連

21、接到）本設(shè)計(jì)中要緊采納獨(dú)立按鍵，按鍵擴(kuò)展電路如圖2-7二工 * * * *圖2-7獨(dú)立按鍵擴(kuò)展電路（六）數(shù)碼管顯示模塊本設(shè)計(jì)的計(jì)時(shí)、計(jì)分功能的顯示均采納共陽(yáng)數(shù)碼管顯示。咱們最經(jīng)常使用的是七段式和八段式LED數(shù)碼管，八段比七段多了一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，其他的大體相同。所謂的八段確實(shí)是指數(shù)碼管里有八個(gè)小LED發(fā)光二極管，通過操縱不同的LED的亮滅來(lái)顯示出不同的字形。數(shù)碼管又分為共陽(yáng)極和共陽(yáng)極兩種類型，其實(shí)共陽(yáng)極確實(shí)是將八個(gè) LED的陽(yáng)極連在一路，讓其接地，如此給任何一個(gè)LED的另一端高電平，它便能點(diǎn)亮。而共陰極確實(shí)是將八個(gè)LED的陰極連在一路。其原理圖如圖2-8 :圖2-8共陰極和共陽(yáng)極八段數(shù)碼管原理圖其中

22、引腳圖的兩個(gè) CO廊連在一路，是公共端，共陰數(shù)碼管要將其接地， 共陽(yáng)數(shù)碼管將其接正5伏電源。一個(gè)八段數(shù)碼管稱為一名，多個(gè)數(shù)碼管并列在一路可組成多位數(shù)碼管，它們的段選線（即a,b,c,d,e,f,g,dp ）連在一路，而各自的公共端稱為位選線。顯示時(shí)，都從段選線送入字符編碼，而選中哪個(gè)位選線，那個(gè)數(shù)碼管便會(huì)被點(diǎn)亮。數(shù)碼管的8段，對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)的8位,a對(duì)應(yīng)最低位，dp對(duì)應(yīng)最高位。因此若是想讓數(shù)碼管顯示數(shù)字0,那么共陰數(shù)碼管的字符編碼為00111111 ,即0 x3f ;共陽(yáng)數(shù)碼管的字符編碼為，即 0 xc0。能夠看出兩個(gè)編碼的列位正好相反。如以下圖：共陰例如共陽(yáng)例如圖2-9共陰極和共陽(yáng)極八段數(shù)碼管

23、顯示舉例（七）蜂鳴器警示模塊蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采納供電，普遍應(yīng)用于、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、汽車電子設(shè)備、機(jī)、等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲。在競(jìng)賽終止時(shí)，蜂鳴器自動(dòng)響，再通過按鍵關(guān)閉它。其擴(kuò)展電路如圖：圖2-10蜂鳴器擴(kuò)展電路圖（八）BCDt段數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)/譯碼器經(jīng)常使用的BCD對(duì)七段顯示器譯碼器/驅(qū)動(dòng)器的IC包裝設(shè)計(jì)有TTL之744六、7447、744八、7449與CMOSL 4511等。其中744六、7447必需利用共陽(yáng)極七段數(shù)碼顯示器，744八、744九、4511等那么利用共陰極七段顯示器。74LS247的功能用于將 BC加轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字，通過它解碼，能夠直接把數(shù)字轉(zhuǎn)化為數(shù)碼

24、管的顯示數(shù)字，從而簡(jiǎn)化了程序，節(jié)約單片機(jī)的I/O開銷，因此是一個(gè)超級(jí)好的芯片。74LS247的弓|腳如以下圖 2-11所示：, |J*|AQA TOC o 1-5 h z BOBCQCDQDBI/RBOQERBIQFLTQG圖2-11 74LS247引腳圖引腳的功能：A、B、C、D為輸入端，abcdefg為輸出端。當(dāng)輸入DCBA=0010寸，那么輸出abcdefg=0010010 ,使數(shù)碼管顯示“ 2”；當(dāng)輸入DCBA=0110寸，那么輸出abcdefg=1100000 ,使數(shù)碼管顯示“ 6”；關(guān)系如表2-12所示:輸入輸出字形D C B AF(a) F(b) F(c) F(d) F(e) F

25、(f)F(g)0 0 0 0111111000 0 0 1011000010 0 1 0110110120 0 1 1111100130 1 0 0011001140 1 0 1101101150 1 1 0101111160 1 1 1111000071 0 0 0111111181 0 0 111110119表2-12 BCD七段譯碼真值表LT、RBI與BI/RBO為操縱引腳,其功能分述如下：74LS247電路是由與非門、輸入緩沖器和七個(gè)與或非門組成的BCD7段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器。7個(gè)與非門和一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路成對(duì)連接，以產(chǎn)生可用的BC法據(jù)及其補(bǔ)碼至7個(gè)與或非譯碼門。剩下的與非門和3個(gè)輸入緩沖器作為

26、試燈輸入（LT）、滅燈輸入/動(dòng)態(tài)滅燈輸出（BI/RBO）和動(dòng)態(tài)滅燈 輸入（RBI）端。該電路同意4位二進(jìn)制編碼一一十進(jìn)制數(shù)（BCD輸入并借助于輔助輸入端狀態(tài)將輸入數(shù)據(jù)譯碼后去驅(qū)動(dòng)一個(gè)七段顯示器。輸出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能經(jīng)受 7段顯示器所需要的相當(dāng)高的高壓， 驅(qū)動(dòng)顯示 器各段所需要的高達(dá) 24mA的電流能夠由其高性能的輸出晶體管來(lái)直接提供。BCD輸入方t數(shù)9以上的顯示圖案是鑒定輸入條件的唯一信號(hào)。該電路有自動(dòng)前、后沿滅零操縱（ RBI和RBO。試燈（LT）可在端處在高電平的任何時(shí)刻去進(jìn)行，該電路還含有一個(gè)滅燈輸入（ BI）。它用來(lái)操縱燈的亮度或禁止輸出。1）需要0-15的輸出功能時(shí)，滅燈輸入（BI）必需為

27、開路或維持在高電平狀態(tài)，假設(shè)不要滅掉十進(jìn)制零，那么動(dòng)態(tài)滅燈輸入（ RBI）必需開路或處于高電平狀態(tài)。2）當(dāng)?shù)碗娖街苯蛹拥綔鐭糨斎耄?BI）時(shí)，不管其他任何輸入端的電平如何，所有段的輸出端 都關(guān)死。3）當(dāng)動(dòng)態(tài)滅燈輸入（RBI）和輸入端 A B、C、D都處于低電平而試燈輸入（LT）為高電平常， 那么所有段的輸出端進(jìn)入關(guān)閉且動(dòng)態(tài)滅燈輸出（RBO處于低電平狀態(tài)。4）當(dāng)滅燈輸入/動(dòng)態(tài)滅燈輸出（BI/RBO）開路或維持在高電平狀態(tài)，且將低電平加到試燈試燈輸入（LT）時(shí)，所有段的輸出都得打開。注：BI/RBO是用做滅燈（BI）與/或動(dòng)態(tài)滅燈輸出（RBO的線與邏輯。（九） 計(jì)分顯示屏的設(shè)計(jì)圖圖2-13計(jì)分顯示

28、屏的設(shè)計(jì)圖105圖2-14倒計(jì)時(shí)計(jì)分顯示屏的設(shè)計(jì)圖3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)程序部份由主程序、計(jì)時(shí)計(jì)分刷新籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部份采納模塊化程序設(shè)計(jì), 顯示程序模塊、數(shù)碼管顯示記錄程序模塊等組成。51單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)16位可編程的按時(shí)器/計(jì)數(shù)器，別離稱為按時(shí)器/計(jì)數(shù)器0和按時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器1,它們具有四種工作方式，其操縱字和狀態(tài)均在相應(yīng)的特殊功能寄放器中，通過對(duì)操縱 寄放器的編程，就可方便地選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ鞣绞?。特殊操縱器有工作方式操縱寄放器（TMOD）按時(shí)/計(jì)數(shù)器操縱寄放器（TCON）中斷許諾操縱寄放器IE。按時(shí)/計(jì)數(shù)器的核心是的 16位加法計(jì)數(shù)器，按時(shí)器T0的加法計(jì)數(shù)器用特殊功能寄放器TH。TL

29、0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那么別離表示按時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的高8位和低8位。它們均是8位寄放器，在特殊功能寄放器中占地址8AH-8DH它們用于寄存按時(shí)或計(jì)數(shù)的初始值。另外，內(nèi)部還有一個(gè) 8位的工作方式寄放器 TMO訝口一個(gè)8位的操縱寄放器 TCON用于選擇和操縱按時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作。這些寄放器可依照需要由程序讀寫。固然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)，置位按時(shí)中斷請(qǐng)求標(biāo)志，向CPU申請(qǐng)中斷。一、工作方式寄放器 T

30、MODTMOD!于操縱T0和T1的工作方式，其格式如表 3-1所示:位D7D6D5D4D3D2D1D0位符號(hào)GATEC/M1M0GATEC/斤M1M0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T1方式字段T0方式字段表3-1 方式操縱寄放器TMOD列位概念如下：M1, MO工作方式操縱位，可組成表 3-2所示四種工作方式:M1M0工作方式說明00013位定時(shí)器；01116位計(jì)數(shù)器；102可自動(dòng)再裝載的8位計(jì)數(shù)器；113T0分成兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器表3-2 方式操縱寄放器TMOD勺工作方式C/：計(jì)數(shù)工作方式/按時(shí)工作方式選擇位。置 0時(shí)，設(shè)置為按時(shí)工作方式；置 1時(shí)，設(shè)置 為計(jì)數(shù)工作方

31、式。GATE門控位，用以決定是由軟件仍是硬件啟動(dòng)/停止計(jì)數(shù)。GATE=0, INTO / INT1被封鎖，只要用軟件對(duì) TR0（或TR1）置“1”就啟動(dòng)了按時(shí)器；GATA=1時(shí)，按時(shí)器/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)受外 部引腳輸入電平的操縱。TMOD勺所有位在復(fù)位后清 0。TMOK能位尋址，只能按字節(jié)操作設(shè)置工作方式。二、按時(shí)/計(jì)數(shù)操縱寄放器TCONTFl , TRl, TF0和TR0位用于按時(shí)器/計(jì)數(shù)器；IEl , ITl , IE0和IT0位用于中斷系統(tǒng)。其 格式如表3-3所示：位D7D6D5D4D3D2D1D0位符號(hào)TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0表3-3 操縱寄放器TCON列位概念如下

32、：TF1:按時(shí)器1溢出標(biāo)志位。當(dāng)按時(shí)器1計(jì)滿溢出時(shí)，由硬件使TF1置“1”，而且申請(qǐng)中斷。 進(jìn)入中斷效勞程序后，由硬件自動(dòng)清“ 0”，在查詢方式下用軟件清“ 0”。TR1:按時(shí)器1運(yùn)行操縱位。由軟件清“ 0”關(guān)閉按時(shí)器 1。當(dāng)GATE=1且INT1為高電平常，TR1置“1”啟動(dòng)按時(shí)器1;當(dāng)GATE=0 TR1置“1”啟動(dòng)按時(shí)器1。TF0:按時(shí)器0溢出標(biāo)志。其功能及操作情形同TF1。TR0:按日器0運(yùn)行操縱位。其功能及操作情形同TR1。IE1 :外部中斷1請(qǐng)求標(biāo)志位。IT1 :外部中斷1觸發(fā)方式選擇位。當(dāng)IT1=0,為低電平觸發(fā)方式；當(dāng)IT1=1 ,為下降沿觸發(fā) 方式。IE0 :外部中斷0請(qǐng)求標(biāo)

33、志位。IT0 :外部中斷0觸發(fā)方式選擇位。當(dāng)IT0=0,為低電平觸發(fā)方式；當(dāng) IT0=1 ,為下降沿觸發(fā)方式。TCON43低4位與中斷有關(guān)。由于 TCON能夠位尋址的，因此若是只清溢出或啟動(dòng)按時(shí)器工 作，能夠用位操作命令。3、 聲音的產(chǎn)生咱們明白，聲音的產(chǎn)生是一種音頻振動(dòng)的成效。振動(dòng)的頻率越高，那么為高音；振動(dòng)的頻率越低，那么為低音。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-20kHz , 一樣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,那么是用數(shù)字脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)喇叭，從而產(chǎn)生聲音。假設(shè)要AT89C51產(chǎn)生聲音，可利用程

34、序來(lái)操縱單片機(jī)某個(gè)I/O 口的“高”電平或“低”電平，那么在該I/O 口線上就能夠產(chǎn)生必然頻率的矩形波，接上喇叭就能夠發(fā)出必然頻率的聲音，假設(shè)再利用延時(shí)程序操縱“高”、“低”電平的持續(xù)時(shí)刻，就能夠改變輸出頻率，從而改變音調(diào)。系統(tǒng)主程序流程圖如下：比賽開始，并初始化讀P3 口的值停止取出NY去抖啟動(dòng)按鍵是否按不讀取功能鍵將BC加轉(zhuǎn)化為7段碼顯示出來(lái)，并確認(rèn)比賽是否結(jié)束Y比賽結(jié)束圖3-4 主程序流程圖系統(tǒng)按鍵部份流程圖:圖3-5按鍵部份流程圖（一）在主程序循環(huán)中，要緊工作是掃描是不是有鍵按下，假設(shè)有鍵按下那么要確認(rèn)是哪個(gè)鍵按下并做相應(yīng)的處置，并做同步顯示處置。void main(void)TMOD

35、=0 x01;D “rt-FiaHIM n.i小皿 e n E。VF IE-7 Ehr j mi C三5器 nslw n 口.iiE建案pzh u JPBJiJU p3 i Q E口 E” / !9T4T3T2TIRSTPOJ/AP2UqP2.14p;_iMf15ENPiJVAALEF2.4AEA.PU船P2.WAF2.7/AP1.0R3 WRJf1.lp,i/nPI a2P3 2/IHPUP3.3HNPITP3.47Fl.5P3.fi/Fl JP3J6/SPi.7ra.rfl蟲日G8ERCF ILE= C:UsersAirninKlratoLS1A 0 c n Q QQnA B c n7 1

36、-2 fi.-AErAgc力原理有效教程M.第二版.北京：索蓉霞，2020 : 3-168M.北京：余文君，2007 : 2-120M.北京：萬(wàn)隆，2020 : 16-3589C51D單片機(jī)用戶手冊(cè)6M,北京：曲鑫，2021 : 30-275附錄一：protel原理圖二士 ：*,1 *， i N =；三田郎即二b 1 H- j M- NJ田日舊伊主 士H_-tai 3. UBBS伊-二百u二號(hào) Lj=T附錄二：protel PCB 板圖圖F1-1 protel 原理圖 1 I nnc危圖 F2-1 protel PCB 板圖附錄三：protues 電路圖圖F3-1 protues 電路圖神歐計(jì)

37、貿(mào)居卬圖F3-2 protues原理仿真圖附錄四：程序源代碼系統(tǒng)完整源程序代碼sbit S1=P1A3;/驅(qū)動(dòng)4位計(jì)#include 時(shí)數(shù)碼管位控線#define uchar unsigned charsbit S2=P1A2;#define uint unsigned intsbit S3=P1A1;void delay(uchar x);/延時(shí)sbit S4=P1A0;（時(shí)刻較短）sbit YK1=P1A6;/預(yù)置分鐘的void delay1(uchar x);/延時(shí)十位（時(shí)刻較長(zhǎng)）sbit YK2=P1A7;/預(yù)置分鐘的void Js_Jf_Scan(void); /數(shù)碼個(gè)位管動(dòng)態(tài)掃描顯

38、示函數(shù)sbit music=P1A4;/接喇叭，發(fā)void Key_if(void);/A、B兩聲，鳴笛隊(duì)分值處置函數(shù)sbit Key1=P3A0;/B隊(duì)加分鍵void Js_50ms(void);/按時(shí)sbit Key2=P3A1;/B隊(duì)減分鍵50ms中斷函數(shù)sbit Key3=P3A4;/A隊(duì)加分鍵void Key_Y(void);/預(yù)置時(shí)刻sbit Key4=P3A5;/A隊(duì)減分鍵函數(shù)sbitInt_Key=;void Ptime(uchar);/時(shí)刻處/鳴笛鍵置函數(shù)sbitStar=P3A6;void sound(void);/鳴笛警/開始按鈕示函數(shù)sbitPuse=P3A7;sbit

39、 CL1=P2A0;/B隊(duì)4位計(jì)/停止按鈕分?jǐn)?shù)碼管位控線intms=0,mg=0,fs=0;sbit CL2=P2A1;/秒鐘的十位、個(gè)位和秒鐘的變量說明sbit CL3=P2A2;intfg=0;m=0,f,fy,num=0;sbit CL4=P2A3;/分鐘的十位、個(gè)位和分鐘的變量說明sbit KL1=P2A4;/ A隊(duì)4位intg,s,b,q,sum=0;計(jì)分?jǐn)?shù)碼管位控線/B隊(duì)概念個(gè)十百位sbit KL2=P2A5;intg1,s1,b1,q1,sum1=0;sbit KL3=P2A6;/ A隊(duì)概念個(gè)十百位sbit KL4=P2A7;intLED_Num=0 x00,0 x01,0 x0

40、2,0 x03,0 x04,0 xTR0=1;/*設(shè)置場(chǎng)次競(jìng)賽時(shí)*/05,0 x06,0 x07,0 x08,0 x09,0 x00,; / 段碼void main(void) TOC o 1-5 h z TMOD=0 x01;/設(shè)置T0為工作方式1,作為16位計(jì)數(shù)器TH0=(65535-50000)/256;/設(shè)置T0的高8位，而且T0的計(jì)數(shù)值為50msTL0=(65535-50000)%256;/設(shè)置T0的低8位music=0;/初值喇叭不響EA=1;/開放所有中斷ET0=1;/許諾按時(shí)/計(jì)數(shù)器T0溢出中斷EX0=1;/許諾外部中斷0IT0=1;/設(shè)置外部中斷0為邊沿觸發(fā)方式(下降沿)wh

41、ile(1)/無(wú)窮循環(huán)，程序一直運(yùn)行Key_Y();/預(yù)置場(chǎng)次競(jìng)賽時(shí)刻if(Star=0&f!=0&Puse!=0) /按下“開始鍵”，設(shè)置好競(jìng)賽時(shí)刻，而且未按“停止”鍵時(shí)，競(jìng)賽正式開始啟動(dòng)按時(shí)器T0,開始計(jì)時(shí)Key_if();/開始計(jì)分else TR0=0;/競(jìng)賽還未開始或競(jìng)賽終止時(shí)刻到，停止計(jì) 時(shí)Js_Jf_Scan();/將相應(yīng)的分?jǐn)?shù)、時(shí)刻同步進(jìn)行顯示void Key_Y(void)if(YK1=0)/初始狀態(tài)，分鐘的十位為0delay(1);/延時(shí)去抖動(dòng)fs=fs+1;/分十位加1分fy=fs*10+fg;/求出預(yù)置時(shí)刻的分鐘值f=fy;/中間變量)數(shù)*/if(YK2=0)void Ptime(uchar time