基于單片機(jī)的籃球計(jì)分器

.PAGE....課程設(shè)計(jì)<論文>題目名稱基于單片機(jī)的籃球計(jì)分器課程名稱單片機(jī)原理與應(yīng)用學(xué)生姓名彭金科學(xué)號(hào)0941301388系專(zhuān)業(yè)信息工程系指導(dǎo)教師周曉燕年月日..目錄第一章緒論………….………11.1系統(tǒng)功能…11.2課題運(yùn)用的知識(shí)點(diǎn)……………………1第二章系統(tǒng)原理的設(shè)計(jì)…………….………………..……….………..……….……..22.1課題的技術(shù)與量化要求………………22.2系統(tǒng)的組成框圖………………………2第三章硬件部分的設(shè)計(jì)……………………..33.1單片機(jī)接口電路………………………33.2數(shù)碼顯示電路…………4第四章軟件部分的設(shè)計(jì)……………………..74.1按鍵模塊………………..74.1.1鍵盤(pán)處理的流程圖………….………74.1.2源代碼………….……84.2顯示模塊………………..94.2.1簡(jiǎn)介………………….94.2.2顯示的流程圖……………………….94.2.3源代碼…………94.3成績(jī)調(diào)整模塊………….104.3.1簡(jiǎn)介…………………104.3.2成績(jī)調(diào)整流程圖……………………114.3.3源代碼………………124.4延時(shí)模塊……………….134.4.1簡(jiǎn)介…………………144.4.2延時(shí)的流程圖………………………144.4.3延時(shí)的源代碼………………………14附錄一原理圖…………...15附錄二仿真……………...16附錄三源程序設(shè)計(jì)……………………...17參考文獻(xiàn)………………….23總結(jié)……………………….23..第一章緒論1.1系統(tǒng)功能隨著科技的迅猛發(fā)展,單片機(jī)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中起到了越來(lái)越重要的作用.單片機(jī)體積小,功能強(qiáng),集成了微型機(jī)的各部件,大大縮短了系統(tǒng)內(nèi)信號(hào)傳送的距離,從而提高了系統(tǒng)的可靠性及運(yùn)行速度。該系統(tǒng)主要是線以下兩種功能：計(jì)分：能同時(shí)顯示甲、乙兩隊(duì)比分,最大計(jì)分?jǐn)?shù)為99。能分別對(duì)甲、乙兩隊(duì)比分進(jìn)行加分。計(jì)時(shí)：從比賽開(kāi)始時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)工作方式,初始時(shí)間為00,最大計(jì)時(shí)為99分鐘,經(jīng)過(guò)修改后應(yīng)該還能實(shí)施計(jì)時(shí)暫停,還能設(shè)定為倒計(jì)時(shí)。交換比分：中場(chǎng)交換比賽場(chǎng)地時(shí),能交換甲、乙兩隊(duì)比分的位置。哨音提示：設(shè)定的比賽時(shí)間到了,能自動(dòng)哨音提示比賽結(jié)束.1.2課題運(yùn)用的知識(shí)點(diǎn)本課題主要運(yùn)用單片機(jī)設(shè)計(jì)知識(shí)設(shè)計(jì)籃球賽記時(shí)計(jì)分器,因此涉及到的知識(shí)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：〔1AT89C51單片機(jī)的運(yùn)用〔2LED數(shù)碼管的運(yùn)用〔3人機(jī)接口第二章系統(tǒng)原理的設(shè)計(jì)2.1課題的技術(shù)和量化要求能記錄整個(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。能隨時(shí)刷新甲、乙兩隊(duì)在整個(gè)賽程中的比分。中場(chǎng)交換比賽場(chǎng)地時(shí),能交換甲、乙兩隊(duì)比分的位置。比賽時(shí)間結(jié)束時(shí),能發(fā)出報(bào)警指令；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。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；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)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5PF—30PF,本設(shè)計(jì)電容為30PF。3鍵盤(pán)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(pán)種類(lèi)很多,鍵盤(pán)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(pán)有獨(dú)立式和行列式兩種。〔1獨(dú)立式鍵盤(pán)獨(dú)立式鍵盤(pán)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(pán)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。行列式鍵盤(pán)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(pán)即可滿足需要見(jiàn)圖<3.1.2>。3.2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)。1>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>。第四章軟件部分設(shè)計(jì)4.1按鍵模塊4.1.1鍵盤(pán)處理的流程圖NN有鍵按下嗎？有鍵按下嗎？YY延時(shí)延時(shí)NN真的有鍵按下嗎?真的有鍵按下嗎?YY按鍵處理按鍵處理等待按鍵釋放等待按鍵釋放圖4.1.14.1.2源代碼voidkey_sc<>//鍵盤(pán)掃描模塊{ucharkey_bt,i;while<1>{ P1=0xff; delay_t<80>; key_bt=P1; switch<key_bt> { case0xfe://初始化,顯示0;for<i=0;i<9;i++> { //display_buf[i]=0; display_rt<display_buf>; } break; case0xfd://A隊(duì)modify_sc<>; break;case0xfb://B隊(duì) modify_sc<>;break; case0xf7://時(shí)間 modify_st<>;break; }}}4.2顯示模塊4.2.1簡(jiǎn)介顯示部分通過(guò)P0口外加上拉電阻進(jìn)行顯示,數(shù)碼管采用7段共陰極數(shù)碼管,通過(guò)查表指令進(jìn)行顯示,首先將要顯示的緩存單元,送入累加器中,通過(guò)累加器進(jìn)行查表,將要顯示的數(shù)值存儲(chǔ)起來(lái),然后通過(guò)位選信號(hào),將要顯示的位的數(shù)碼管打開(kāi),進(jìn)行現(xiàn)實(shí)。并通過(guò)延時(shí)子程序進(jìn)行延時(shí),使其顯示的數(shù)值穩(wěn)定下來(lái)。然后再通過(guò)位選信號(hào),將顯示的數(shù)值關(guān)斷,從而顯示下一個(gè)數(shù)值。但當(dāng)顯示完一圈后程序跳出,等待數(shù)據(jù)的傳輸,再次進(jìn)行顯示?？紤]到顯示的數(shù)據(jù)比較多有10個(gè)數(shù)據(jù),而且需要相當(dāng)多的位選線。所以把整個(gè)顯示緩看做一個(gè)整體。低6位傳輸?shù)氖潜荣悢?shù)據(jù),高4位傳輸?shù)檬潜荣悤r(shí)間。4.2.2.顯示的流程圖延時(shí)延時(shí)P2=~bit_disp2P3=0xffP2>>1P3>>1P3=~bit_disp3p2=0xff顯示顯示P2、P3初始化P0=show[dis_code[i]]i<6?延時(shí)延時(shí)P2=~bit_disp2P3=0xffP2>>1P3>>1P3=~bit_disp3p2=0xff顯示顯示P2、P3初始化P0=show[dis_code[i]]i<6?NYNY4.2.3.源代碼voiddisplay_rt<uchardis_code[]>//顯示任務(wù){(diào)charbit_disp2,bit_disp3,i;bit_disp3=0x20;bit_disp2=0x08;for<i=0;i<=9;i++>{P2=0xff;P3=0xff;P0=show_t[dis_code[i]];if<i<6>{bit_disp2=0x08;P3=~bit_disp3;P2=0xff;bit_disp3=bit_disp3>>1;} else{bit_disp3=0x20;P2=~bit_disp2;P3=0xff;bit_disp2=bit_disp2>>1;}delay_t<1>;}}4.3成績(jī)調(diào)整模塊4.3.1簡(jiǎn)介成績(jī)調(diào)整模塊用用于記錄兩隊(duì)比賽成績(jī),顯示Led中前3位用于記錄A隊(duì)比賽成績(jī),后三位用于記錄B隊(duì)的比賽成績(jī)。成績(jī)的記錄范圍從000~999其中。成績(jī)調(diào)整流程圖獲取鍵盤(pán)K2和K3信息獲取鍵盤(pán)K2和K3信息P1==0xfd？P1==0xfb？P1==0xfd？P1==0xfb？B隊(duì)P1==0xfbA隊(duì)P1==0xfdB隊(duì)P1==0xfbA隊(duì)P1==0xfduS_b++uS_a++uS_b++uS_a++NNNuS_b>9uS_a>9NuS_b>9uS_a>9YdS_a++YdS_a++usYdS_b++YdS_b++dS_b>9dS_a>9dS_b>9dS_a>9NNYNNYhS_a++YhS_b++YhS_b++hS_b>9hS_a>9hS_b>9hS_a>9NNNNuS_b=0dS_b=0hS_b=0uS_a=0uS_b=0dS_b=0hS_b=0uS_a=0dS_a=0hS_a=0顯示顯示延時(shí)等待再次獲取P1的鍵盤(pán)信息延時(shí)等待再次獲取P1的鍵盤(pán)信息4.3.3源代碼voidmodify_sc<>//調(diào)整比賽結(jié)果{ while<1> { display_rt<display_buf>; while<P1==0xfd> //A隊(duì) {uS_a++;if<uS_a>9> { dS_a++; uS_a=0; }if<dS_a>9> { dS_a=0; hS_a++; } if<hS_a>9> { uS_a=0; dS_a=0; hS_a=0; } display_buf[3]=uS_a;display_buf[4]=dS_a;display_buf[5]=hS_a;display_rt<display_buf>; delay_t<60>; } while<P1==0xfb> //B隊(duì) { uS_b++; if<uS_b>9> { uS_b=0; dS_b++; } if<dS_b>9> { dS_b=0; hS_b++; } if<hS_b>9> { uS_b=0; dS_b=0; hS_b=0; } display_buf[0]=uS_b;display_buf[1]=dS_b;display_buf[2]=hS_b;display_rt<display_buf>; delay_t<60>; } } }4.4延時(shí)模塊簡(jiǎn)介程序主要采用雙循環(huán)結(jié)構(gòu)。延時(shí)的流程圖關(guān)于延時(shí)的流程圖t=?t=?t--==0?t--==0?退出退出NNtt=300tt=300tt--tt--YYtt==0?tt==0?NN延時(shí)的源代碼voiddelay_t<intt>//延時(shí){inttt;while<t-->{tt=300;while<tt-->; }}附錄一原理圖附錄二仿真附錄三源程序設(shè)計(jì)#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuint8unsignedintucharcodeshow_t[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//0123456789staticuchardisplay_buf[10];//定義顯示緩沖charxSc[3],ySc[3];//保存兩隊(duì)的比賽結(jié)果chartSc[4];//保存比賽時(shí)間ucharuS_a=0,dS_a=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ucharsuT=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sbitfm_bt=P2^7;//蜂鳴狀態(tài)位voiddelay_t<intt>//延時(shí){inttt;while<t-->{tt=300;while<tt-->; }}voiddisplay_rt<uchardis_code[]>//顯示任務(wù){(diào)charbit_disp2,bit_disp3,i;bit_disp3=0x20;bit_disp2=0x08;for<i=0;i<=9;i++>{P2=0xff;P3=0xff;P0=show_t[dis_code[i]];if<i<6>{bit_disp2=0x08;P3=~bit_disp3;P2=0xff;bit_disp3=bit_disp3>>1;} else{bit_disp3=0x20;P2=~bit_disp2;P3=0xff;bit_disp2=bit_disp2>>1;}delay_t<1>;}}voidalarm_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{ uint8vTmp; for<vTmp=0;vTmp<5000;vTmp++> { fm_bt=~fm_bt; delay_t<150>; }}voidmodify_sc<>//調(diào)整比賽結(jié)果{ while<1> { display_rt<display_buf>; while<P1==0xfd> //A隊(duì) {uS_a++;if<uS_a>9> { dS_a++; uS_a=0; }if<dS_a>9> { dS_a=0; hS_a++; } if<hS_a>9> { uS_a=0; dS_a=0; hS_a=0; } display_buf[3]=uS_a;display_buf[4]=dS_a;display_buf[5]=hS_a;display_rt<display_buf>; delay_t<60>; } while<P1==0xfb> //B隊(duì) { uS_b++; if<uS_b>9> { uS_b=0; dS_b++; } if<dS_b>9> { dS_b=0; hS_b++; } if<hS_b>9> { uS_b=0; dS_b=0; hS_b=0; } display_buf[0]=uS_b;display_buf[1]=dS_b;display_buf[2]=hS_b;display_rt<display_buf>; delay_t<60>; } } }voidmodify_st<>//調(diào)整比賽時(shí)間{uchari=0;while<i<3600>{suT++;delay_t<1>;if<suT>9> { suT=0; sdT++; } if<sdT>5> { sdT=0; muT++; } if<muT>9> { muT=0; mdT++; } if<mdT>9> { suT=0; sdT=0; muT=0; mdT=0; }display_buf[6]=suT;display_buf[7]=sdT;display_buf[8]=muT;display_buf[9]=mdT;display_rt<display_buf>;i++;delay_t<5>; } }voidkey_sc<>//鍵盤(pán)掃描模塊{ucharkey_bt,i;while<1>{ P1=0xff; delay_t<80>; key_bt=P1; sw