基于單片機(jī)的籃球計(jì)數(shù)器

1、精選文庫本科學(xué)生畢業(yè)論文論文題目：基于單片機(jī)的籃球計(jì)數(shù)器學(xué) 院：（黑體三號(hào)字）年 級(jí)：（黑體三號(hào)字）專 業(yè)：（黑體三號(hào)字）姓 名：（黑體三號(hào)字）學(xué) 號(hào)：（黑體三號(hào)字）指導(dǎo)教師：（黑體三號(hào)字） 年 月 日精選文庫摘要經(jīng)過三十幾年的改革開發(fā)，我國綜合國力發(fā)生了翻天覆地的變化，人民生活水平提高也是不爭的事實(shí)，生活水平的提高給人們帶來的不僅僅是解決溫飽，更帶了生活理念的提高，人們開始越來越重視健康生活。鍛煉身體已經(jīng)成為人們當(dāng)下不生活中不可缺少的一部分，乒乓球、羽毛球、保齡球、籃球、足球都已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶，雖然是娛樂，但是這些運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目畢竟也是競技的成敗來判定輸贏的，同時(shí)由于受到場地條件的限制，不可能所

2、有的人都在正規(guī)的場館里運(yùn)動(dòng)，還有就是人員的要求，所以一些比賽必須的裝備成為了人們鍛煉的門檻由。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是針對(duì)上述情況研制簡易、便攜的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器，方便為受到場地和經(jīng)濟(jì)條件限制的籃球愛好者提供比賽計(jì)時(shí)計(jì)分服務(wù)。它不僅能應(yīng)用與籃球比賽當(dāng)中，經(jīng)過簡單的程序改變還可以實(shí)現(xiàn)一般比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分。同時(shí)也是對(duì)大學(xué)四年學(xué)習(xí)知識(shí)的一次綜合性大檢查。本次設(shè)計(jì)的籃球計(jì)時(shí)器是基于AT89S51單片機(jī)通過LCD1602進(jìn)行顯示的。研究主要分為兩個(gè)方向，一是基于AT89S51單片機(jī)的硬件研究，二是針對(duì)設(shè)計(jì)要求的軟件編寫。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)籃球比賽計(jì)時(shí)和計(jì)分的功能，同時(shí)根據(jù)比賽要求可以隨時(shí)的暫停開始和復(fù)位。關(guān)鍵字籃球比

3、賽計(jì)時(shí)；籃球比賽計(jì)分；鍵位控制；單片機(jī)；精選文庫AbstractAfter 31 years of reform and development, Chinas comprehensive national strength has undergone enormous changes, and improved living standards is also an indisputable fact, improvement of living standards to bring more than just food and clothing, but also with the id

4、ea of living,people began to be more and more emphasis on healthy living. Exercise has become the moment people do not live in an indispensable part, table tennis, badminton, bowling, basketball, football has entered every household, although it is entertainment, but these sports athletics after all

5、, is the success or failure to determine the winners and losers , due to space constraints, it is not possible to all of them in the regular venues and sports, as well as personnel requirements, so some games equipment necessary for the exercise threshold by. The purpose of the graduation design is

6、for the developed easy the portable basketball Scover, convenient for basketball fans by the venues and economic conditions game Scover service. It is not only able to apply simple process changes can also be achieved with the basketball game which the general timing of the game scoring. University

7、four years of study, knowledge is also a comprehensive inspection. The design of the basketball timer AT89S51 microcontroller-based LCD1602 carried. The study is divided into two main directions, AT89S51 microcontroller-based hardware research, is prepared for the software design requirements. The s

8、ystem can realize the function of the timing and scoring of the game of basketball, according to the game requirements can be suspended at any time start and reset.Key wordsBasketball game time; basketball scoring; keys control; SCM；目錄摘要IAbstractII1.1 選題背景11.2 總體設(shè)計(jì)思路11.2.1 實(shí)現(xiàn)功能11.2.2 主要元器件選擇11.3 論文設(shè)

9、計(jì)流程2第一章硬件設(shè)計(jì)部分41.1 控制電路41.1.1 晶振電流在單片機(jī)最小系統(tǒng)中的作用41.1.2 AT89S51芯片介紹51.1.4 單片機(jī)引腳作用81.2 顯示模塊101.2.1 元件介紹101.3 報(bào)警模塊141.3.1 實(shí)現(xiàn)功能14第二章 軟件編程部分162.1 總程序模塊162.2 報(bào)警程序模塊172.3 鍵位程序模塊17第三章 系統(tǒng)調(diào)試193.1 硬件系統(tǒng)調(diào)試193.1.1 原理圖是否正確193.1.2.電路焊接與原理圖是否一致193.1.3 檢查虛焊和短路193.1.4 上電測試193.3 綜合檢測結(jié)果20結(jié)論21參考文獻(xiàn)22附錄一22致謝23精選文庫前言1.1 選題背景我自

10、身是一個(gè)籃球愛好者，經(jīng)常利用課余時(shí)間練習(xí)籃球，深知廣大籃球好愛對(duì)于操作簡單和容易攜帶的具有籃球計(jì)時(shí)和計(jì)分功能的儀器的渴望。在選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是我義無返顧的選擇了籃球計(jì)時(shí)器作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，我想首先我了解比賽的規(guī)則，可以再軟件編寫方面盡量做到?jīng)]有設(shè)計(jì)上的漏洞，再加上經(jīng)過我大學(xué)四年的知識(shí)儲(chǔ)備，加上老師的幫助一定能過完成設(shè)計(jì)。這也是一個(gè)電工人對(duì)于身邊的籃球愛好者作出的一點(diǎn)貢獻(xiàn)。近幾年人們生活水平提高，運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的火熱就是隨之而來的一部分。單片機(jī)在體育項(xiàng)目中的應(yīng)用越來越廣，簡單的可以計(jì)時(shí)計(jì)分，還可以計(jì)算命中率、記比分、記犯規(guī)數(shù)等等。這樣大大的降低了人們的體力勞動(dòng)和較少了比賽成本，也就是說往往需要幾個(gè)

11、人做的事情，現(xiàn)在只需要按幾下按鈕就能完成。應(yīng)用于比賽的操作簡單便攜系統(tǒng)的發(fā)展大勢不可阻擋。這也是我選擇籃球計(jì)時(shí)器作為我別有設(shè)計(jì)的原因。1.2 總體設(shè)計(jì)思路1.2.1 實(shí)現(xiàn)功能通過鍵位控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)籃球比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分，同時(shí)考慮到比賽的規(guī)則，該系統(tǒng)能過計(jì)時(shí)分為兩個(gè)部分，分別是每次進(jìn)攻方24s計(jì)時(shí)，每一節(jié)12min計(jì)時(shí)，根據(jù)比賽的情況這兩部分的計(jì)時(shí)可以通過鍵位控制隨時(shí)停止，24s計(jì)時(shí)可以隨時(shí)復(fù)位。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)為兩隊(duì)計(jì)分功能，還具有清零功能。在顯示籃球比賽時(shí)間和比分的同時(shí)，還可以顯示籃球比賽的節(jié)數(shù)，從而到一個(gè)較為完整的籃球比賽控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)分為：控制模塊、顯示模塊、鍵位控制模塊、報(bào)警模塊1.2.2

12、 主要元器件選擇元件選擇的宗旨是在保證達(dá)到設(shè)計(jì)目的的前提下，充分考慮自身情況和元件在整體設(shè)計(jì)中難易程度、可塑性、可擴(kuò)展性情況。主要元件的選擇難點(diǎn)主要在單片機(jī)型號(hào)選擇上和系統(tǒng)顯示部分方式的選擇上，還有就是在鍵位控制方式上。具體來說就是選擇AT89S51型號(hào)單片機(jī)還是選擇AT89C51型號(hào)單片機(jī)。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，兩者具有相同的功能，引腳的功能相同價(jià)格基本一致，但AT89C51的程序燒錄比較麻煩，燒錄器比較昂貴，說到這里就不得不提到并行編碼和串行編碼，在最早開始使用的是并行編碼方式，但是因?yàn)樵诔绦驘浀臅r(shí)候必須使用ZIF燒錄器才能實(shí)現(xiàn)。串行編程的發(fā)展就是為了克服并行編碼燒錄的問題。最終選擇AT89S5

13、1作為本系統(tǒng)單片機(jī)型號(hào)。在顯示方式的問題上，經(jīng)過研究主要有兩種方式，一是通過數(shù)碼管顯示，二是通過LCD1602屏顯示。通過比較發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管方式的電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，要想達(dá)到設(shè)計(jì)的要求需要比較多的數(shù)碼管，但是其編程比較簡單。LCD1602液晶顯示屏是一種全新模式的線顯示方式，在近幾年的發(fā)展中取得了長足的進(jìn)步，它具有體積少、重量輕、顯示質(zhì)量高等諸多特點(diǎn)，同時(shí)如果應(yīng)用液晶屏顯示，電路設(shè)計(jì)非常的簡單，最后選擇用LCD1602液晶顯示屏作為顯示模塊。鍵位控制模塊現(xiàn)在應(yīng)用比較多的有兩種，一種是矩陣鍵位控制，另一種是獨(dú)立鍵位控制，比較兩者前者使用的I/O口比較少，但是電路設(shè)計(jì)包括電路焊接都比較復(fù)雜，獨(dú)立的鍵位控制占

14、用I/O口多，但是電路設(shè)計(jì)和電路焊接比較簡單，本次設(shè)計(jì)單片機(jī)I/O口應(yīng)用較少，完全可以滿足獨(dú)立所以選擇獨(dú)立鍵位控制作為。硬件流程框圖如圖1-1圖1-1 硬件流程框圖1.3 論文設(shè)計(jì)流程從去年11月份開始為畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備，到最后結(jié)束大概經(jīng)歷了半年的時(shí)間，在這段時(shí)間里包括選題、開題、前期相關(guān)知識(shí)的準(zhǔn)備、硬件設(shè)計(jì)和軟件編程、故障檢測聯(lián)合調(diào)試等多個(gè)階段。設(shè)計(jì)流程見圖1-2選題了解相關(guān)知識(shí)、設(shè)計(jì)電路圖、選擇元器件硬件焊接軟件編程故障排除聯(lián)機(jī)仿真調(diào)試設(shè)計(jì)完成圖1-2 論文設(shè)計(jì)流程圖第一章 硬件設(shè)計(jì)部分本部分將分別介紹硬件流程框圖中的每一部分。也會(huì)提及一部分軟件編寫部分的知識(shí)。1.1 控制電路控制模塊中包含

15、一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)。單片機(jī)最小系統(tǒng)包括一個(gè)晶振電路、電源電路。單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖1-1圖1-1單片機(jī)最小系統(tǒng)1.1.1 晶振電流在單片機(jī)最小系統(tǒng)中的作用本次設(shè)計(jì)采用12MHz的晶振，他為電路提供了一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率時(shí)鐘電路為程序運(yùn)行提供動(dòng)力，相當(dāng)于單片機(jī)的心臟。AT89S51單片機(jī)在12個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條程序，在單片機(jī)內(nèi)部還有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路配合外部晶振電路使用，才能發(fā)揮其作用。內(nèi)部振蕩電路在下文中介紹。晶振電路圖如圖1-2圖1-2 晶振電路圖1.1.2 AT89S51芯片介紹AT89S51是和AT89C51都是一款具有高性能低功耗的CMOS8位,其內(nèi)部由計(jì)數(shù)器/定時(shí)器、串行口、I/O、程序

16、存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、中央處理器等部分組成。封裝方式分為三種，分別是PDIP、TQFP、PLCC，基于這三種封裝形式基本上可以覆蓋大部分應(yīng)用。同時(shí)內(nèi)部還有2 個(gè)看門狗（WDT）電路，內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器。所謂振蕩電路簡單的說就是指一個(gè)頻率源，一般用在鎖相環(huán)中。具體地說就是在外部沒有信號(hào)的情況下振蕩電路本身就可以將直流電能轉(zhuǎn)化為交流電能的裝置。通常有正反饋和負(fù)反饋兩種型號(hào)，作用就是在電源穩(wěn)定的情況下產(chǎn)生高頻。時(shí)鐘振蕩電路和外部晶振電路配合使用就達(dá)到了為單片機(jī)提供時(shí)鐘的功能，同時(shí)也構(gòu)成了內(nèi)部時(shí)鐘電路。單片機(jī)內(nèi)部組成如圖1-3。圖1-3 單片機(jī)內(nèi)部組成1.1.3 單片機(jī)內(nèi)部組成簡介中央處理器簡稱文CPU,是

17、單片機(jī)的核心部件。本次設(shè)計(jì)選用的單片機(jī)具有兩個(gè)功能，分別是控制功能和運(yùn)算功能。中央處理器內(nèi)部有運(yùn)算器和控制器兩個(gè)部分。運(yùn)算器由算術(shù)邏輯運(yùn)算部件ALU、累加器、暫存器程序狀態(tài)字寄存器PSW、BCD碼運(yùn)算調(diào)整電路組成。控制器由程序計(jì)數(shù)器PC、指令寄存器、指令譯碼器、定時(shí)控制與條件轉(zhuǎn)移邏輯電路等組成。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器本次設(shè)計(jì)選擇的單片機(jī)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擁有128bytes的存儲(chǔ)空間，這樣大小的存儲(chǔ)空間基本上可以滿足一般的設(shè)計(jì)需求。但是不能保證所有滿足所有的應(yīng)用場所，所以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器還可以進(jìn)行擴(kuò)展，單片機(jī)的擴(kuò)展能力為可尋址64K，用戶可以根據(jù)自己的需求對(duì)空間進(jìn)行的擴(kuò)展。它的作用是可以作為處理問題的數(shù)據(jù)緩沖器。

18、程序存儲(chǔ)器程序的正常運(yùn)行不僅和時(shí)鐘電路有關(guān)，同時(shí)還需要將調(diào)試過的程序放到單片機(jī)的存儲(chǔ)器中。傳送程序需要的是串行口與外部機(jī)器相連接進(jìn)行傳送，而存儲(chǔ)這些程序的就是單片機(jī)中的程序存儲(chǔ)器。本次設(shè)計(jì)選用的單片機(jī)擁有4K的存儲(chǔ)空間，如果需要擴(kuò)展的話，最大的擴(kuò)展空間為64K。從單片機(jī)的訪問來說，程序存儲(chǔ)器可以分為內(nèi)部和外部。單片機(jī)通過控制引腳的高低電平區(qū)分訪問程序存儲(chǔ)器的內(nèi)部和外部。在其中還有5個(gè)部分具有特殊功能，因?yàn)楫?dāng)執(zhí)行復(fù)位電路之后，單片機(jī)的程序執(zhí)行必須從0000H開始，這樣就需要在0000H單元存放一條用于跳轉(zhuǎn)的指令。串行口上文已經(jīng)提到，各種指令和程序要傳送到單片機(jī)的個(gè)存儲(chǔ)單元需要串行口與電腦連接，同

19、時(shí)單片機(jī)內(nèi)部程序要傳送到外部也是通過串行口于外部進(jìn)行連接。由于串行口的數(shù)量有限，51系列單片機(jī)的串口還具備擴(kuò)展功能。本次設(shè)計(jì)選用的單片機(jī)擁有2個(gè)雙全共串行口，采用異步通信方式。所謂的異步通信方式，就是單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)輸入和輸出同時(shí)進(jìn)行，是一種比較先進(jìn)的通信方式。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1-4發(fā)送SBUF接受SBUF門發(fā)送控制器接受控制器輸出移位寄存器串行控制寄存器定時(shí)器T1圖1-4 串行口內(nèi)部結(jié)構(gòu)I/O口本次設(shè)計(jì)選擇的單片機(jī)提供4個(gè)并行8位I/O，分別上P1口、P2口、P3口、P0口。內(nèi)部時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路可以分為內(nèi)部和外部兩種。構(gòu)成內(nèi)部振蕩器是一個(gè)高增益反放大器，用于和外部晶振電路連接過程時(shí)鐘電路。定時(shí)器

20、計(jì)時(shí)器這個(gè)部分有兩個(gè)工作模式，分別是計(jì)數(shù)工作模式和定時(shí)工作模式。計(jì)數(shù)工作模式的作用是針對(duì)外部的脈沖計(jì)數(shù)，在引腳中有T0（14腳）和T1（15腳），他們是計(jì)數(shù)器的輸入端，脈沖產(chǎn)生從正向負(fù)變化時(shí)，計(jì)數(shù)器就開始工作，計(jì)數(shù)器記1.定時(shí)器工作模式實(shí)在計(jì)數(shù)器工作模式的配合下使用，這是的計(jì)數(shù)器模塊應(yīng)用的是單片機(jī)內(nèi)部脈沖，脈沖的產(chǎn)生是由時(shí)鐘電路產(chǎn)生的，每經(jīng)過一個(gè)時(shí)鐘周期，定時(shí)器模塊就工作計(jì)數(shù)1。定時(shí)器計(jì)時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1-5CPU微處理器TH1TL1TH0TL0TCONTMODT1T0圖1-5定時(shí)器計(jì)時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)上文提到單片機(jī)具有低功耗和高性能的特點(diǎn)，之所以這么說是因?yàn)閱纹瑱C(jī)在單機(jī)狀態(tài)下CPU可暫停工作，同時(shí)

21、計(jì)數(shù)器、串行口等內(nèi)部系統(tǒng)課保持工作狀態(tài)，這樣就可以達(dá)到低功耗和高性能的特點(diǎn)。1.1.4 單片機(jī)引腳作用AT89S51 單片機(jī)管腳圖如圖 1-6所示。圖1-6 單片機(jī)引腳圖本型號(hào)單片機(jī)共有40個(gè)引腳，通常情況下可以滿足使用要求，但是不排除有特殊情況，所以P3引腳具有第二功能。40腳：通過外部電源位單片機(jī)供5V電源，在本設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)實(shí)物通過下載線與電腦USB口連接為電路供電。20腳：連接地線。18腳：反向放大器輸出端。19腳：反相放大器輸入端。9腳：復(fù)位信號(hào)輸出端，在輸入高電平是有效。30腳：在單片機(jī)正常工作之后，該腳連續(xù)不斷輸出正脈沖信號(hào)。通過他也可以判斷單片機(jī)是是否正常工作。29腳：引腳產(chǎn)生負(fù)

22、脈沖時(shí)表示單片機(jī)正在訪問外部存儲(chǔ)程序。用示波器觀察脈沖可以判斷單片機(jī)是否能過正常讀取外部存儲(chǔ)程序。31腳：當(dāng)該腳輸入高電平的時(shí)候單片機(jī)訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，但是當(dāng)讀取范圍超過年初至的時(shí)候，系統(tǒng)將開始讀取外部程序存儲(chǔ)器里的內(nèi)容。當(dāng)該腳輸入低電平的時(shí)候，只能讀取外部程序存儲(chǔ)器里的內(nèi)容。P0：提供8位雙向I/O，同時(shí)具有上拉電阻，同時(shí)于地址總線的低8位聯(lián)合使用，可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)負(fù)載。P1：提供8位雙向I/O，具有上拉電阻，可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)負(fù)載。P2：提供8位雙向I/O，同時(shí)具有上拉電阻，同時(shí)與地址總線高8為聯(lián)合使用，可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)負(fù)載。P3口比較特殊是一個(gè)具有兩個(gè)功能的復(fù)用口，上文提到由于受到引腳數(shù)量的限制，一

23、些引腳具有第二功能，P3口就有第二功能。如表1-1表1-1 P3口第二功能引腳第二功能P3.0（10腳）RXD串行輸入口P3.1（11腳）TXD串行輸出口P3.2（12腳）INT0外部中斷0P3.3（13腳）INT1外部中斷1P3.4（14腳）T0P3.5（15腳）T1P3.6（16腳）WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫P3.7（17腳）RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀1.2 顯示模塊模塊含有一個(gè)LCD1602液晶顯示屏1.2.1 元件介紹LCD1602液晶顯示屏又稱為字符型液晶顯示屏，采用點(diǎn)陣方式組成，用來顯示數(shù)字、字母、符號(hào)。字符型液晶屏根據(jù)用途不同和設(shè)計(jì)要求不同，現(xiàn)在市場上LCD1602液晶屏主要有三種不同尺寸，

24、分別是2*16、1*16、2*21幾種，同時(shí)還分為帶光屏和不帶光屏。相比較無背光屏和有背光屏，有背光屏要比無背光屏略厚一些，在使用功能上沒有差別，只是由于有背光的LCD液晶屏需要為其提供光源正負(fù)極所以引腳數(shù)比無背光的液晶屏多兩個(gè)。尺寸差別見圖2-8.LCD1602的尺寸是2*16。實(shí)物如圖1-7圖1-7 LCD1602顯示屏實(shí)物圖圖1-8 尺寸圖1.2.2 點(diǎn)陣式LCDLCD主要技術(shù)參數(shù)如表1-2表1-2 技術(shù)參數(shù)顯示容量162字符芯片最佳工作電壓5V工作電流2.0mA(5.0V)字符尺寸2.954.35(WH)mm1.2.3 1602LCD引腳由于實(shí)際需要，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到會(huì)在晚上使用，所

25、以選用有背光LCD液晶顯示屏。上文提到該液晶屏有16個(gè)引腳。引腳作用如表2-3表2-3 引腳作用引腳編號(hào)符號(hào)功能引腳編號(hào)符號(hào)功能1VSS接地9D2數(shù)據(jù)口2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)口3VL偏壓11D4數(shù)據(jù)口4RS數(shù)據(jù)命令選擇12D5數(shù)據(jù)口5R/W讀寫選擇13D6數(shù)據(jù)口6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)口7D0數(shù)據(jù)口15BLA電源正極8D1數(shù)據(jù)口16BLK接地下面具體對(duì)個(gè)腳功能進(jìn)行介紹1腳：接地，相當(dāng)于為液晶屏供電的負(fù)極。2腳：根據(jù)上文中所選用液晶屏的技術(shù)參數(shù)，2腳為液晶屏提供5V電壓。3腳：主要是為了減少液晶屏在顯示的過程中出現(xiàn)模糊的情況，可以調(diào)節(jié)液晶屏對(duì)比度。4腳：當(dāng)該腳輸入高電平的時(shí)候作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

26、。當(dāng)該腳輸入低電平的時(shí)候作為指令存儲(chǔ)器。5腳：當(dāng)該腳輸入高電平時(shí)體現(xiàn)讀操作。低電平時(shí)體現(xiàn)寫操作。6腳：當(dāng)該腳由高電平變成低電平的時(shí)候，液晶屏開始工作，通常外界開解開關(guān)。7腳：雙向數(shù)據(jù)端口。8腳：雙向數(shù)據(jù)端口。9腳：雙向數(shù)據(jù)端口。10腳：雙向數(shù)據(jù)端口。11腳：雙向數(shù)據(jù)端口。12腳：雙向數(shù)據(jù)端口。13腳：雙向數(shù)據(jù)端口。14腳：雙向數(shù)據(jù)端口。15腳：為背光電源提供5V電壓。16腳：接地，相當(dāng)于背光電源負(fù)極。LCD液晶屏多數(shù)都采用HD44780芯片作為控制電路。HD44780工作原理電路圖1-9圖1-9 HD44780工作原理圖顯示模塊電路圖如圖1-10圖1-10 顯示模塊電路圖說明：該電路圖的繪制應(yīng)

27、用的軟件是Proteus，在該軟件中并沒有本設(shè)計(jì)要使用的16腳LCD1602顯示器，所以在圖中使用的是無背光的LCD1602顯示器。鍵位控制模塊1.2.4 實(shí)現(xiàn)功能鍵位控制模塊包括了四組獨(dú)立的鍵位，他們是控制本次設(shè)計(jì)所要求達(dá)到的功能按鍵，四組鍵位的功能及接口如下表1-4表1-4 接口功能序號(hào)接口功能Key1 P10比賽開始/暫停 Key2 P11刷新進(jìn)攻球隊(duì)24秒時(shí)間 Key3P12 A隊(duì)得分值加一 Key4 P13 B隊(duì)得分值加一四組獨(dú)立的按鍵在連接上分別于P1.0、P1.1、P1.2、P1.3連接通過中斷程序控制著單片機(jī)內(nèi)部程序的運(yùn)行。按鍵的另一端與地相連，所以說低電平有效。鍵位控制模塊電

28、路圖如圖1-11按鍵一共有四個(gè)引腳，經(jīng)過萬用表短路檔測試，對(duì)角引腳為該型號(hào)按鍵的正確連接。圖1-11 鍵位控制模塊電路圖1.3 報(bào)警模塊1.3.1 實(shí)現(xiàn)功能本次設(shè)計(jì)報(bào)警模塊的報(bào)警方式為聲音報(bào)警。在24s進(jìn)攻的時(shí)間里沒有人控制鍵位模塊中斷將報(bào)警，報(bào)警時(shí)間維持4s，在沒有人控制的情況，在離24s進(jìn)攻時(shí)間還剩5s時(shí)將開始報(bào)警，報(bào)警時(shí)間維持1s。在比賽的四節(jié)中，每一節(jié)的結(jié)束時(shí)將開始報(bào)警，報(bào)警時(shí)間維持4s。本次報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到簡易和便攜方面的要求，并沒有采用復(fù)雜的電路，知識(shí)用單片機(jī)經(jīng)過放大和驅(qū)動(dòng)電路后產(chǎn)生報(bào)警。根據(jù)這樣的設(shè)計(jì)理念，本系統(tǒng)選用的8550型號(hào)的三極管于蜂鳴器連接，三極管在電路中起到的作用

29、是放大電流。8550型號(hào)的三極管實(shí)物仿真圖如圖1-12圖1-12 三極管實(shí)物圖該三極管是一種比較常用的三極管之一，它是一種PNP硅型具有將低電壓轉(zhuǎn)換成高電壓從而獲得高電流的一種元件。第二章 軟件編程部分軟件編程的總依據(jù)是本次設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求本軟件變成部分分為總程序、報(bào)警子程序、鍵位控制子程序。使用的編程語言是大學(xué)里曾經(jīng)學(xué)過的C語言。程序的燒錄和存儲(chǔ)已經(jīng)在上文中有所提及，如有需要加深了解的部分，在后面的論文書寫過程中將再次提及。需要說明的是，在本次設(shè)計(jì)中并沒有設(shè)計(jì)串行通信口，原因在于AT89S51單片機(jī)的燒錄要求比較低。但是作為設(shè)計(jì)是不得不考慮的問題，本文還將對(duì)串行接口進(jìn)行必要的

30、說明。在單片機(jī)的引腳中就有用于通信的串行口，但是單片機(jī)不能和PC機(jī)直接相連，基于這樣的條件就必須考慮在單片機(jī)和PC機(jī)之間設(shè)計(jì)串行通信口。這就是設(shè)置串行口的原因。在市面上主要有RS-232C、RS-422A、RS-485型號(hào)串行口。如果在本次設(shè)計(jì)中體現(xiàn)串行口，那么將選擇RS-232C串行口。2.1 總程序模塊總程序要實(shí)現(xiàn)的功能是：在LCD液晶顯示屏上顯示比賽單節(jié)剩余時(shí)間、24s計(jì)時(shí)、比賽比分顯示、比賽節(jié)數(shù)。程序流程圖如圖2-1圖2-1 總程序流程圖2.2 報(bào)警程序模塊在程序編寫時(shí)已經(jīng)將各部分報(bào)警的時(shí)間設(shè)在其中，在程序運(yùn)行時(shí)，時(shí)鐘電路所提供的時(shí)間符合程序里的時(shí)間要求，報(bào)警電路將時(shí)間報(bào)警。報(bào)警程序流

31、程圖如2-2。圖2-2 報(bào)警模塊流程圖2.3 鍵位程序模塊在這部分的程序編寫時(shí)，主要應(yīng)用的是在時(shí)鐘周期里改變接口的高低電平使其達(dá)到對(duì)于時(shí)間和分?jǐn)?shù)的寫入功能。在這部分主要應(yīng)用的是單片機(jī)中定時(shí)器計(jì)時(shí)器的作用，在其內(nèi)部的工作方式寄存器決定著該部分的工作方式，格式如下表2-1。表2-1 工作方式寄存器D7D6D5D4D3D2D0D1GATECTM1M0GATECTM1MOMI和MO共有四種工作方式來決定工作方式，詳細(xì)情況見表2-3表2-3 四種工作方式M1M0工作方式00為13位定時(shí)器計(jì)數(shù)器01為16位定時(shí)器計(jì)數(shù)器10自動(dòng)重啟定時(shí)器計(jì)數(shù)器11僅適用T0，兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器該模塊流程圖見下圖2-3圖2-3鍵

32、位控制模塊流程圖第三章 系統(tǒng)調(diào)試3.1 硬件系統(tǒng)調(diào)試硬件調(diào)試分為下幾個(gè)步驟3.1.1 原理圖是否正確在設(shè)計(jì)我不敢保證完全的正確，在焊接電路之初就對(duì)于原理圖進(jìn)行了多次的檢查，并且就其中的不確定因素咨詢了老師和同學(xué)，并沒有發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的缺陷和邏輯的錯(cuò)誤。3.1.2.電路焊接與原理圖是否一致其實(shí)這一點(diǎn)很控制，由于在只在實(shí)驗(yàn)課上接觸過電路焊接導(dǎo)致缺少焊接經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)在焊接電路的時(shí)候引腳過多沒有辦法保證所有的引腳焊接全部正確。但是在焊接完成之后，自己多次對(duì)實(shí)物與原理圖進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)了在地線和電源線有一些問題，在單片機(jī)的引腳連接出現(xiàn)了問題，在發(fā)現(xiàn)問題后馬上對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行了修改。3.1.3 檢查虛焊和短路這部分主要應(yīng)用萬用表，在各元件電源正負(fù)極進(jìn)行檢測。檢查出問題還是在電源這。3.1.4 上電測試經(jīng)過上述幾部的檢查之后，接通電源。在接通電源后，用示波器觀察單片機(jī)30腳脈沖，如果單片機(jī)正常運(yùn)行則會(huì)有連續(xù)不斷的脈沖出現(xiàn)，同時(shí)用示波器觀察