【正文】 正德職業(yè)技術(shù)學院論文紙 1 編號 正 德 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 實 踐 報 告 題 目 基于單片機的籃球賽計時計分器設(shè)計 學生姓名 姜韜 學 號 07110414 專 業(yè) 通信技術(shù) 班 級 071104 指 導教師 劉佳 2020 年 5 月 2 目錄 摘要 ?????? ? ????????????????????????? 4 第一章 緒論 ???????????????????????????? 5 引言 ...........................................................5 選題的背景和意義 ...............................................5 第二 章 設(shè)計的總體方案 ...............................................6 系統(tǒng)構(gòu)成 框圖 .................................................... 6 器件選擇 ........................................................6 基本功能介紹 ....................................................7 賽程時間設(shè)置 ................................................7 賽程時間啟動 /停止設(shè)置 .......................................7 比分交換控制 ................................................7 比分刷新控制 ................................................7 24s 顯示控制 ................................................7 計時計分顯示 ................................................8 計時結(jié)束后報警 .............................................8 第三章 硬件部分設(shè)計 ...............................................9 AT89C51 單片機 .................................................. 9 AT89C51 功能特性 ........................................ 9 計時電路設(shè)計 ...................................................9 顯示器及其接口 ..............................................9 定時器 /計數(shù)器 ..............................................15 報警電路 ...................................................18 計時 電路 ...................................................19 計分電路設(shè)計 .................................................19 串行接口 ..................................................19 比分校正控制電路 .........................................23 計分電路 ..................................................23 計時計分器的工作過程 ..........................................24 第 四 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ?????????????????????? 26 3 主程序 .......................................................27 主程序流程圖 .............................................27 主程序 ...................................................28 中斷程序設(shè)計 .................................................32 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 ..................................................34 結(jié)束語 ...........................................................35 致謝 ???????????? ????????????????? ? 36 參考文獻 ????????????????????????????? 37 附錄 ?????????????????????????????? ? 38 4 基于單片機的籃球賽計時計分器設(shè)計 摘要 隨著單片機在各個領(lǐng)域的廣泛應用，許多用單片機作控制的球賽計時計分器也應運產(chǎn)生，如用單片機控制 LCD液晶顯示器的計時計分器，用單片機控制 LED七段顯示器的計時計分器等等。 本設(shè)計的籃球賽計時計分器 以 AT89C51 單片機為核心元件，利用它內(nèi)部 的計數(shù)器 T0完成比賽的計時，通過 7段共陰 LED來顯示比分和時間。計時部分采用 CD4511（七段 BCD 碼譯碼器 )進行硬件譯碼；計分部分采用 CD4094（ 8位移位存貯總線寄存器）進行串行口擴展顯示器接口，并利用 74LS21（雙四輸 入與門）來實現(xiàn)比分的刷新功能。報警部分采用蜂鳴器為音響器件。該計時計 分器具有以下功能： 計時：賽程時間設(shè)置、賽程時間啟 /停設(shè)置、 24s 倒計時控制； 計分：比分刷新控制； 報警。且價格低廉、操作簡單、攜帶方便，適合與學校和小團體作為賽程計時計分工具。 關(guān)鍵詞： 籃球 ； AT89C51； 計時計分器 5 第一章 緒論 引言 體育比賽計時計分器是對體育比賽過程中所產(chǎn)生的時間、比分等數(shù)據(jù)進行快速采集記錄、加工處理、傳遞利用的工具。根據(jù)不同運動項目的不同比賽規(guī)則要求，體育比賽計時計分器包括測量類、評分類、命中類、制勝類、得分類等多種類型?；@球比賽是根據(jù)運動隊在規(guī)定比賽時間里得分多少來決定勝負的。因此，籃球比賽的計時計分器是一種得分類型的工具。籃球比賽的計時計分器由計時器、計分器等多種電子設(shè)備組成。 單片機是微型計算機發(fā)展的一個重要分支，它以其獨特的結(jié)構(gòu)和性能，越來越普遍地應用到國民經(jīng)濟建設(shè)的各個領(lǐng)域，而且采用 AT89S51單片機設(shè)計，能使儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化、柔性化方向發(fā)展，使監(jiān)測、處理、控制等功能一體化，重量大大減輕，便于攜帶和使用，具有很高的性價比。 本設(shè)計是一種由 AT89C51編程控制 LED七段數(shù)碼顯示管作顯示的籃球賽計時計分器。它不僅可以很好地實現(xiàn)開啟、暫停、復位等功能，同時還具有 24s顯示的功能。具有價格低廉、性能穩(wěn)定、操作方便且易攜帶等特點。廣泛適用于各類學校和小團體作為比賽計時計分工具使用。 選題的背景和意義 籃球比賽在中國越來越 被人們關(guān)注，同時也被更多青少年所喜愛。本設(shè)計除了具有賽程時間計時、調(diào)整及暫停和比賽計分的功能，還具有 24s 倒計時的功能。且價格低廉、操作方便且便于攜帶，適合于學校和小團體作為賽程計時計分工具。 從另一方面說，本設(shè)計方便了人們比賽時的計時計分工作，在某種程度上也促進了籃球賽的開展，既有利于發(fā)展籃球這項體育運動，又有利于增強人們的體質(zhì)。另外參與籃球運動的人多了，也利于籃球運動員的選拔，對我國的籃球事業(yè)也具有促進作用。 此外，該計時計分器經(jīng)過少許修改，即去掉 24s 計時功能后，同樣也適用于其他球類比賽的計時。 6 第二章 設(shè)計的總體方案 系統(tǒng)構(gòu)成框圖 基于單片機的籃球比賽計時計分器的系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖 1 所示 。 圖 1 籃球比賽計時計分器系統(tǒng)構(gòu)成框圖 本系統(tǒng)采用 AT89C51 作為設(shè)計的核心原件。利用七段共陰 LED 數(shù)碼管作為顯示器件。其中，計分電路中共接入 6 個 7 段共陰 LED 顯示器用于記錄參賽兩隊的分數(shù)，每對 3 個 LED 顯示器，顯示范圍可達 0~999 分。比分是通過按鍵來人工控制加分，為了避免人工操作時失誤錯加分，故增加了兩個用于減分的按鍵。比分顯示時采用靜態(tài)顯示，即 6 個 LED 顯示器在同一瞬間可以顯示不同的字 符。計時電路中共接 6 個 LED 顯示器。其中 4 個用于記錄賽程時間，即 2 個用于顯示分鐘， 2 個用于顯示秒鐘。賽程時間采用倒計時方式，即比賽前將時間設(shè)置好，比賽開始時啟動計時，直至計時到零為止，比賽暫停時停止計時，比賽重新開始時計時繼續(xù)，計時范圍可達 0~99 分鐘。另外 2個 LED 顯示器用于 24s 計時，即采用倒計時，比賽開始啟動計時，計時到零或控球發(fā)生改變時重新計時開始由 24s 倒計時，如此循環(huán)，直至比賽結(jié)束。當有暫停同樣停止計時，重新開始時繼續(xù)計時。 其次，為了配合計時器和計分器的校正、調(diào)整時間和比分，設(shè)計中接入了 8 個按 鍵。其中四個用于輸入?yún)①悆蓪Φ姆謹?shù)；另外四個用于完成設(shè)置、調(diào)整、啟動、暫停、交換和 24s 重新計時功能。此外，系統(tǒng)中還有一個按鍵，用于手動復位。 再次，本設(shè)計中還設(shè)計的定時報警系統(tǒng)，即賽程時間結(jié)束或 24s 結(jié)束時，立即通過蜂鳴器發(fā)出警報聲提示。 器件選擇 本設(shè)計中主要選取了以下器件： ? 單片機： AT89C51 ? 七段 BCD 譯碼器： CD4511 7 ? 并行 /串行轉(zhuǎn)換芯片： CD4094 ? 四輸入與門： 74LS21 ? 顯示器件： 7 段共陰 LED 顯示器 ? 按鍵：歐姆龍按鍵 基本功能介紹 賽程時間設(shè)置 ? 通過按鍵 S S6 來設(shè)置賽程時間?；@球比賽的一節(jié)時間為 12 分鐘，通過按 S5 按鍵，是 LED 顯示器 1 顯示“ 1”即可。在按 S6 按鍵，設(shè)置比賽時間的個位數(shù)，即使 LED 顯示器 2 顯示“ 2”。 ? 當比賽結(jié)束是，如果由于一些特殊原因要增加比賽時間，這時比賽時間的調(diào)整同樣由 S S6 按鍵來設(shè)置，且方法和上面一樣。但一般情況下只需按下 S6 設(shè)置即可。因為加賽時間通常只有幾分鐘。 賽程時間啟動 /停止設(shè)置 ? 當時間設(shè)置好之后，比如每節(jié)時間為 12 分鐘，則 LED顯示器 1~4 上分別顯示 1200， 12表示分鐘， 00 表示秒鐘。這時，如果裁判吹 響開始哨聲，則立即按下 S7按鍵，即比賽開始，計時顯示由 1200變成 1159， 1158， 1157??一直到 0000 時為止，即表示比賽結(jié)束。 ? 在比賽過程中，遇到換人、暫停等時按下 S7 按鍵時間停止計時，顯示器上的數(shù)值保持不變。當比賽繼續(xù)進行時，應立即按下 S7按鍵，繼續(xù)進行計時。 比分交換控制 比分交換也由 S7按鍵控制完成。我們知道，因為比分交換是在每節(jié)比賽結(jié)束后進行的，也就是說比分交換受賽程時間控制，只有當一節(jié)比賽結(jié)束，即計時器顯示 0000 時，按 S7按鍵才會自動交換兩隊的比分。如果一節(jié)比賽沒有結(jié)束，則 按下 S7 按鍵只會暫停比賽，不能交換比分。因此， S7按鍵由三重功能，即：啟動、暫停和交換比分。 比分刷新控制 由于在比賽中，兩隊的比分時不斷變化，所以需要設(shè)置比分刷新控制裝置。該功能由按鍵 S1~S4完成： S1 按鍵：甲隊比分加 1 S2 按鍵：甲隊比分減 1 S3 按鍵：乙隊比分加 1 S4 按鍵：乙隊比分減 1 24s 顯示控制 24s值在程序中設(shè)置，由 LED 顯示器 5~6 顯示，即 LED 顯示器 5~6 顯示24。比賽開始時按下 S7 按鍵 24s 隨賽程時間一起計時，即計時顯示由 24 變 8 成 2 2 21??直到 00。然后在由 24s 開始重新計時。 比賽過程中，當進攻的一方改變時，應立即按下 S8 按鍵，即使 24s重新計時。 計時計分顯示 計時計分顯示器是采用七段共陰 LED 顯示器顯示。其中計分個六個 LED 顯示器，賽程時間四個 LED， 24s兩個 LED 顯示器。顯示器顯示格式分