【正文】 ...................................................................................... 13 顯示器介紹 .......................................................................................... 13 結(jié)構(gòu)與原理 .......................................................................................... 14 LED 顯示器顯示方式 ............................................................................ 14 CD4094 芯片介紹 ...................................................................................... 15 74LS21 芯片介紹 ....................................................................................... 15 報(bào)警器 ........................................................................................................ 16 報(bào)警器的分類 ....................................................................................... 16 報(bào)警器工作原理 ................................................................................... 16 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) ........................................................................................... 17 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 6 頁(yè) 共 41 頁(yè) 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ............................................................................................ 17 系統(tǒng)構(gòu)成框圖 ....................................................................................... 17 器件選擇 .............................................................................................. 18 硬件總體設(shè)計(jì) ............................................................................................ 18 計(jì)時(shí)電路部分 ............................................................................................ 18 振蕩電路 .............................................................................................. 19 計(jì)時(shí)電路的工作原理 ............................................................................ 23 計(jì)分電路部分 ............................................................................................ 23 串行接口工作原理 ................................................................................ 23 計(jì)分電路原理圖 ................................................................................... 24 計(jì)分電路的工作原理 ............................................................................ 25 第四章 籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器軟件設(shè)計(jì) ....................................................................... 26 球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的工作過(guò)程 ................................................................... 26 籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器編程設(shè)計(jì) ....................................................................... 26 主要模塊說(shuō)明 ............................................................................................ 27 計(jì)時(shí)部分模塊流程 ................................................................................ 27 記分部分模塊流程 ................................................................................ 28 籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器程序源代碼 ................................................................... 28 結(jié) 論 ........................................................................................................................ 37 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 40 致 謝 ............................................................................................................................ 39 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 7 頁(yè) 共 41 頁(yè) 第一章 引言 背景知識(shí)介紹 單片機(jī)又稱單片微控制器 ,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。 設(shè)計(jì)意義 單片機(jī) 的 應(yīng)用 是具有高度 現(xiàn)實(shí)意義 的 。 本次設(shè)計(jì)用由 AT89C51 編程控制 LED 七段數(shù)碼管作顯示的球賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)。 通過(guò)本次基于 C51 系列籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)，可以了解、熟悉有關(guān)單片機(jī)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的過(guò)程，并加深對(duì)單片機(jī)的理解和應(yīng)用以及掌握單片機(jī)與外圍接口的一些方法和技巧，這主要表現(xiàn)在以下一些方面： 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 8 頁(yè) 共 41 頁(yè) (1) 籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)包含了 8051 系列單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成，同時(shí)在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展了一些使用性強(qiáng)的外圍接口。 AT89C51 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89C51 提供了高性價(jià)比的解決方案 [7]。 如圖所示圖 21為 AT89C51 單片機(jī)基本構(gòu)造，其基本性能介紹如 圖 21： 圖 21 AT89C51 引腳圖 AT89C51 本身內(nèi)含 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口， 同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中端口， 2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， AT89C51專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 10 頁(yè) 共 41 頁(yè) 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。 兼容 MCS— 51 指令系統(tǒng) 兩個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 兩個(gè)外部中斷源 低功耗空閑和掉電模式 P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。當(dāng) P3 口寫(xiě)入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。另外，該引腳被略微拉高。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 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。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 掉電模式 在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi) RAM 和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。當(dāng)加密位 LB1 被編程時(shí)，在復(fù)位期間， EA 斷的邏輯電平被采樣并鎖存，如果單片機(jī)上電后一直沒(méi)有服位，則鎖存起的初始值是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，這個(gè)隨機(jī)數(shù)會(huì)保存到真正復(fù)位為止 [5]。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 [4]。 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 14 頁(yè) 共 41 頁(yè) （ 3）二 極管耗電大，液晶耗電小 。 如圖 23所示。從下圖可以看出，每位 LED 顯示器需要單獨(dú)占用 8根端口線， 因此，專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 15 頁(yè) 共 41 頁(yè) 在數(shù)據(jù)較多的時(shí)候，往往不采用這種設(shè)計(jì)，而是采用動(dòng)態(tài)顯示方式 [3]。 CD4094 是 8位移位寄存器，它主要完成串行輸入，并行輸出 8 位數(shù)據(jù)的功能，所以又叫 8 位串 /并轉(zhuǎn)換器。同型號(hào)的 74 系列、 74HC 系列、 74LS 系列芯片，邏輯功能上是一樣的。所有蜂鳴器都有兩種類型：純蜂鳴器和帶驅(qū)動(dòng)的蜂鳴器，蜂鳴器都是用音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)的， 都 是交流驅(qū)動(dòng) 。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性的振動(dòng)發(fā)聲 [2]。利用 7段共陰 LED 作為顯示器件。即比賽前將時(shí)間設(shè)置好，比賽開(kāi)始時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)，直至計(jì)時(shí)到零為止。 器件選擇 本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中主要選取了以下一些器件： 單片機(jī)： AT89C51 四一七段 BCD 譯碼芯片： CD4511 并行 / 串行轉(zhuǎn)換芯片： CD4094 四輸入與門(mén)： 74LS21 顯示器件： 7段共陰 LED 顯示器 按鍵：歐姆龍按鍵 硬件總體設(shè)計(jì) 這次設(shè)計(jì)的核心是：如何運(yùn)用 AT89C51 單片機(jī)， CD451 譯碼芯片， CD4094 8位移位寄存器。 所謂靜態(tài)驅(qū)動(dòng)，就是每一個(gè)顯