【正文】 量控制應(yīng)用系統(tǒng)中的優(yōu)選機(jī)種和新電子產(chǎn)品的關(guān)鍵部位 ， 許多用單片機(jī)做控制的球賽計(jì)時計(jì)分系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生，如 ： 用單片機(jī)控制液晶顯示(LCD) 計(jì)時計(jì)分器，用單片機(jī)控制 LED七段顯示器計(jì)時計(jì)分器等。程序可讀性好，對程序的修改可局部進(jìn)行，其他部分可保持不變。該系統(tǒng)具有賽程定時設(shè)置 、 賽程時間暫停 、 及時刷新甲乙雙方的成績以及賽后成績暫存等功能。采用這種方法 可提升學(xué)生對單片機(jī)接口電路的綜合運(yùn)用能力。比賽前，將時 間設(shè)置好，比賽開始時啟動計(jì)時，直至倒計(jì)時到零為止。 該系統(tǒng)具有賽程定時設(shè)置，賽程時間暫停，及時刷新甲、乙雙方的成績以及賽后成績暫存等功能。 通過本次基于 單片機(jī)的 籃球 賽 計(jì)時計(jì)分器的設(shè)計(jì)，可以了解、熟悉有關(guān)單片機(jī)開發(fā)設(shè)計(jì) 實(shí)例 的過程，并加深對單片機(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?；@球比賽的計(jì)時計(jì)分系統(tǒng)由計(jì)時器、計(jì)分器等多種電子設(shè)備組成的，同時， 根據(jù)目前高水平籃球比賽要求，完善的籃球比賽計(jì)時計(jì)分系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)能與現(xiàn)場成績處理 、現(xiàn)場大屏幕 、 電視轉(zhuǎn)播車等多種設(shè)備相聯(lián)，以便實(shí)現(xiàn)激烈的比賽現(xiàn)場感和表演娛樂等功能目標(biāo) 。兩種電路都以 單片機(jī)作為核心元件，利用 10個 7 段共陰極 LED 數(shù)碼管作為顯示器件。計(jì)時范圍達(dá)到 0 ～ 99分鐘，能滿足實(shí)際賽程計(jì)時的需要。 前一種計(jì)時電路主要由按鍵開關(guān)、單片西安數(shù)字技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 3 機(jī) AT89C51[4]、譯碼器及 LED 顯示器構(gòu)成。調(diào)時 ( 個位 ) 的操作方法與之相同。單片機(jī)采用 +5V ，數(shù)碼管采用 +15V采用單片機(jī)直接驅(qū)動數(shù)碼管顯示。 根據(jù)此次設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)條件及設(shè)計(jì)目的，我采用前一種方案，即單片機(jī)帶外圍擴(kuò)展驅(qū)動數(shù)碼管工作的電路系統(tǒng)。 1 、 賽程時間設(shè)置 在計(jì)時電路中 ， 按鍵開關(guān) K K6用來設(shè)置賽程時間。 當(dāng)比賽結(jié)束時，如果由于一些特殊原因需要增加比賽時間，這時增加比賽時間同樣由按鍵 K K6來設(shè)置，并且設(shè)置方法與上面所述一眼，但一般情況下只需要按 K6鍵來設(shè)置即可，因?yàn)榧訒r比賽一般只有幾分鐘而已 。 3 、 比分交換控制 比分交換控制由計(jì)時電路圖 25 中所示的 K7鍵完成。因此， K7鍵完成三重功能，即：啟動，暫停，比分交換。 6 、 賽程結(jié)束報(bào)警 當(dāng)比賽結(jié)束時，系統(tǒng)會自動發(fā)出 10秒鐘報(bào)警聲，提示賽程結(jié)束。時間設(shè)置好時，等待賽程開始，當(dāng)裁判吹響哨聲時，啟動計(jì)時，這時計(jì)時電路便開始工作，計(jì)時采用倒計(jì)時方式，即從 20 分鐘減為 0 分鐘表示上半場結(jié)束。由于加分、減分我們采用中斷完成，且加、減分的中斷優(yōu)先權(quán)小于計(jì)時電路中的中斷優(yōu)先權(quán)，所以不會對計(jì)時電路造成影響。由于這兩種顯示器結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，接口容易實(shí)現(xiàn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。中 7 個長條形的發(fā)光管排列成 “ 日 ” 字形，另一個點(diǎn)形的發(fā)光管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點(diǎn)用， 它能顯示各種數(shù)字及部份英文字母。 （ 2） LED 顯示器顯示方式 點(diǎn)亮 LED 顯示器有兩種方式：一是靜態(tài)顯示；二是動態(tài)顯示。 這種電路的優(yōu)點(diǎn)在于：在同一時間可以顯示不同的字符；但缺點(diǎn)就是占用端口資源較多。下圖 24 為 4 位 LED 顯示器動態(tài)顯示電路。（如果 LED 為共陰極則 ~~輸出為高電平，如果 LED 為共陽極則 ~~ 輸出為低電平。為了使顯示效果更加穩(wěn)定，可以使每個數(shù) 碼管所顯示的數(shù)字不斷的重復(fù)，但其中重復(fù)頻率達(dá)到了一定的程度的時候，加之人眼睛本身的視覺暫留效果的作用，便可以看到相當(dāng)穩(wěn)定的“ 5678”四個數(shù)字。所有蜂鳴器都有兩種類型：純蜂鳴器和帶驅(qū)動的蜂鳴器，蜂鳴器都是用音頻信號驅(qū)動的， 都 是交流驅(qū)動 。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性的振動發(fā)聲。這時，只要將要顯示數(shù)據(jù)的代碼經(jīng)過 P1 口的 送到 CD4511 的輸入端 A~~D 端，送完后，將 LE 清零。 時間設(shè)置完成后，啟動定時器 T0 開始定時計(jì)數(shù)。如果比賽中，裁判叫暫停，則只要按西安數(shù)字技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 12 一下 K7 鍵，即可暫停計(jì)時。 振蕩電路如圖 26 所示。在外接時鐘的情況下，外部時鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時鐘脈沖的輸入端， XTAL2 則懸空。它能同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，還能作為同步移位寄存器使用。其中，方式 0 主要用于外接移位寄存器，以擴(kuò)展單片機(jī)的 I／ O電路；方式 1 多用于雙機(jī)之間或者與外設(shè)電路的通信；方式 2， 3 除有方式 l的功能外，還可用作多機(jī)通信，以構(gòu)成分布式多微機(jī)系統(tǒng) [10]。在 一定條件下，向 SBUF 寫入數(shù)據(jù)就啟動了發(fā)送過程；讀 SBUF 就啟動了接收過程。 CD4094 是 8 位移位西安數(shù)字技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 14 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，是典型的串行 /并行轉(zhuǎn)換芯片。有關(guān) 74LS21 集成電路的引腳分布及內(nèi)部原理構(gòu)造如圖 28 所示。按鍵 K1~K4 一端接地，另一端輸入與門 74LS21 的 9腳， 10 腳， 12 腳， 13 腳，以及單片機(jī) AT89C51 的 ， ， ， ，8 腳接 AT89C51 的 腳。假設(shè)比賽剛開始，雙方比分為 000 ： 000，當(dāng)某一時刻之后，當(dāng)甲隊(duì)加分時，則按下 K1 鍵，這時K1=0（低電平），其余 K2K3K4=111（為高電平） K1K2K3K4 相與之后的結(jié)果為低電平，這時與門 8 腳輸出的低電平到 AT89C51 的 腳，使其外部中斷INT0[16]發(fā)生中斷，從而調(diào)用中斷服務(wù)程序，將要顯示的數(shù)據(jù)從程序中定義 的LED 顯示常數(shù)表 TAB 中取出數(shù)據(jù) 06H（因?yàn)?LED 顯示常數(shù)表 TAB 的偏移地址為36H， 36H 首先是指向 LED 顯示常數(shù)表 TAB 中第一個數(shù)據(jù) 3FH 的，當(dāng) K1 按下時，相當(dāng)于將 33H 地址加 1，這時便指向第二數(shù)據(jù) 06H，即對應(yīng)字母代碼關(guān)系表中的加 1）。將 8 位數(shù)據(jù)順利送到串行 /并行轉(zhuǎn)換器 CD4094 中 。單片機(jī)的 RXD 每次發(fā)送 6 個數(shù)據(jù)，分別對應(yīng)以 33H， 34H， 35H， 36H，37H， 38H 為偏移首地址單元里的數(shù)據(jù)。 CD4511 芯片介紹 在本次設(shè)計(jì)中，由于只要求 LED 顯示器顯示 0~9 這十個數(shù)字，因此我們選用 CD4511 為 LED 顯示器的譯碼芯片。譯碼器屬于非時序電路，其輸出狀態(tài)與時鐘無關(guān)，僅取決于輸入的 BCD 碼。 74LS21 是雙4 輸入與門。 編程單元的地址加在 P1 口和 P2 口的 — （ 11 位地址范圍為0000H— 0FFFH），數(shù)據(jù)從 P0 口輸入，引腳 、 、 、 的電平設(shè)置參考校驗(yàn)電路， /PSEN 為低電平， RST 保持高電平， EA/Vpp 引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電壓， ALE/PROG 引腳輸入編程脈沖。 3．激活相應(yīng)的控制信號。 總體設(shè)計(jì)模塊分為計(jì)時模塊和計(jì)分模塊兩部分。 西安數(shù)字技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 20 定 時 中 斷 初 始 化按 下 調(diào) 時 開 關(guān) ， 產(chǎn) 生 低電 平開 放 定 時 中 斷立 即 數(shù) 0 0 H 取 出 ， L E 輸出 高 電 平經(jīng) 過 P 1 . 0 發(fā) 送 代 碼 ， 然后 將 L E 清 零啟 動 定 時 器 ， T 0 開 始 定時調(diào) 用 定 時 中 斷 程 序 圖 32 計(jì)時部分程序流程圖 計(jì) 分 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 計(jì) 分 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的流程圖如下圖 33 所示。比西安數(shù)字技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 22 如：系統(tǒng)的外部 RAM（數(shù)據(jù)存儲器）是單片機(jī)系統(tǒng)中常用的器件。這主要通過寫入和讀出的數(shù)據(jù)保持一致。檢查代碼的錯誤，建立自己的代碼檢查表，對經(jīng)常易錯的地方進(jìn)行檢查。 （ 3） 如果代碼有修改， 再次對代碼進(jìn)行檢查。判斷引腳 的數(shù)值，因?yàn)? 連接計(jì)分電路部分中的 CD4094 的 DATA 腳，使用軟件仿真，將 的數(shù)值由 1 修改為 0。 4． 仿真結(jié)束，系統(tǒng)再次進(jìn)入 IDLE 狀態(tài)，閑置，等待下次 INTO 的輸入。另外單片機(jī)系統(tǒng)的知識似懂非懂，而且很多知識當(dāng)時弄明白了，現(xiàn)在要用的時候又不記得，造成我用了大量的時間去查閱各種資料和程序命令，因此整個過程時間安排不合理。記分電路工作正常，可完成對比分的刷新與暫存。除此之外，軟件達(dá)到了系統(tǒng)的要求。調(diào)整分鐘 (十位 ) CLR ；顯示分鐘十位數(shù)據(jù) MOV P1， 40H SETB ACALL D2S ；調(diào)用延時程序 INC 40H ；將十位加 1 MOV A， 40H CJNE A,0AH,LK4 。點(diǎn)亮計(jì)時指示燈 MOV TMOD,01H 。顯示時間 MOV P1,43H ；顯示秒鐘個位 NOP NOP SETB CLR ；顯示秒鐘十位 MOV P1， 42H 西安數(shù)字技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 28 NOP NOP SETB CLR ；顯示分鐘個位 MOV P1， 41H NOP NOP SETB CLR ；顯示分鐘十位 MOV P1， 40H NOP NOP SETB MOV A， 43H CJNE A,00H,NEXT ；秒鐘個位回到 0 沒有 MOV 43H,0AH ；秒鐘個位送初值 10 MOV A， 42H CJNE A,00H,LP3 ；秒鐘十位 回到 0 沒有 MOV 42H,05H ；秒鐘十位 數(shù) 送 初值 5 MOV A， 41H CJNE A,00H,LP2 ；分種個位回到 0 沒有 MOV 41H,09H ；分鐘個位送初值 9 MOV A， 40H CJNE A,00H,LP1 ；分鐘十位回到 0 沒有 CLR CLR 。定時中斷送初值返回 MOV TH0， 3CH RETI KP12: MOV A,33H 。乙隊(duì) +1 JNB ,KP4 。乙隊(duì) +1 程序 MOV A， 33H CJNE A， 0AH,KP5 MOV 33H， 00H INC 34H MOV A， 34H CJNE A， 0AH,KP5 MOV A， 34H CJNE A， 0AH,KP5 MOV 34H， 00H INC 35H AJMP KP5 KP4: MOV A,33H 。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，老師和同學(xué)都給了我很大幫助，在此向他們表示感謝。 誠摯的謝意 ！ 西安數(shù)字技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 34 參考文獻(xiàn) [1] 徐惠民 , 安德寧 . 單片微型計(jì)算機(jī)原理接口及應(yīng)用 . 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