【正文】 本質性、普遍性要求 ， 嵌入式系統(tǒng)應定義為 ：“ 嵌入到對象體系中的專用計算機系統(tǒng) ”， 可分軟件部分 和 硬件部分 ，而當代單片機系統(tǒng)已經不再只在裸機環(huán)境下 開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應用在單片機上。 雖然籃球比賽中很早就開始研究應用了電子計分器，但通常都是利用模擬電子器件、數(shù)字電子器件或是模擬、數(shù)字混合組成的，其穩(wěn)定性和高準確度計分仍存在一些問題。 隨著電子技術的產業(yè)結構調整，生產工藝 的飛速發(fā)展和籃球的廣泛推廣，市場對籃球計分器的需求也越來越大。 隨 著單片機的發(fā)展，人們對事物的要求越來越高，單片機的應用軟件技術也發(fā)生了巨大的變化，從最初的匯編語言，開始演變到 C語言開發(fā)，不但增加了語言的可讀性， 結構性，而且對于跨平臺的移植也提供了方便，另外一些復雜的系統(tǒng)開始在單片機上采用操作系統(tǒng)，一些小的 RTOS 等，一方面加速了開發(fā)人員的開發(fā)速度，節(jié)約開發(fā)成本，另外也為更復雜的實現(xiàn)提供了可能。 系統(tǒng)硬件方案設計 該系統(tǒng)硬件電路包括：單片機 AT89C5時鐘電路、復位電路、電源電路、按鍵控制電路、計分電路、計時電路、報警電路。 第三章 系統(tǒng)硬件設計 設計一個 基于 51 單片機 的籃球賽計分屏 ， 初步確定本設計的總體框架結構，再根據(jù)具體 設計要求選定合適的設計方案以及選取合適的 元 器件 進行系統(tǒng)硬件設計 。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令 集和輸出管腳相兼容。與 MCS51 兼容 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 兩個 16位定時器 /計數(shù)器 片內振蕩器和時鐘電路 管腳說明： VCC：供電電壓。 P2 口： P2口為 8 位、可位尋址的雙向輸入 /輸出口，內部具備約 30 千歐姆的上拉電阻，實現(xiàn)輸出功能時，不需要連接外部上拉電阻；實現(xiàn)輸入功能時，必須先輸入高電平“ 1”，才能讀取該端口所連接的外部數(shù)據(jù)； P2 口 的 8位類似漏極開路輸出，但內部已接上上拉電阻，每個引腳可驅動 4個 LS型 TTL 負載；若系統(tǒng)連 接外部存儲器，而外部存儲器的地址線超過了 8根時，則 P2 可作為地址總線（ A8A15）的引腳。 ALE/ PROG ： 地址鎖存控制信號。 PSEN ：外部程序存儲器 讀 選通信號。 當 信號 保持低電平時， 對 ROM 的讀操作僅僅限定在外部程序存儲器，當信號為高電平或者懸空時，對 ROM 的讀操作是從內部程序存儲器開始，并可延至外部程序存儲器。 動態(tài)顯示是一種最常見的多位顯示方法，應用非常廣泛。通常將所有位的段選線相應地并聯(lián)在一起，由一個單片機的 8位 I/O 口控制，形成段選線的多路復用。 在編程時，需要輸出段選和位選信號，位選信號選中其中一個數(shù)碼管，然后輸出段碼，使該數(shù)碼管顯示所需要的內容，延時一段時間后，再選中另一個數(shù)碼管，再輸出對應的段碼，高速交替。 74LS247 的引腳如下 圖 32 所示 ： 圖 32 74LS247引腳圖 引腳的功能： （ 1） A、 B、 C、 D 為輸入端， abcdefg 為輸出端。 該電路接受 4位二進制編碼 —— 十進制數(shù)（ BCD）輸入并借助于輔助輸入端狀態(tài)將輸入數(shù)據(jù)譯碼后去驅動一個七段顯示器。試燈（ LT）可在端處在高電平的任何時刻去進行，該電路還含有一個滅燈輸入（ BI）。 3）當動態(tài)滅燈輸入（ RBI）和輸入端 A、 B、 C、 D都處于低電平而試燈輸入（ LT）為高電平時，則所有段的輸出端進入關閉且動態(tài)滅燈輸出（ RBO）處于低電平狀態(tài)。 非編碼鍵盤結構簡單，可自由裁量設計，非常適用于單片應用系統(tǒng)。去抖動由硬件和軟件兩種方法：硬件方法就是在鍵盤中附加去抖動電路消除抖動；而軟件方法則是采用時間延遲以躲避抖動，待觸點狀方法處理。鍵盤掃描有 下列 三種方式： 程控掃描方式 ： 只有單片機空閑時才調用掃描程序響應用戶鍵入請求。檢測鍵關閉后，延時 10ms 后再檢測一次，兩次檢測相同再進一步進行鍵處理。鍵碼既可以根據(jù)鍵位碼查詢表求得，也可以根據(jù)鍵碼編排規(guī)律計算得到。在進行硬件設計時，首先要確定元器件，并且知道這些元器件的工作原理和功能，然后才可以進行設計。Relays 74LS247 TTL 74LSseries All— SubCategories (電阻 ) Resistors All— Sub BUTTON AllCategories All— SubCategories 7404 TTL 74LSseries All— SubCategories SOUNDER Speakersamp。 分別控制 B隊計分數(shù)碼管的 4個位的位線 ， 分別控制 A 隊計分數(shù)碼管的 4 個位的位線， 分別與 74LS247 的輸入端 A、 B、 C、 D相連接， 74LS247 的 QA、 QB、 QC、 QD、 QE、 QF、 QG 分別與計時數(shù)碼管的 a、b、 c、 d、 e、 f、 g七段的陰極相連接，用 74LS247 驅動 4位數(shù)碼管的動態(tài)顯示。 第四章 系統(tǒng)軟件設計 本系統(tǒng)是利用單片機的定時功能 來 進行時間處理，實現(xiàn)計時顯示功能 ， 利用單片機的計數(shù)功能來進行分數(shù)處理，實現(xiàn)計分顯示功能，對時間和分數(shù)進行處理的過程中，要通過中斷來控 制實現(xiàn)， 當有按鍵按下 時 ，計分器就會有相應的加分 減分 處理，然后通過數(shù)碼管顯示器 動態(tài)掃描并顯示 出來。 定時 /計數(shù)器的核心是的 16 位加法計數(shù)器，定時器 T0的加法計數(shù)器用特殊功能寄存器 TH0、 TL0 表示， TH0 表示加法計數(shù)器的高 8 位， TL0 表示加法計數(shù)器的低 8 位。此外，內部還有一個 8位的 工作 方式寄存器 TMOD 和一個 8 位的控制寄存器 TCON， 用于選擇和控制定時 /計數(shù)器的工作 。置 0 時，設置為定時工作 方式；置 1時，設置為計數(shù)工作方式。 TMOD 不能位尋址，只能按字節(jié)操作設置工作方式。進入中斷服務程序后，由硬件自動清 “0” ，在查詢方式下用軟件清 “0” 。 TF0：定時器 0溢出標志。 IE1：外部中斷 1 請求標志位。 IT0：外部中斷 0 觸發(fā)方式選擇位。 發(fā)音原理及音樂知識 [4] 1. 聲音的產生 我們知道，聲音的產生是一種音頻振動的效果。 2. 音調（音階）的產生 若以頻率來表示聲音，有點抽象，又有點無趣，通常是以 Do、 Re、 Mi、 Fa、 So、 La、Si、 Do 分別代表某一頻率的聲音，我們稱之為“音調”，如表 44 所示，為 C 調音符頻率對照表，它包括 3個音階（高音、中音、低音）。 表 44 C調各音符頻率對照表 音階 n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Do Do Re Re Mi Fa Fa So So La La Si 低 音 頻率 262 277 294 311 330 349 370 392 415 440 464 494 簡譜 1． 2． 3． 4． 5． 6． 7． 中 音 頻率 523 554 587 622 659 698 740 784 831 880 932 988 簡譜 1 2 3 4 5 6 7 高 音 頻率 1046 1109 1175 1245 1318 1397 1480 1568 1661 1760 1865 1976 簡譜 1 ５ “節(jié)拍 ” ,即 Beat，簡單說就是打拍子，就像我們聽音樂不自主的隨之拍手或其他動作。如 1/4 拍一次延時 ， 1 拍延時 4次 。 //設置 T0 的高 8 位，并且 T0 的計數(shù)值為50ms TL0=(6553550000)%256。 //允許定時 /計數(shù)器 T0 溢出中斷 EX0=1。amp。 //啟動定時器 T0，開始計時 Key_if()。 由于時間顯示屏用的是 4 位的數(shù)碼管進行顯示，用動態(tài)掃描顯示驅動，用 void Js_Scan（ void）處理動態(tài)掃描顯示。 //分十位加 1 分 fy=fs*10+fg。 //分個位加 1 分 fy=fs*10+fg。 //定時器 T0 的高 8 位 TL0=(6553550000)%256。 m++。 //秒鐘置 0 mg=m%10。 //分鐘的十位 fg=f%10。j=5。S4=1。S3=1。S2=1。S1=1。通過按鍵判斷處理，判斷是加分還是減分，用函數(shù) void Key_if（ void）來實現(xiàn)，用 void Jf_Scan（ void）函數(shù)進行動態(tài)掃描顯示分值。j++) { KL4=0。 /*將 A隊分數(shù)的個位傳遞給譯碼器，通過按鍵，實現(xiàn)邊沿跳變，并把結果譯成相應的段碼顯示出來 */ KL3=0。 /*將 A隊分數(shù)的十位傳遞給譯碼器，通過按鍵，實現(xiàn)邊沿跳變，并把結果譯成相應的段碼顯示出來 */ KL2=0。 /*將 A隊分數(shù)的百位傳遞給譯碼器，通過按鍵，實現(xiàn)邊沿跳變，并把結果譯成相應的段 碼顯示出來 */ KL1=0。 /*將 A隊分數(shù)的千位傳遞給譯碼器，通過按鍵，實現(xiàn)邊沿跳變，并把結果譯成相應的段碼顯示出來 */ CL4=0。 /*將 B 隊分數(shù)的個位傳遞給譯碼器，通過按鍵，實現(xiàn)邊沿跳變，并把結果譯成相應的段碼顯示出來 */ CL3=0。 /*將 B隊分數(shù)的十位傳遞給譯碼器，通過按鍵，實現(xiàn)邊沿跳變，并把結 果譯成相應的段碼顯示出來 */ CL2=0。 /*將 B隊分數(shù)的百位傳遞給譯碼器，通過按鍵，實現(xiàn)邊沿跳變，并把結果譯成相應的段碼顯示出來 */ CL1=0。 /*將 B 隊分數(shù)的千位傳遞給譯碼器，通過按鍵，實現(xiàn)邊沿跳變，并把結果譯成相應的段碼顯示出來 */ }} /*****************判斷是哪個隊加分或者減分 *****************/ void Key_if(void) { if(Key1==0) //當按鍵按下時 { delay(1)。 sum=1) //減分按鍵按下并且中得分不得少于 1 分 { delay(1)。 //A 隊加 1 分 } if(Key4==0 amp。 //A 隊減 1 分 } q=0。 //求出 A 隊分值的個位 q1=0。 //求出 B 隊分值的個位 } 鳴笛器設計 聲音的頻率范圍約在幾十到幾千赫茲，利用程序來控制單片機的 口線的“高”電平或者“低”電平，在該口線上產生一定頻率的矩形波，街上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，通過延時程序控制“高”、“低”電平的持續(xù)時間，就能改 變輸出頻率，從而改變音調。本程序用 void sound（ void）來處理鳴笛。i++) //控制一種發(fā)音的時間 { for(j=0。 } //延時去抖動 } for(i=0。j++) //控制發(fā)音的頻率，延時短，頻率高些，音高 { music=~music。 通過第二、三章的設計，再結合本章的軟件部分的設計，本次設計的核心部分基本完成。 Protues 與其他的仿真軟件相比較， 有如下 優(yōu)點： 、數(shù)字電路、數(shù)?；旌想娐?； 、 PCB 圖； ； 機進行實物級的仿真。 Keil C 與 Protues 聯(lián)調 及 仿真 [7] 在 Protues 中進行電路仿真時，先繪制好原理圖，再調入 由 Keil C 已 編譯好的目標代碼文件 *.HEX，隨后便可在 Protues 的原理圖中模擬的實物運行狀態(tài)和過程，進行觀察從而改良自己的設計方案。 圖 57 仿真 過程截圖 本章小結 本章主要介紹了 Keil C 與 Protues 的聯(lián)調仿真，本章是基于第二、三、四章的設計方案，具體模擬硬件實物進行的仿真，模擬實現(xiàn)了嵌入式籃球賽計分屏的功能，從而基本完成本設計的主要內容。 通過 一段時間 的學習 和了解 ， 此次設計的大概思路終于弄懂。 在設計的過程中，不可避免地遇到了很多問題， 發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足， 自己掌握的知識很多都是一知半解， 實踐經驗 及動手能力 也 比較 薄弱 ，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高 ，不管是在程序設計階段還是在仿真調試階段都出現(xiàn)了很多錯誤 。 平心而論， 這次設計花了我很多 時間，耗費了很多心血，甚至有過恐慌，做不出來怎么