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基于51單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng)畢業(yè)論文-免費閱讀

2025-08-11 12:46 上一頁面

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【正文】 展望 隨著室內(nèi)五人制足球比賽愈發(fā)蓬勃發(fā)展,用一個準確的計分計時系統(tǒng)去提供公平公正的比賽環(huán)境就顯得越來越重要,本 設(shè)計基于單片機制作產(chǎn)生,所以存在著單片機自身的缺陷,例如 受制版工藝、布局結(jié)構(gòu)、器件質(zhì)量等因素的影響導致抗干擾能力差,故障率高,不易擴展,對環(huán)境依賴性強 等,但是其本身經(jīng)濟實惠、成本較低,所以本系統(tǒng)還是很適用于一些小型、業(yè)余的室內(nèi)足球比賽。因此 可以通過程序控制 腳的電平來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉 。 ② 只要刷新速度高于 20 次 /秒,就沒問題 , 保證頻率了,如何掃描不均勻的話也可能會閃爍 。 仿真結(jié)果 : 仿真后,主要出現(xiàn)了一個問題那就是 當點擊開始仿真按鈕之后,顯示犯規(guī)數(shù)的數(shù)碼管不會顯示初始數(shù)字“ 0”,出現(xiàn)錯誤,如下圖所示: 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 29 圖 44 圖片描述 研究程序后發(fā)現(xiàn)在 給出數(shù)碼管高電平( =1)之后沒有隨 后給出低電平( =0),修改完程序如下所示: P0=LED_DATE[A_Foul]; //A 隊犯規(guī) AF = 1; Delay_MS( 500); AF = 0; 之后順利的解決這個問題,數(shù)碼管顯示出正確的數(shù)字 系統(tǒng)中存在一些缺陷需要完善,例如 倒計時不會自動開始,在暫停計時的時候,無法進行比分以及犯規(guī)數(shù)的加減。顯示函數(shù)的程序如下所示: void Display() //顯示函數(shù) { P0=LED_DATE[time_m/10]; //得出時間千位 HC595( HC595_ScanDATE[0]); Delay_MS( 200); P0=0xff; //消隱 P0=LED_DATE[time_m%10]; //得出時間百位 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 26 HC595( HC595_ScanDATE[1]); Delay_MS( 200); P0=0xff; //消隱 P0=LED_DATE[time_s/10]; //得出時間十位 HC595( HC595_ScanDATE[2]); Delay_MS( 200); P0=0xff; //消隱 P0=LED_DATE[time_s%10]; //得出時間最個位 HC595( HC595_ScanDATE[3]); Delay_MS( 200); P0=0xff; //消隱 P0=LED_DATE[A_Score/10]; //得出 A 隊得分十位 HC595( HC595_ScanDATE[4]) ; Delay_MS( 200); P0=0xff; //消隱 P0=LED_DATE[A_Score%10]; //得出 A 隊得分個位 HC595( HC595_ScanDATE[5]); Delay_MS( 200); P0=0xff; //消隱 P0=LED_DATE[B_Score/10]; //得出 B 隊得分十位 HC595( HC595_ScanDATE[6]); Delay_MS( 200); P0=0xff; //消隱 P0=LED_DATE[B_Score%10]; //得出 B 隊得分個位 HC595( HC595_ScanDATE[7]); Delay_MS( 200); P0=0xff; //消隱 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 27 HC595( HC595_ScanDATE[8]); P0=LED_DATE[A_Foul]; //A 隊犯規(guī) AF = 1; Delay_MS( 500); AF = 0; P0=0xff; // 消隱 P0=LED_DATE[B_Foul]; //B 隊犯規(guī) BF = 1; Delay_MS( 500); BF = 0; P0=0xff; // 消隱 } 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 28 第 4 章 系統(tǒng)運行及測試結(jié)果分析 本章主要介紹系統(tǒng)樣應用結(jié)果,并對結(jié)果進行分析。因此在按鍵按下的時候, 要把手上的干擾信號以及按鍵的機械接觸等干擾信號給濾除掉,一般情況下,可以采用電容來濾除掉這些干擾信號,但實際上,會增加硬件 成本及硬件電路的體積 ,總得有個辦法解決這個問題 。 time_bit 每溢出 20 次為 1 秒,先判斷 time_m 跟 time_s 是否均為 0,如果是, 則比賽結(jié)束,蜂鳴器響,并且停止計時。 本次設(shè)計的仿真電路 如圖 31 所示: 圖 31 Proteus 仿真電路圖 室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng)的主程序 本論文足球比賽計分計時系統(tǒng)的程序框圖如下圖所示,主要包括了系統(tǒng)初始化部分、檢測按鍵部分以及顯示函數(shù)部分等,主程序框圖如圖 32 所示: 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 18 圖 32 主程序框圖 初始化程序 初始化,是對將要用到的 51 系列單片機內(nèi)部部件或擴展芯片進行初始 工作狀態(tài)設(shè)定,初始化子程序 的主要工作是設(shè)置定時器的工作模式,初值預置,開中斷和打開定時器等 。這些功能是: ( 1)原理布圖 ( 2) PCB 自動或人工布線 ( 3) SPICE 電路 仿真 革命性的特點 ( 1)互動的電路仿真 用戶甚至可以實時采用諸如 LED/LCD、鍵盤、 RS232 終端等動態(tài)外設(shè)模型來對設(shè)計進行交互仿真。 C51 是專為 51 單片機 開發(fā)的一種高性能的 C 編譯器。 3.濾波電容 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 15 濾波電容 C1 的作用是濾波,濾除蜂鳴器電流對其它部分的影響,也可改善電源的交流阻抗,如果可能,最好是再并聯(lián)一個 220uF 的電解電容。比如頻率為20xxHz 的蜂鳴器的驅(qū)動,可以知道周期為 500μs,這樣只需要把 PWM 的周期設(shè)置為 500μs,占空比電平設(shè)置為 250μs,就能產(chǎn)生一個頻率為 20xxHz 的方波,通過這個方波再利用三極管就可以去驅(qū)動這個蜂鳴器了。 有源蜂鳴器往往比無源的貴,就是因為里面多個震蕩電路。如果兩個時鐘連在一起,則移位寄存器總是比存儲寄存器早一個脈沖。 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 12 數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一,動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8 個顯示筆劃 “ a, b, c, d, e, f, g, dp” 的同名端連在一起,另外為每個數(shù)碼管的公共 極 COM 增加 位選通控制電路,位選通由各自獨立的 I/O 線控制,當單片機輸出字形碼時,所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼,但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形,取決于單片機對位選通COM 端電路的控制,所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開,該位就顯示出字形,沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。 軟件譯碼就是編寫軟件譯碼程序,通過譯碼程序來得到要顯示的字符的字段碼,譯碼程 序通常為查表程序。每個段其實就是一個發(fā)光二極管,導通即亮。 共陽極數(shù)碼管 是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 ( COM) 的數(shù)碼管。 圖 211 四位一體數(shù)碼管顯示模塊 圖 212 二位一體數(shù)碼管顯示模塊 圖 213 一位數(shù)碼管顯示模塊 LED[10]是發(fā)光二極管顯示器的縮寫。 復位電路如圖 29 所示。采用外部時鐘的電路如圖 31( b)圖所示。 當一條指令訪問 7FH 以上的內(nèi)部地址單元時,指令中使用的尋址方式是不同的,也即尋址方式?jīng)Q定是訪問高 128 字節(jié)。 EA 端必須保持低電平 ( 接地 ) 。 P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動 ( 吸收或輸出電流 ) 4 個 TTL 邏輯門電路。作輸入口使用時,因為內(nèi)部存在上拉電阻,某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 ( ILL) 。 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 3 第 2 章 設(shè)計 原理 STC89C51 單片機 STC 系列單片機 [4]是美國 STC 公司最新推出的一種新型 51 內(nèi)核的單片機。在國際足聯(lián)與其成員的共同的努力下,五人制足球的相關(guān)知識和資源在越來越多的 國家 得到了傳播。 五人制足球 比賽的方法具有很高的鍛煉價值,同時其趣味性 、 靈活性的特點也能豐富業(yè)余文化生活、陶冶情操,五人制足球主要反映 運動員 所掌 握, 運用技術(shù)復雜,多姿多彩, 戰(zhàn)術(shù) 多樣,變幻莫測,攻守變換快,比賽起伏跌宕, 精彩紛呈 ,勝負難以預料,經(jīng)常出現(xiàn)戲劇性變化,這正是五人足球運動的魅力所在。 單片機的典型代表是 Intel 公司在 20 世紀 80 年代初研制出來的 MCS51系列單片機 [3]。盡管單片機是從 1982 年才開始在我國應用的,但它一經(jīng)上市便顯示出強大的生命力,以其獨特的優(yōu)點迅速占領(lǐng)市場并獲得廣泛應用。 74HC595芯片能 將串行輸入的 8 位數(shù)字,轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿休敵龅?8 位數(shù) 。 利用 STC89C51 單片機芯片以及 74HC595 芯片,搭建數(shù)碼管顯示電路 以及 開關(guān)電路 , 利用三極管搭建了蜂鳴器驅(qū)動電路 。這種超大規(guī)模集成電路芯片稱為 “單片微處理器 ”,也叫單片機。發(fā)型之后在全國迅速得到廣泛應用,但 Intel 公司已集中精力在 CPU 的生產(chǎn)上,并逐漸放棄了單片機的生產(chǎn)。 五人制足球與普通足球的其他不同包括 五人制通常在室內(nèi)比賽,比賽場地較小 ,使用較小的球門以及較小尺寸的足球,以及縮短了的比賽時間。五人制足球與 11 人制足球一樣有自己的世界杯和洲際杯,而且五人制足球?qū)⒂?20xx 年進入巴西奧運會,成為 奧運會 正式比賽項目。片內(nèi)含有 Flash 程序存儲器、 SRAM、 UART、 SPI、 A\D、 PWM 等模塊。 與 AT89C51 不同之處是, 和 還可分 別作為定時 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入 ( P ) 和輸入 ( P ), 參見表 41。對 P3 口寫入“ 1”時,它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口 。需注意的是 : 如果加密位 LB1 被編程,復位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 RAM 還是訪問特殊功能寄存器。這種情況下,外部時鐘脈沖接到 XTAL1 端,即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端, XTAL2 則懸空。 圖 29 單片機復位電路 時鐘發(fā)生電路 單片機中 CPU 每執(zhí)行一條指令,都 必須在統(tǒng)一的時鐘脈沖的控制下嚴格按時間節(jié)拍進行,而這個時鐘脈沖是單片機控制中的時序電路發(fā)出的。 LED 由于結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、與單片機接口方便等優(yōu)點而得到廣泛應用。 其 在應用時應將公共極 COM 接到 +5V,當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時,相應字段就點亮。下面的示例圖都以共陽極數(shù)碼管為例,共陰極數(shù)碼管原理相同,只是二極管方向相反。 本設(shè)計系統(tǒng)中為了簡化硬件線路設(shè)計,數(shù)碼管譯碼采用軟件編程來實現(xiàn),采用的是共陽極數(shù)碼管。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的 COM 端,就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示,這就是動態(tài)驅(qū)動。 移位寄存器有一個串行移位輸入( Ds),和一個串行輸出( Q7’) , 和一個異步的低電平復位,存儲寄存器有一 個并行 8 位的,具備三態(tài)的總線輸出,當使能 OE 時(為低電平),存儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線 。無源蜂鳴器的優(yōu)點是: 1. 便宜 2. 聲音頻率可控,可以做出 “多來米發(fā)索拉西 ”的效果 。 而利用 I/O 定時翻轉(zhuǎn)電平來產(chǎn)生驅(qū)動波形的方式會比較麻煩一點,必須利用 定時器 來做定時,通過定時翻轉(zhuǎn) 電平產(chǎn)生符合蜂鳴器要求的頻率的波形,這個波形就可以用來驅(qū)動蜂鳴器了。 4.三極管 三極管 Q1 起開關(guān)作用,其基極的高電平使三極管飽和導通,使 蜂鳴器發(fā)聲;而基極低電平則使三極管關(guān)閉,蜂鳴器停止發(fā)聲 。由 C51 產(chǎn)生的目的代碼的運行速度極高,所需存儲空間極小,完全可以和匯編語言媲美。 ( 2)仿真處理器及其外圍電路 可以仿真 51 系列、 AVR、 PIC 等常用主流單片機。 初始化中 TMOD 設(shè)置為 0x01,轉(zhuǎn)換為二進制的為 00000001,對應定時器的工作方式寄存器可以知道,設(shè)定的模式為,定時器 0 工作在方式 1 圖 33 工作方式寄存器 TMOD GATE:門控位 GATE=0 時,只要用軟件使 TCON 中的 TR0 或者 TR1 為 1,就可以啟動定時 /計數(shù)器工作; GATE=1 時,要同時滿足以下要求,才能啟動定時 /計數(shù)器工作(一般不使用) ① 用軟件使 TR1 或 TR0 為 1, ② 同時外部中斷( INT0/1)引腳( , )也為高電平 M1M0;工作方式設(shè)置位。如果 time_m 不為 0 但是 time_s為 0,則 time_s 的 數(shù) 值由 0 變?yōu)?59, time_m 的數(shù)值減 1。 因此可以采用軟件濾波的方法去除這些干擾信號,一般情況下,一個按鍵按下的時候, 總是在按下的時刻存在著一定的干擾信號,按下之后就基本上進入了穩(wěn)
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