【正文】 25 第 4 章 系統(tǒng)運(yùn)行及測(cè)試結(jié)果分析 .................................................................... 28 keil 程序調(diào)試及 Proteus 仿真 ............................................................... 28 實(shí)物完成及實(shí)物調(diào)試 ........................................................................... 29 電路板實(shí)物測(cè)試結(jié)果 ................................................................ 29 數(shù)碼管閃爍的解決方案 ............................................................. 29 數(shù)碼管不亮的解決方案 ............................................................. 30 IV 蜂鳴器不響的解決方案 ............................................................. 30 實(shí)物展示及按鍵測(cè)試 ........................................................................... 31 第 5 章 全文總結(jié)及展望 .................................................................................... 34 工作總結(jié) ............................................................................................... 34 展望 ....................................................................................................... 34 參 考 文 獻(xiàn) ........................................................................................................ 35 致 謝 .............................................................................................................. 36 基于 51 單片機(jī)的室內(nèi)五人制足球比賽計(jì)分計(jì)時(shí)系統(tǒng) 1 基于 51 單片機(jī)的室內(nèi)五人制足球比賽計(jì)分計(jì)時(shí)系統(tǒng) 第 1 章 緒論 基于微處理芯片的智能儀器的發(fā)展現(xiàn)狀 隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，微處理器芯片的集成度越來越高，已經(jīng)可以在一塊芯片上同時(shí)集成 CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、并 行和串行接口和A/D 轉(zhuǎn)換器等。 STC89C51RC 是采用 8051 核的可編程芯片，最高工作 時(shí)鐘頻率 為80MHz，片內(nèi)含 8K Bytes 的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀 程序存儲(chǔ)器 ，芯片內(nèi)集成了通用 8 位 中央處理器 和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元 。 論文分別對(duì) 倒計(jì)時(shí) 程序、 按鍵檢測(cè)程序、 顯示 程序 和 系統(tǒng) 初始化 程序 進(jìn)行了討論和設(shè)計(jì)。以單片機(jī)為主體取代傳統(tǒng)儀器儀表的常規(guī)電子線路，可以很容易地將計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量控制技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起，組成新一代的 “智能儀器 ”[2]。技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于 Flash 存儲(chǔ)器，公司將 Flash 與 Intel 公司的 80C51 核相結(jié)合，形成了 Flash 單片機(jī) AT89 系列。 ，足球出界需要停止時(shí)間表。 室內(nèi)五人制足球比賽計(jì)分計(jì)時(shí)系統(tǒng) 概述 基于室內(nèi)五人制足球比賽的比賽規(guī)則， 本設(shè)計(jì)使用了 51 單片機(jī)芯片STC89C5顯示數(shù)碼管 、 74HC595 芯片、蜂鳴器、開關(guān)以及若干電阻電容 等完成了室內(nèi)五人制足球比賽計(jì)分計(jì)時(shí)系統(tǒng)。 主要功能、性能參數(shù) 51 內(nèi)核，機(jī)器周期：增強(qiáng)型為 6 時(shí)鐘，普通型為 12 時(shí)鐘 ； ： 0~40MHZ，相當(dāng)于普通 8051 的 0~80MHZ； 對(duì)應(yīng) Flash 空間： 4KB\8KB\15KB； （ RAM） ： 512B； \計(jì)數(shù)器： 3 個(gè) 16 位； （ UART） 1 個(gè)； ： 8 個(gè)； ISP（ 在系統(tǒng)可編程） \IAP（ 在應(yīng)用可編程 ） ， 無需專用編程器 \仿真器； I\O 口： 32\36 個(gè)； ： ~； ： 40 腳 PDIP、 44 腳 PLCC 和 PQFP 等 89C51 單片機(jī)的引腳 [5]功能說明 （ 1） VCC： 電源電壓 基于 51 單片機(jī)的室內(nèi)五人制足球比賽計(jì)分計(jì)時(shí)系統(tǒng) 4 （ 2） GND： 地 （ 3） P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 表 31 和 的第二功能 引 腳 號(hào) 功能特性 T2（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 外部計(jì)數(shù)脈沖輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí) /計(jì)數(shù) 2 捕獲 /重裝載觸發(fā)和方向控制） （ 5） P2 口 ： P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) （ 吸收或輸出電流 ） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表42 所示。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 VCC 。 （ 12）中斷： 89C51 共有 6 個(gè)中斷向量 ： 兩個(gè)外中斷（ INT0 和 INT1）， 3 個(gè)定時(shí)器中斷（ 定時(shí)器 0， 1， 2） 和串行口中斷。 單片機(jī)系統(tǒng)的相關(guān)電路 復(fù)位 電路 單片機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要復(fù)位，使 CPU 和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。 MCS51 單片機(jī)芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成震蕩器， XTAL1 為該放大器的輸入端， XTAL2 為該放大器輸出端，但形成時(shí)鐘電路還需附加其他電路。在單片機(jī)中使用最多的是七段數(shù)碼顯示器。 共陰極數(shù)碼管 是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 （ COM） 的數(shù)碼管。 本次設(shè)計(jì)選擇的二位一體 共陽(yáng)極數(shù)碼管 是基于 51 單片機(jī)的室內(nèi)五人制足球比賽計(jì)分計(jì)時(shí)系統(tǒng) 10 18 個(gè)管腳的，其 內(nèi)部電路構(gòu)造如圖 216 所示 圖 216 二位 一體數(shù)碼管 內(nèi)部電路圖 其顯示的引腳位置圖為圖 217 圖 217 二位 一體數(shù)碼管 （ 18 腳） 引腳圖 而四位數(shù)碼管即相當(dāng)于四個(gè)一位的數(shù)碼管段選并聯(lián)而陰極（共陰數(shù)碼管）或陽(yáng)極（共陽(yáng)數(shù)碼管），則分別作為位選端。如果驅(qū)動(dòng)電路能力差，即負(fù)載能力不夠時(shí)，顯示器亮度就低，而且驅(qū)動(dòng)電路長(zhǎng)期在超負(fù)荷下運(yùn)行容易損壞，因此， 數(shù)碼管 的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的問題。 所以為了簡(jiǎn)化電路，本系統(tǒng)在數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)上，利用單片機(jī) P0口上外接的上拉電阻來實(shí)現(xiàn)，即將數(shù)碼管的 AG 段顯示引腳和 DP 小數(shù)點(diǎn)顯示引腳并聯(lián)到 P0 口與上拉電阻之間，這樣，就可以加大 P0 口作為輸出口的驅(qū)動(dòng)能力，使得數(shù)碼管能按照正常的亮度顯示出數(shù)字。 基于 51 單片機(jī)的室內(nèi)五人制足球比賽計(jì)分計(jì)時(shí)系統(tǒng) 13 圖 220 74HC595 引腳圖 74HC595 的引腳說明 如表 24： 表 24 74HC595 引腳說明 表 引腳 描述 Q0?Q7 8 位并行數(shù)據(jù)輸出，其中 Q0 為第 15 腳 GND 地 Q7’ 串行數(shù)據(jù)輸出 MR 主復(fù)位（低電平 ） SHCP 移位寄存器時(shí)鐘輸入 STCP 存儲(chǔ)寄存器時(shí)鐘輸入 OE 輸出有效（低電平） DS 串行數(shù)據(jù)輸入 VCC 電源 蜂鳴器原理 蜂鳴器是 一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用 直流電壓 供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī) 、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、 電子玩具 、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、 定時(shí)器 等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲 器件 。 有源蜂鳴器的優(yōu)點(diǎn)是：程序控制方便。 驅(qū)動(dòng)電路 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路一般都包含以下幾個(gè)部分：一個(gè)三極管、一個(gè)蜂鳴器、一個(gè)續(xù)流二極管和一個(gè)電源濾波電容。 圖 221 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路圖 基于 51 單片機(jī)的室內(nèi)五人制足球比賽計(jì)分計(jì)時(shí)系統(tǒng) 16 第 3 章 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì) 對(duì)于 單片機(jī) 控制的系統(tǒng) ，軟件和硬件 同樣重要 ，硬件 僅 解決了信號(hào)輸入輸出問題，軟件 完成對(duì)數(shù)據(jù) 的處理、傳送、存儲(chǔ)、顯示等， 是系統(tǒng)的控制和處理核心。 Proteus 軟件仿真 Proteus[13]軟件是英國(guó) Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等， Proteus 建立了完備的 電子 設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境。 表 31 定時(shí) /計(jì)數(shù)器工作方式設(shè)置表 對(duì)定時(shí)器裝初值 [14]：本系統(tǒng)用的定時(shí)器 0 TH1=（ 65536200） /256； TL1=（ 65536200） %256； 所設(shè)定時(shí)間為50ms 中斷設(shè)置： 對(duì) IE 賦值，開中斷 ① 開定時(shí)器中斷（ ET0=1 或 ET1=1） ② 開總中斷（ EA=1）。 倒計(jì)時(shí)程序如下所示： void Timer（） interrupt 1 { Time_bit++； if（ Time_bit==20） { Time_bit=0； if（ time_s==0 amp。從而提高了系統(tǒng)的可靠性。在 Proteus 面板上畫出系統(tǒng)的電路圖。完成后通過單片機(jī)開發(fā)版和 STCISP 軟件實(shí)現(xiàn) 單片機(jī)對(duì) .hex 文件的 下載。 數(shù)碼管 不亮 的解決方案 發(fā)現(xiàn)了 顯示犯規(guī)數(shù)的兩個(gè)數(shù)碼管不亮，經(jīng) 過請(qǐng)教 導(dǎo)師 以及同學(xué) ，可能是 單片機(jī)端口的驅(qū)動(dòng)能力不夠的原因，因?yàn)槠渌麛?shù)碼 管都是通過 74HC595 芯片驅(qū)動(dòng)的，可能的解決方案有： ① 讓單片機(jī)的端口輸出低電平，利用三極管將低電平轉(zhuǎn)換為高電平，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。 基于 51 單片機(jī)的室內(nèi)五人制足球比賽計(jì)分計(jì)時(shí)系統(tǒng) 34 第 5 章 全文總結(jié)及展望 工作總結(jié) 本 論文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了 基于 STC89C51 單片機(jī)控制的 室內(nèi)五人制足球比賽計(jì)分計(jì)時(shí) 系統(tǒng)， 系統(tǒng)能 實(shí)現(xiàn)室內(nèi)五人制足球比賽的計(jì)時(shí)、計(jì)分、計(jì)犯規(guī)數(shù)等要求 。 基于 51 單片機(jī)的室內(nèi)五人制足球比賽計(jì)分計(jì)時(shí)系統(tǒng) 35 參 考 文 獻(xiàn) [1] 趙文博 ， 劉文濤 .單片機(jī)語(yǔ)言 C51 程序設(shè)計(jì) .北京 ： 人民郵電出版社 .. [2] 方彥軍 ， 孫健 . 智能儀器技術(shù)及其應(yīng)用 . 第一版 . 北京 ： 化學(xué)工業(yè)出版社 ， 20xx. 2~10. [3] 王幸之 ， 鐘愛琴 ， 王雷 .AT89 系列單片機(jī)原理與接口技術(shù) .第一版 .北京 ： 北京航空航天大學(xué)出版社 ， . [4] 89C51 中文使用手冊(cè) ： //[5] 89C51 單片機(jī)中文資料 ： //[6] 蘭吉昌． 51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)百例．第一版 .北京 ， 化學(xué)工業(yè)出版社 ， . [7] 蔡美琴 ， 張為民 ， 毛敏 .MCS51 系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用 .第二版 .北京 ： 高等教育出版社 ， [8] 沙占友 ， 王彥鵬 ， 孟志永 .單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)．第一版 .北京 ： 電 子工業(yè)出版社 ，. [9] 李秀忠 .基于單片機(jī)的 LED 顯示屏控制電路設(shè)計(jì) .現(xiàn)代電子技術(shù) 。 （ 2）設(shè)計(jì)完成了 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)復(fù)位電路、時(shí)鐘發(fā)生電路以及74HC595 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管電路 ，電路以精簡(jiǎn)為主，性價(jià)比較高。 最后選擇了第二個(gè)方案進(jìn)行調(diào)整，成功點(diǎn)亮了數(shù)碼管，數(shù)碼管能正確顯示出犯規(guī)數(shù)字。 電路板實(shí)物測(cè)試結(jié)果 程序 編譯成功后下載到單片機(jī)中上電測(cè)試， 顯示時(shí)間的四位一體數(shù)碼管以及顯示分?jǐn)?shù)的二位一體數(shù)碼管出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，顯示犯規(guī)數(shù)的數(shù)碼管不亮，按下蜂鳴器響 （ S7）鍵后，蜂鳴器沒有任何響聲。 下載程序的步驟： 雙擊仿真圖中的芯片出現(xiàn)下面窗口 圖 41 程序下載窗口截圖 1 選擇 keil C 產(chǎn)生 文件如下窗口 圖 42 程序下載窗口截圖 2 點(diǎn)擊打開，然后點(diǎn)擊 ok。除去復(fù)位鍵，其他鍵位連接在單片機(jī)的仿真電路如圖 35 所示： 圖 35 按鍵連接仿真圖 對(duì)每個(gè)功能鍵編寫的程序如下所示： 加 1 分按鍵（ S3）： if（ S3==0） //加 1 分按鍵 { Delay_MS（ 1000）； if（ S3==0） { 基于 51 單片機(jī)的室內(nèi)五人制足球比賽計(jì)分計(jì)時(shí)系統(tǒng) 22 while（ !S3）；