【文章內(nèi)容簡介】 ROM的讀操作。在具體應(yīng)用時(shí)，外部 ROM 讀取時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期會(huì)動(dòng)作兩次，外部 RAM 讀取時(shí)，兩個(gè) PSEN 信號(hào)被跳過不會(huì)輸出。 EA /VPP： 訪問程序存儲(chǔ)控制信號(hào)。 當(dāng) 信號(hào) 保持低電平時(shí)， 對 ROM 的讀操作僅僅限定在外部程序存儲(chǔ)器，當(dāng)信號(hào)為高電平或者懸空時(shí)，對 ROM 的讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始，并可延至外部程序存儲(chǔ)器。 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。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示原理 [4] 在實(shí)際的單片機(jī)系統(tǒng)中，往往需要多位顯示。 動(dòng)態(tài)顯示是一種最常見的多位顯示方法，應(yīng)用非常廣泛。用數(shù)碼管顯示信息時(shí)，由于每個(gè)數(shù)碼管至少需要 8個(gè) I/O 口，如果需要多個(gè)數(shù)碼管，則需要太多 I/O 口，而單片機(jī)的 I/O 口是有限的。在實(shí)際應(yīng)用中，一般采用動(dòng)態(tài)顯示的方式解決此問題。 動(dòng)態(tài)顯示是多個(gè)數(shù)碼管，交替顯示，利用人的視覺暫留作用使人看到多個(gè)數(shù)碼管同時(shí)顯示。通常將所有位的段選線相應(yīng)地并聯(lián)在一起，由一個(gè)單片機(jī)的 8位 I/O 口控制，形成段選線的多路復(fù)用。而各位數(shù)碼管的共陽極或共陰極分別由單片機(jī)獨(dú)立的 I/O 口線控制，順序循環(huán)地點(diǎn)亮每位數(shù)碼管，這樣的數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)方式就稱為“ 動(dòng)態(tài)掃描”。在這種方式中，雖然每一時(shí)刻只選通一位數(shù)碼管，但由于人眼具有一定的“視覺殘留”，只要延時(shí)時(shí)間設(shè)置恰當(dāng)，便會(huì)感覺到多位數(shù)碼管同時(shí)被點(diǎn)亮了。在動(dòng)態(tài)顯示程序中，各個(gè)位的延時(shí)時(shí)間長短是非常重要的，如果延時(shí)時(shí)間長，則會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象；如果延時(shí)時(shí)間太短， 則會(huì)出現(xiàn)顯示暗且有重影。 在編程時(shí)，需要輸出段選和位選信號(hào)，位選信號(hào)選中其中一個(gè)數(shù)碼管，然后輸出段碼，使該數(shù)碼管顯示所需要的內(nèi)容，延時(shí)一段時(shí)間后，再選中另一個(gè)數(shù)碼管，再輸出對應(yīng)的段碼，高速交替。 BCD—— 七段數(shù)碼管驅(qū)動(dòng) /譯碼器 [3] 常 用的 BCD對七段顯示器譯碼器 /驅(qū)動(dòng)器的 IC 包裝設(shè)計(jì)有 TTL 之 744 744 7447449 與 CMOS 之 4511 等。其中 744 7447 必須使用共陽極七段數(shù)碼顯示器， 744 7444511 等則使用共陰極七段顯示器。 74LS247 的功能用于將 BCD 碼轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字，通過它解碼，可以直接把數(shù)字轉(zhuǎn)化為數(shù)碼管的顯示數(shù)字，從而簡化了程序，節(jié)約單片機(jī)的 I/O 開銷，因此是一個(gè)非常好的芯片。 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。 當(dāng)輸入 DCBA=0010 時(shí)，則輸出 abcdefg=0010010，使數(shù)碼管顯示“ 2”； 當(dāng)輸入 DCBA=0110 時(shí)，則輸出 abcdefg=1100000，使數(shù)碼管顯示“ 6”；關(guān)系如表 32所示： 表 32 BCD七段譯碼真值表 輸入 D C B A 輸出 F(a) F(b) F(c) F(d) F(e) F(f) F(g) 字形 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 5 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 6 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 7 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 9 （ 2） LT、 RBI 與 BI/RBO 為控制引腳，其功能分述如下： 74LS247 電路是由與非門、輸入緩沖器和七個(gè)與或非門組成的 BCD—— 7 段譯碼器 /驅(qū)動(dòng)器。 7 個(gè)與非門和一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路成對連接，以產(chǎn)生可用的 BCD 數(shù)據(jù)及其補(bǔ)碼至 7 個(gè)與或非譯碼門。剩下的與非門和 3個(gè)輸入緩沖器作為試燈輸入（ LT）、滅燈輸入 /動(dòng)態(tài)滅燈輸出（ BI/RBO）以及動(dòng)態(tài)滅燈輸入（ RBI）端。 該電路接受 4位二進(jìn)制編碼 —— 十進(jìn)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(qū)動(dòng)一個(gè)七段顯示器。輸出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能承受 7段顯示器所需要的相當(dāng)高的高 壓，驅(qū)動(dòng)顯示器各段所需要的高達(dá) 24mA 的電流可以由其高性能的輸出晶體管來直接提供。 BCD 輸入計(jì)數(shù) 9 以上的顯示圖案是鑒定輸入條件的唯一信號(hào)。 該電路有自動(dòng)前、后沿滅零控制（ RBI 和 RBO）。試燈（ LT）可在端處在高電平的任何時(shí)刻去進(jìn)行，該電路還含有一個(gè)滅燈輸入（ BI）。它用來控制燈的亮度或禁止輸出。 1）需要 015 的輸出功能時(shí)，滅燈輸入（ BI）必須為開路或者保持在高電平狀態(tài)，若不要滅掉十進(jìn)制零，則動(dòng)態(tài)滅燈輸入（ RBI）必須開路或者處于高電平狀態(tài)。 2）當(dāng)?shù)碗娖街苯蛹拥綔鐭糨斎耄?BI）時(shí)，不管其他任何輸入端的 電平如何，所有段的輸出端都關(guān)死。 3）當(dāng)動(dòng)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(shí)，則所有段的輸出端進(jìn)入關(guān)閉且動(dòng)態(tài)滅燈輸出（ RBO）處于低電平狀態(tài)。 4）當(dāng)滅燈輸入 /動(dòng)態(tài)滅燈輸出（ BI/RBO）開路或者保持在高電平狀態(tài)，且將低電平加到試燈試燈輸入（ LT）時(shí)，所有段的輸出都得打開。 注： BI/RBO 是用做滅燈（ BI）與 /或動(dòng)態(tài)滅燈輸出（ RBO）的線與邏輯。 按鍵接口原理 鍵盤往往分成編碼鍵盤和非編碼鍵盤，編碼鍵盤由按鍵和鍵處理電路組成，直接為計(jì)算機(jī)提供 經(jīng)過編碼的按鍵鍵碼；而非編碼鍵盤則只提供按鍵，其余由計(jì)算機(jī)自己處理。 非編碼鍵盤結(jié)構(gòu)簡單，可自由裁量設(shè)計(jì)，非常適用于單片應(yīng)用系統(tǒng)。 按鍵是一種機(jī)械彈性開關(guān)，當(dāng)鍵按下時(shí)閉合，松開時(shí)斷開。因?yàn)橛袡C(jī)械的接觸，在觸點(diǎn)閉合或斷開的瞬間會(huì)出現(xiàn)電壓抖動(dòng)。為了避免鍵輸入錯(cuò)誤，必須進(jìn)行鍵抖動(dòng)的處理。去抖動(dòng)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(dòng)電路消除抖動(dòng)；而軟件方法則是采用時(shí)間延遲以躲避抖動(dòng)，待觸點(diǎn)狀方法處理。 非編碼鍵盤 是 所用按鍵組成的集合。為了保證鍵盤的正確輸入，鍵 接口必備以下功能： （ 1）鍵掃描與識(shí)別，判斷有無鍵按下以及按鍵位置 ， 鍵掃描與識(shí)別是通過“行掃描”與“列狀態(tài) ” 的配合來確定是否有鍵按下以及所在行、列的位置。所謂行掃描就是一次給每條行線送低電平，而其余各行線送高電平，并檢測對每一行掃描時(shí)所產(chǎn)生的列狀態(tài)。鍵盤掃描有 下列 三種方式： 程控掃描方式 ： 只有單片機(jī)空閑時(shí)才調(diào)用掃描程序響應(yīng)用戶鍵入請求。 定時(shí)掃描方式 ： 單片機(jī)定時(shí)調(diào)用掃描程序?qū)︽I盤進(jìn)行掃描，即時(shí)響應(yīng)用戶鍵入請求。 中斷掃描方式 ： 與中斷請求電路配合，當(dāng)有鍵按下時(shí)產(chǎn)生中斷請求，由單片機(jī)響應(yīng)并執(zhí)行中斷服務(wù)程序掃描鍵 盤。 （ 2）去鍵抖動(dòng) 消除按鍵抖動(dòng)帶來的誤輸入。檢測鍵關(guān)閉后，延時(shí) 10ms 后再檢測一次，兩次檢測相同再進(jìn)一步進(jìn)行鍵處理。 （ 3）鍵編碼 生成易于處理的鍵碼。由于鍵位碼比較零亂，因此接下來的工作是根據(jù)需要把反映閉合鍵 和鍵位置的鍵位碼換乘反映鍵功能的鍵碼。有了鍵碼，才好通過散轉(zhuǎn)指令把程序執(zhí)行到閉合鍵所對應(yīng)的服務(wù)程序上去。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(jì)算得到。 （ 4）等待鍵釋放 為了保證鍵一次閉合僅進(jìn)行一次處理，編鍵碼之后，再以延時(shí)掃描的方法等待鍵釋放。鍵釋放后鍵處理工作完成。 硬件電路設(shè)計(jì) 硬件部分的設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的部分。在進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)時(shí)，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(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的主要硬件電路包括三個(gè)部分：計(jì)時(shí)顯示電路、計(jì)分顯示電路、鳴笛警示電路。一般來說，對硬件部分的設(shè)計(jì)都應(yīng)包括繪制 SCH 原理圖和 PCB 印刷圖，由于本次設(shè)計(jì)我主要負(fù)責(zé)軟件部分的設(shè)計(jì)，硬件參與得不是很多，所以硬件部分元器件的功能就不詳細(xì)介紹了。 元器件的選擇 [3] 本設(shè)計(jì)主要選擇了 以 下元器件：如表 33 所示： 表 33 元器件列表 元器件名稱 所屬 類 所屬子類 AT89C51(單片機(jī) ) Microprocessor IC’ s 8051 Family 7SEGMPX4CABKUE Optoelectrionics 7SegmentDisplay 7SEGMPX4CA Optoelectrionics 7SegmentDisplay SWSPDT Switchsamp。Relays 74LS247 TTL 74LSseries All— SubCategories (電阻 ) Resistors All— Sub BUTTON AllCategories All— SubCategories 7404 TTL 74LSseries All— SubCategories SOUNDER Speakersamp。sounders All— SubCategories 計(jì)時(shí)顯示屏的設(shè)計(jì) 計(jì)時(shí)電路主要由計(jì)時(shí)按鍵、單片機(jī) AT89C5譯碼器 74LS24 4 位共陽極的數(shù)碼管以及 反相器 7404 構(gòu)成。 分別控制計(jì)時(shí)數(shù)碼管的 4 個(gè)位的位線， 和 分別連接計(jì)時(shí)器時(shí)間的十位和個(gè)位的 初值按鈕， 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(jì)時(shí)數(shù)碼管的 a、 b、c、 d、 e、 f、 g 七段的陰極相連接，用 74LS247 驅(qū)動(dòng) 4 位數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示 。設(shè)計(jì)出的計(jì)時(shí)顯示電路如下圖 33所示： 圖 33 計(jì)時(shí)顯示屏電路圖 計(jì)分顯示屏的設(shè)計(jì) 計(jì)分電路主要由四個(gè)計(jì)分按鍵、單片機(jī) AT89C5譯碼器 74LS24兩個(gè) 4 位共陽極的數(shù)碼管以及反相器 7404 構(gòu)成。 分別控制 B隊(duì)計(jì)分?jǐn)?shù)碼管的 4個(gè)位的位線 ， 分別控制 A 隊(duì)計(jì)分?jǐn)?shù)碼管的 4 個(gè)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(jì)時(shí)數(shù)碼管的 a、b、 c、 d、 e、 f、 g七段的陰極相連接，用 74LS247 驅(qū)動(dòng) 4位數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示。設(shè)計(jì)出的計(jì)分顯示電路如下圖 34所示： 圖 34 計(jì)分顯示屏電路圖 鳴笛器的設(shè)計(jì) 鳴笛警示電路如下圖 35所示，采用蜂鳴器作為音響器件，該電路主要由單片機(jī)、蜂鳴器、按鍵以及反相器構(gòu)成。 接蜂鳴器，用 一個(gè)按鍵接到 上，當(dāng)按下該按鍵時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)外部中斷，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲。 圖 35 鳴笛器電路圖 本章小結(jié) 本章設(shè)計(jì)了以 8位單片機(jī) AT89C51 為核心的籃球計(jì)分屏硬件平臺(tái)方案，并搭建了相應(yīng)的 I/O 口控制按鍵電路、顯示電路、鳴笛警示等外圍電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡易的籃球賽計(jì)分屏硬件部分的設(shè)計(jì)。 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)是利用單片機(jī)的定時(shí)功能 來 進(jìn)行時(shí)間處理，實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)顯示功能 ， 利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)功能來進(jìn)行分?jǐn)?shù)處理，實(shí)現(xiàn)計(jì)分顯示功能，對時(shí)間和分?jǐn)?shù)進(jìn)行處理的過程中，要通過中斷來控 制實(shí)現(xiàn)， 當(dāng)有按鍵按下 時(shí) ，計(jì)分器就會(huì)有相應(yīng)的加分 減分 處理，然后通過數(shù)碼管顯示器 動(dòng)態(tài)掃描并顯示 出來。 通過發(fā)聲的原理和規(guī)律，利用單片機(jī)的 I/O 口輸出高低電平，產(chǎn)生矩形波，外接喇叭就會(huì)發(fā)出一定頻率的聲音，從而實(shí)現(xiàn)鳴笛功能。 軟件設(shè)計(jì)原理 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 [2] 51 單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè) 16 位可編程的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，分別稱為定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1，它們具有四種工作方式，其控制字和狀態(tài)均在相應(yīng)的特殊功能寄存器中，通過對控制寄存器的編程，就可方便地選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ鞣绞?。特殊控制器有工作方式控制寄?器（ TMOD)，定時(shí) /計(jì)數(shù)器控制寄存器（ TCON)，中斷允許控制寄存器 IE。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器的核心是的 16 位加法計(jì)數(shù)器，定時(shí)器 T0的加法計(jì)數(shù)器用特殊功能寄存器 TH0、 TL0 表示， TH0 表示加法計(jì)數(shù)器的高 8 位， TL0 表示加法計(jì)數(shù)器的低 8 位。 TH1和 TL1則分別表示定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T1的高 8 位和低 8 位。 它們均是 8位寄存器，在特殊功能寄存器中占地址 8AH8DH。它們用于存放定時(shí)或計(jì)數(shù)的初始值。此外，內(nèi)部還有一個(gè) 8位的 工作 方式寄存器 TMOD