【文章內(nèi)容簡介】 有按鍵按下時(shí)被強(qiáng)制拉為低電平。 圖 鍵盤電路 報(bào)警部分 報(bào)警電路如下圖 ，通過報(bào)警電路給人們以警告信息。由于單片機(jī)的 I/O口驅(qū)動(dòng)能力有限，在這里用了一個(gè) PNP 的晶體管起電流放大作用驅(qū)動(dòng)蜂鳴器工作。電阻限流作用，防止晶體管因電流而發(fā)熱燒壞。 籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 7 圖 報(bào)警電路 顯示部分 顯示部分采用數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描方式，數(shù)碼管采用共陰極的。 P0發(fā)送段碼， P2發(fā)送位碼來控制數(shù)碼管的選通。使每個(gè)數(shù)碼管輪回點(diǎn)亮，由于人的視覺停留效應(yīng)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間人們會(huì)認(rèn)為所有的數(shù)碼管是點(diǎn)亮的。 計(jì)分部分：各使用兩個(gè)數(shù)碼管來計(jì)量兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)，分?jǐn)?shù)變化 的控制通過按鍵來控制。計(jì)數(shù)范圍為 0099。 定時(shí)部分：各使用兩個(gè)數(shù)碼管來計(jì)量比賽時(shí)間，并采用倒計(jì)時(shí)的計(jì)數(shù)方式。 其原理圖如圖 ： 圖 顯示部分 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件部分要求實(shí)現(xiàn)的功能有：開始時(shí)所有顯示屏都顯示 0；有預(yù)籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 8 置比賽時(shí)間的功能；具有 AB兩隊(duì)分別計(jì)分的功能；有鳴笛警示功能；只有當(dāng)預(yù)置時(shí)間后，并按開始按鈕，計(jì)時(shí)器才能開始倒計(jì)時(shí)，只有當(dāng)開始計(jì)時(shí)后， AB 兩隊(duì)才能進(jìn)行加一分、加二分，減一分；當(dāng)比賽暫停時(shí)，計(jì)時(shí)顯示屏停止倒計(jì)時(shí)；當(dāng)交換比賽場地時(shí)，按交換鍵，甲乙兩隊(duì)的比分交換；當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)時(shí)間 為零時(shí)，蜂鳴器自動(dòng)鳴笛報(bào)警。 定時(shí)器子程序 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(duì)控制寄存器的編程，就可方便地選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ鞣绞健? 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 和一個(gè) 8 位的控制寄存器 TCON，用于選擇和控制定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作。這些寄存器可根據(jù)需要由程序讀寫。 當(dāng)然 16 位加法計(jì)數(shù)器的輸入端每輸入一個(gè)脈沖， 16位加法計(jì)數(shù)器的值自動(dòng)加 1，當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值超過加法計(jì)數(shù)器字長所能表示的二進(jìn)制數(shù)的范圍而向第 17 位進(jìn)位，即計(jì)數(shù)溢出時(shí)，置位定時(shí)中斷請(qǐng)求標(biāo)志，向 CPU申請(qǐng)中斷。 籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 9 (1) TMOD用于控制 T0和 T1的工作方式，其格式如表 ： 表 方式控制寄存器 TMOD 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位符號(hào) GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 門控開關(guān) 計(jì)數(shù) /定時(shí) 方式選擇 門控開關(guān) 計(jì)數(shù) /定時(shí) 方式選擇 T1方式字段 T0方式字段 M1， MO:工作方式控制 位，可構(gòu)成表 ： 表 方式控制寄存器 TMOD 的工作方式 M1 M0 工作方式 說明 0 0 0 13位定時(shí)器； 0 1 1 16位計(jì)數(shù)器； 1 0 2 可自動(dòng)再裝載的 8位計(jì)數(shù)器； 1 1 3 T0分成兩個(gè)獨(dú)立的 8位計(jì) 數(shù)器 C/T: 計(jì)數(shù)工作方式 /定時(shí)工作方式選擇位。置 0 時(shí)，設(shè)置為定時(shí)工作方式；置 1時(shí)，設(shè)置為計(jì)數(shù)工作方式。 GATE：門控位，用以決定是由軟件還是硬件啟動(dòng) /停止計(jì)數(shù)。GATE=0, INT0/INT1被封鎖，只要用軟件對(duì) TR0(或 TR1)置 “1”就啟動(dòng)了定時(shí)器； GATA=1時(shí)，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)受外部引腳輸入電平的控制。 TMOD的所有位在復(fù)位后清 0。 TMOD不能位尋址，只能按字節(jié)操作設(shè)置工作方式。 (2) 定時(shí) /計(jì)數(shù)控制寄存器 TCON TFl， TRl， TF0 和 TR0 位用于定時(shí)器／計(jì)數(shù)器； IEl， ITl， IE0和 IT0位用于中斷系統(tǒng)。其格式如表 ： 籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 10 表 控制寄存器 TCON 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位符號(hào) TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 各位定義如下： TF0：定時(shí)器 0溢出標(biāo)志。其功能及操作情況同 TF1。 TR0：定時(shí)器 0運(yùn)行控制位。其功能及操作情況同 TR1。 在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中主要使用定時(shí)器 0 的 16 位的定時(shí)模式，也就是工作模式 1。程序設(shè)計(jì)的子框圖如圖 ： 開 始置 數(shù) T H 0、 T L 0開 中 斷 E T 0、 E A定 時(shí) 時(shí) 間 到 ？中 斷 服 務(wù) 程 序結(jié) 束設(shè) 置 T M O DNY 圖 程序設(shè)計(jì) C源程序代碼如下： void Timer_Inti(void) //定時(shí)器 0初始化程序 籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 11 { TMOD=0X01。 //設(shè)置工作方式 1 TH0=(6553650000)/256。 //高位初始值 TL0=(6553650000)%256。 //低位初始值 ET0=1。 //開定時(shí)器 0中斷 EA=1。 //開總中斷 TR0=1。 //啟動(dòng)定時(shí)器 0 } void Timer_ISR() interrupt 1 // 定時(shí)器 0中斷服務(wù)程序 { TH0=(6553650000)/256。 // 重新賦初始值 TL0=(6553650000)%256。 // if(count++==20) //定時(shí) 1s 基準(zhǔn) { sec++。 //定時(shí)時(shí)間到， sec變量加 1， count變量清零 count=0。 } } 鍵盤掃描子程序 鍵盤采用獨(dú)立式鍵盤，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)籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 12 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)間延遲以消除抖動(dòng)。其流程圖如圖 所示： 開 始延 時(shí) 1 0 m s 去 抖是 否 有 按 鍵 按 下 ？結(jié) 束等 待 按 鍵 釋 放NY 圖 鍵盤掃描部分流程圖 子程序如下所示： void Key_Scan(void) //鍵盤掃描子函數(shù) { if(key==0) //是否有按鍵按 下 { Delay(10)。 //延時(shí)去抖 If(key==0) //再次檢測是否有按鍵按下 { While(key==0)。 //等待按鍵釋放 } 籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 13 } } 顯示子程序 顯示部分采用共陰極的數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描方式，子程序的設(shè)計(jì)框圖如圖 ： 開 始P 0送 段 碼P 2送 位 碼延 時(shí) 圖 顯示子程序的設(shè)計(jì) 子程序代碼示例如下： unsigned char code DSY_CODE[]=//段碼 {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff }。 unsigned char code BIT_CODE[]= {0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}。 //位碼 void display() //顯示子函數(shù) { unsigned char i。 while(1) { 籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 14 for(i=0。i8。i++) { P0=~DSY_CODE[i]。 //循環(huán)掃面 P2= BIT_CODE [i]。 Delayms(2)。 //延時(shí) } } } 蜂鳴器報(bào)警子程序 蜂鳴器采用一定頻率的脈沖來驅(qū)動(dòng)其發(fā)聲，子程序框圖如圖 所示 ： 開 始產(chǎn) 生 延 時(shí) 脈 沖驅(qū) 動(dòng) 蜂 鳴 器結(jié) 束 圖 蜂鳴器報(bào)警子程序流程圖 程序代碼如下： void beep(unsigned char t) //蜂鳴器子函數(shù) { uchar i。 籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 15 for(i=0。i100。i++) { BEEP = ~BEEP。 //高低電平取反 DelayMS(t)。 //延時(shí) } BEEP = 0。 //關(guān)閉蜂鳴器 } 4 系統(tǒng)測試與分析 系統(tǒng)測試 硬件測試 （ 1）經(jīng)過測量，電源電壓達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的 5V； （ 2）用萬用表測試，所有的電路都通了； （ 3）用示波器檢查晶振，看到示波器上顯示標(biāo)準(zhǔn)的正弦波。 功能測試 （ 1）當(dāng)一節(jié)比賽完成時(shí)，蜂鳴器沒有報(bào)警，后經(jīng)修改程序，達(dá)到了當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)為 0 時(shí)方波驅(qū)動(dòng)蜂鳴器開始報(bào)警 ,起到了提示的作用 ,完成了預(yù)期的目標(biāo)。 （ 2）通過按鍵，完成 了甲乙兩隊(duì)的比分刷新與暫停的功能 當(dāng)進(jìn)行賽事計(jì)分時(shí)， A,B兩隊(duì)可以分別加一分，加兩分，進(jìn)行加分，當(dāng)需要扣分時(shí)，按減分鍵進(jìn)行減分，并當(dāng)交換場地時(shí)，能交換 A,B兩隊(duì)的比分。較好的完成了既定的加分減分功能。 籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 16 系統(tǒng)分析 通過硬件測試和軟件調(diào)試 ,本設(shè)計(jì)較好的完成了應(yīng)有的指標(biāo)和任務(wù)。實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)為核心主控外圍電路的想法，各個(gè)電路模塊在程序的控制下，基本實(shí)現(xiàn)了應(yīng)有的功能。 5 小結(jié) 本次設(shè)