基于51單片機(jī)的籃球比賽計(jì)分計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-16 13:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 0FFFH時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器指令。當(dāng)為低電平時(shí)，CPU只執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器指令。復(fù)位信號(hào)RST：該信號(hào)高電平有效，在輸入端保持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平后，就可以完成復(fù)位操作。P0口（～）：該端口為漏極開路的8位準(zhǔn)雙向I/O口，它為8位地址線和8位數(shù)據(jù)線的復(fù)用端口，使用時(shí)需接外部上拉電阻。在訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，它作存儲(chǔ)器的低8位地址線。P1口（～）：它是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，作為輸入口使用時(shí)，應(yīng)先向其內(nèi)部鎖存器寫1。P2口（～）：它為一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，作為輸入口時(shí)同樣需先向其內(nèi)部鎖存器寫1。在訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，它作存儲(chǔ)器的高8位地址線。P3口（～）：P3口同樣是內(nèi)部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，P3口除了作為一般的I/O口使用之外，其還具有第二引腳功能，具體如表31所示。表31 P3口線的第二功能口線特殊功能信號(hào)名稱RXD串行輸入口TXD串行輸出口INT0外部中斷0輸入口INT1外部中斷1輸入口T0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0外部輸入口T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1外部輸入口WR寫選通輸出口RD讀選通輸出口為51系列單片機(jī)系統(tǒng)提供的電源為穩(wěn)定的5V直流電源。本例用一個(gè)7805芯片為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的5V直流電源。7805穩(wěn)壓芯片能提供多種固定的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣。其內(nèi)部含過熱保護(hù)，短路保護(hù)，輸出電流可達(dá)1A。雖然該芯片是固定穩(wěn)壓電路，但使用不同的外接元件，可獲得不同的電壓輸出。25℃時(shí)輸出電壓范圍為5～18V。本系統(tǒng)7805的輸入電壓為9V直流電壓。9V直流電壓可用普通干電池提供，也可以用市面上很容易買到的普通變壓器提供。7805對(duì)輸入電壓要求不高，但輸入電壓一般應(yīng)大于所需輸出電壓2V以上。在7805與9V電源之間用一個(gè)橋堆2W10來提高系統(tǒng)的安全性。2W10能提供正向最大電流1A，最大反向峰值電壓50V，能夠有效避免電源反接或電源不穩(wěn)定給系統(tǒng)帶來的安全隱患。7805的5V調(diào)控輸出采用生產(chǎn)該芯片的公司提供的經(jīng)典電路。在輸出端5V電壓處接一個(gè)紅色發(fā)光二極管來做為電源指示燈。具體電氣連接如圖23所示。圖33 系統(tǒng)電源本系統(tǒng)設(shè)計(jì)除復(fù)位按鍵外共配置了8個(gè)獨(dú)立鍵盤來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的控制8個(gè)獨(dú)立鍵盤分別為ssssssss8，分別連接到單片機(jī)的P1口的低四位和高四位1。配合程序設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)初始化時(shí)等待配置比賽時(shí)間，通過按下s1和s2分別顯示甲隊(duì)、乙隊(duì)的成績，按下s3暫停計(jì)時(shí)，按下s4繼續(xù)計(jì)時(shí)，按下s5為進(jìn)球隊(duì)加分，未按下s5則為加錯(cuò)的隊(duì)減分，按下sss8，則按照s5的操作分別為相應(yīng)隊(duì)加減1分、2分、3分。這種設(shè)計(jì)使系統(tǒng)能應(yīng)用于不同比賽時(shí)間規(guī)格的各種場合當(dāng)中，使系統(tǒng)產(chǎn)品的用途更加廣泛。設(shè)置時(shí)間結(jié)束后進(jìn)入正常計(jì)時(shí)計(jì)分模式。其中s s2用來調(diào)節(jié)閃爍光標(biāo)的位置，以標(biāo)識(shí)當(dāng)前球隊(duì)處于分?jǐn)?shù)刷新模式狀態(tài)下，光標(biāo)不閃爍表明退出刷新。 圖34 鍵盤接口晶振電路在單片機(jī)系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。在一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，時(shí)鐘是保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)振蕩定時(shí)信號(hào)，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機(jī)系統(tǒng)工作的快慢。根據(jù)不同需要可以采用不同頻率的晶振，這里采用12MHZ的晶振，另外有兩個(gè)30pF的電容，兩晶振引腳分別連到XTAL1和XTAL2振蕩脈沖輸入輸出引腳。具體連接圖如圖25所示。圖35 晶振電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。除進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，可以按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)，也可以通過監(jiān)視定時(shí)器來強(qiáng)迫復(fù)位。RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位電路在這里采用的是上電加按鍵復(fù)位電路形式，具體連接電路如圖36。 圖 36 復(fù)位電路。前三節(jié)結(jié)束時(shí)蜂鳴器發(fā)聲，按下開始鍵開始下一節(jié)比賽，同時(shí)蜂鳴器停止發(fā)聲。四節(jié)比賽結(jié)束后蜂鳴器由沉寂轉(zhuǎn)為發(fā)聲。具體連接電路圖如圖37所示。圖37 報(bào)警電路連接圖 LED顯示模塊本設(shè)計(jì)采用CD4511數(shù)碼管顯示。通過74LS164實(shí)現(xiàn)串入并出（如圖38），第一行數(shù)碼管用來計(jì)時(shí)，前兩位顯示分鐘，后兩位顯示秒數(shù)，設(shè)置好比賽時(shí)間后開始顯示。本程序中設(shè)置為4節(jié)比賽，程序初始化后通過鍵盤來設(shè)置單節(jié)比賽時(shí)間。第二行用甲和乙來區(qū)別比賽雙方，并分別用前后兩位顯示雙方得分。圖39所示為LED數(shù)碼管的電路連接圖。圖38 74LS164串入并出原理圖圖38 LED數(shù)碼管電路連接圖軟件的編程設(shè)計(jì)是單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心部分，也是能否實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的關(guān)鍵。單片機(jī)編程常用的語言是C語言和匯編語言，最終都要轉(zhuǎn)為Intel HEX格式或二進(jìn)制格式(Binary)文件寫入單片機(jī)芯片內(nèi)。此次我組使用的是匯編語言進(jìn)行編程設(shè)計(jì)。 軟件設(shè)計(jì)環(huán)境介紹Keil是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能、結(jié)構(gòu)、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢。Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具，也是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)。Proteus軟件擁有豐富的資源，支持智能原理圖設(shè)計(jì)，具有完善的電路仿真和獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能，一鍵便可進(jìn)入ARES的PCB設(shè)計(jì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。Microsoft Visio 2007 是微軟公司出品的一款的軟件，Microsoft Visio是Windows 操作系統(tǒng)下運(yùn)行的流程圖軟件，它現(xiàn)在是Microsoft Office軟件的一個(gè)部分。它有助于 IT 和商務(wù)專業(yè)人員輕松地可視化、分析和交流復(fù)雜信息。它能夠?qū)㈦y以理解的復(fù)雜文本和表格轉(zhuǎn)換為一目了然的 Visio 圖表。該軟件通過創(chuàng)建與數(shù)據(jù)相關(guān)的 Visio 圖表（而不使用靜態(tài)圖片）來顯示數(shù)據(jù)，這些圖表易于刷新，并能夠顯
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