【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 向I/O口。1）顯示器介紹同鍵盤一樣，顯示器也是人機(jī)交流的重要組成部分。計(jì)算機(jī)的運(yùn)行結(jié)果和運(yùn)行狀態(tài)可以通過顯示器顯示出來。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器有LED和LCD兩種方式。由于這兩種顯示器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，接口容易實(shí)現(xiàn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。兩者之間的區(qū)別：（1）二極本身發(fā)光， 液晶本身不發(fā)光，只是透射光。（2）二極管體積大，圖像質(zhì)量一般，適合作室外大屏幕，價(jià)格較低。液晶成本較高，面積無法做得很大，但圖像質(zhì)量很好，適合做顯示器。 （3）二極管耗電大，液晶耗電小。（4）二極管圖像刷新率低，液晶的高。在本次設(shè)計(jì)中采用LED顯示器。2）數(shù)碼管結(jié)構(gòu)與原理發(fā)光二極管LED（Light Emitting Diode）是一種通電后能發(fā)光的半導(dǎo)體器件，其導(dǎo)電性質(zhì)與普通二極管類似。LED數(shù)碼顯示器就是由發(fā)光二極管組合而成的一種新型顯示器件，但是由于低功耗的要求，LCD顯示器越來越被廣泛地使用。圖32 LED顯示器如圖32所示：LED數(shù)碼管顯示器是由8個(gè)發(fā)光二極管組成的，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的點(diǎn)或線段發(fā)光，將這些發(fā)光二極管排成一定的圖形，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就可以顯示出不同的字形和符號(hào)。單片機(jī)系統(tǒng)中常用的LED顯示器為七段顯示器，再加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，因此也可以把它稱之為八段數(shù)碼管顯示器。LED顯示器有兩種不同的形式：一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極都連在一起的，稱之為共陽(yáng)極LED顯示器；另一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極LED顯示器 。如圖33所示：圖33 (a)共陰LED (b)共陽(yáng)LED3） LED顯示器顯示方式點(diǎn)亮LED顯示器有兩種方式：一是靜態(tài)顯示；二是動(dòng)態(tài)顯示。在本次設(shè)計(jì)中，采用的是靜態(tài)顯示。這種電路的優(yōu)點(diǎn)在于：在同一時(shí)間可以顯示不同的字符；但缺點(diǎn)就是占用端口資源較多。在數(shù)據(jù)較多的時(shí)候，往往不采用這種設(shè)計(jì)，而是采用動(dòng)態(tài)顯示方式 。 CD4094芯片介紹在本次設(shè)計(jì)的計(jì)分電路中，我們使用集成電路CD4094。CD4094是8位移位寄存器，它主要完成串行輸入/并行輸出8位數(shù)據(jù)的功能，所以又叫8位串/并轉(zhuǎn)換器。圖34為CD4094的引腳圖： 圖34 CD4094引腳分布圖 74LS21芯片介紹本次設(shè)計(jì)中的比分校正電路采用四輸入與門74LS21來實(shí)現(xiàn)。74LS21是雙4輸入與門。在一個(gè)芯片里有兩個(gè)相同的單元，其中一個(gè)任何一個(gè)都是1/2斷口。同型號(hào)的74系列、74HC系列、74LS系列芯片，邏輯功能上是一樣的。、74HC、74LS系列芯片資料 。 774HC、74LS相關(guān)資料表系列電平典型傳輸延遲ns最大驅(qū)動(dòng)電流AHCCMOS8/8AHCTCOMS/TTL8/8HCCOMS258/8HCTCOMS/TTL258/8ACTCOMS/TTL1024/24FTTL15/64ALSTTL1015/64LSTTL1815/24 報(bào)警器1） 報(bào)警器的分類報(bào)警器的種類很多，比如：揚(yáng)聲器，蜂鳴器等，蜂鳴器有兩類品種。一類是壓電式，一類是電磁式，電磁式又有兩大品種，鐵振膜式和動(dòng)圈式，二者原理一樣只是結(jié)構(gòu)不同。所有蜂鳴器都有兩種類型：純蜂鳴器和帶驅(qū)動(dòng)的蜂鳴器，蜂鳴器都是用音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)的，都是交流驅(qū)動(dòng)。 2) 報(bào)警器工作原理本次設(shè)計(jì)采用的是電磁式蜂鳴器作為報(bào)警器。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、震動(dòng)膜片以及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)通過電磁線圈，使得電磁線圈產(chǎn)生了一個(gè)磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性的振動(dòng)發(fā)聲 。 振蕩電路本次設(shè)計(jì)要使用到AT89C51單片機(jī)的時(shí)鐘振蕩功能。AT89C51中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部震蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件與片外石英晶體或者陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。圖35 時(shí)鐘振蕩電路圖36 外部時(shí)鐘電路 計(jì)時(shí)電路的工作原理計(jì)時(shí)電路如圖37所示，主要由開關(guān)K5K7，單片機(jī)AT89C51，譯碼器以及LED顯示器構(gòu)成。 圖37 計(jì)時(shí)電路原理圖其工作過程如下：當(dāng)比賽準(zhǔn)備開始的時(shí)候，當(dāng)調(diào)時(shí)（十位）開關(guān)K5按下時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)低電平；立即數(shù)00H取出，同時(shí)對(duì)應(yīng)調(diào)分（十位），表示此時(shí)可以向調(diào)分（十位）的CD4511發(fā)送數(shù)據(jù)，但CD4511的輸出端不會(huì)有輸出，因?yàn)長(zhǎng)E=1時(shí)，CD4511鎖存。這時(shí)，送完后，將LE清零。這時(shí)便可以將要顯示數(shù)據(jù)的代碼經(jīng)過CD4511譯碼后，從輸出端ag輸出，送LED顯示器顯示即可。調(diào)時(shí)按鍵開關(guān)每按一次，數(shù)字自動(dòng)加1，直到調(diào)到需要設(shè)置的時(shí)間即可。 計(jì)分電路部分AT89C51單片機(jī)除了有4個(gè)8位并行口外，還有一個(gè)能同時(shí)進(jìn)行串行發(fā)送和接收的全雙工串行通信口。它能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，還能作為同步移位寄存器使用。球賽計(jì)分電路正是利用了AT89C51單片機(jī)串行口可以外接串行輸入并行輸出移位寄存作的功能來作為輸出口實(shí)現(xiàn)球賽比分刷新顯示的 。 串行接口工作原理AT89C51單片機(jī)片內(nèi)有一個(gè)串行I／O端口，通過引腳 RXD(P3．0)和TXD(P3．1)可與外設(shè)電路進(jìn)行全雙工的 串行異步通信 。 AT89C51單片機(jī)的串行端口有4種基本工作方式，通過編程設(shè)置，可以使其工作在任一方式，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合的需要。其中，方式0主要用于外接移位寄存器，以擴(kuò)展單片機(jī)的I／O電路；方式1多用于雙機(jī)之間或與外設(shè)電路的通信；方式2，3除有方式l的功能外，還可用作多機(jī)通信，以構(gòu)成分布式多微機(jī)系統(tǒng)。串行端口有兩個(gè)控制寄存器(SCON和PCON)，用來設(shè)置工作方式、發(fā)送或接收的狀態(tài)、特征位、數(shù)據(jù)傳送的波特率(每秒傳送的位數(shù))以及作為中斷標(biāo)志等。串行端口有一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器SBUF(在特殊功能寄存器中的字節(jié)地址為99H)，該寄存器為發(fā)送和接收所共同。發(fā)送時(shí)，只寫不讀；接收時(shí)，只讀不寫。在一定條件下，向SBUF寫入數(shù)據(jù)就啟動(dòng)了發(fā)送過程；讀SBUF就啟動(dòng)了接收過程。串行通信的波特率可以程控設(shè)定。在不同工作方式中，由時(shí)鐘振蕩頻率的分頻值或由定時(shí)器T1的溢出率確定，使用十分方便靈活 。 計(jì)分電路的工作原理計(jì)分電路主要由單片機(jī)AT89C51，串行/并行轉(zhuǎn)換器（CD4094），LED顯示器，74LS21以及按鍵開關(guān)組成。圖38 計(jì)分電路的原理圖其工作過程如下：按鍵開關(guān)K1K4組成甲、乙兩隊(duì)加減分控制。按鍵K1K4一端接地，另一端輸入與門74LS21的9腳，10腳，12腳，13腳，，。因?yàn)榘存I開關(guān)按下時(shí)為低電平 ，當(dāng)按鍵開關(guān)K1K4四個(gè)按鍵的任何一個(gè)按下時(shí)，與門的8腳輸出都會(huì)產(chǎn)生低電平使單片機(jī)中斷，從而使相應(yīng)LED顯示。 第四章 籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器軟件設(shè)計(jì) 籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的工作過程本次設(shè)計(jì)的程序流程圖如41：開始 定時(shí)清零甲乙兩隊(duì)分?jǐn)?shù)清零設(shè)置定時(shí)時(shí)間如：20分鐘Y 啟動(dòng)鍵是否按下N倒計(jì)時(shí)開始定時(shí)定時(shí)時(shí)間到否Y蜂鳴器響10秒 N Y 交換鍵是否按下暫停鍵是否按下 N N N KKKK4是否按下 Y甲乙兩隊(duì)交換分?jǐn)?shù)，并顯示 Y 對(duì)應(yīng)甲乙兩隊(duì)加減分?jǐn)?shù)圖41 程序流程圖首先在比賽之前，接通電源，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位，此時(shí)計(jì)時(shí)電路與計(jì)分電路中的共陰極數(shù)碼管全部顯示為0000和000 000；然后我們按照計(jì)時(shí)電路中的K5鍵來設(shè)置比賽時(shí)間的十位數(shù)，例如比賽時(shí)間上半場(chǎng)為20分鐘，則通過K5鍵，使數(shù)碼管1顯示“2”即可；再按下K6鍵，設(shè)置比賽時(shí)間的個(gè)位數(shù)，使數(shù)碼管2顯示“0”即可。一般比賽時(shí)間為40分鐘，所示只需要按下K5鍵顯示“4”，按下K6鍵顯示“0”即可。時(shí)間設(shè)置好時(shí)，等待賽程開始，當(dāng)裁判吹響哨聲時(shí)，啟動(dòng)計(jì)時(shí)，這時(shí)計(jì)時(shí)電路便開始工作，計(jì)時(shí)采用倒計(jì)時(shí)方式，即從20分鐘減為0表示上半場(chǎng)結(jié)束。上半場(chǎng)結(jié)束時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出10秒鐘響聲，通知上半場(chǎng)結(jié)束，這時(shí)按下K7鍵，便完成了甲、乙兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)交換。在整個(gè)賽程中，我們還要對(duì)兩隊(duì)比分進(jìn)行及時(shí)刷新，這時(shí)我們通過計(jì)分電路中的K1K4鍵完成此功能，K1和K2鍵完成甲隊(duì)加分