【文章內(nèi)容簡介】 段殘缺現(xiàn)象。當 BI =0時強迫顯示器消隱；當 LE=0時選通， LE=1時鎖存。 如圖 CD4511引腳分布圖。 圖 CD4511引腳分布圖 為了能 夠 正確使用此芯片，必須了解它的內(nèi)部邏輯關系，如 表 CD4511的邏輯功能表。 MC14495芯片為 BCD碼 —— 七 段 16進制譯碼驅(qū)動芯片。如圖 Motorola公司生產(chǎn)的 CMOSBCD—— 七 段 16進制譯碼器芯片，它具有鎖存、譯碼驅(qū)動等功能。它與CD4511主要區(qū)別是：它能對大于 9的二進制數(shù)譯碼。即它可以用字母 A， B， C， D， E，F(xiàn)來 顯示二進制數(shù) 10， 11， 12， 13， 14， 15，同時還有譯碼器輸入大于等于 10時的指 畢業(yè)設計（論文） 9 表 CD4511的邏輯功能表 輸入 輸出 LE BI LT D C B A a b c d e f g 顯示數(shù)字 0 1 1 1 1 1 1 1 B 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 5 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 6 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 7 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 9 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 示端（ h+1） 。當輸入數(shù)據(jù)大于 10時， h+1端輸出 “ 1”電平。另外還有輸入數(shù)據(jù)為 15時， 電路輸出 VCR為 0電平（其他輸入狀態(tài)時為高阻）的功能。電路內(nèi)部還有一個 290Ω 的限流電阻。 LE為選通端，電路中的鎖存器在 LED為 0時輸入數(shù)據(jù)，在 LE=1時鎖存數(shù)據(jù)。 MC14495引腳分布如圖 。 圖 MC14495引腳分布圖 畢業(yè)設計（論文） 10 表 MC14495的真 值表， 從表中可以看出，當顯示數(shù)據(jù)大于等于 10時， h+1端輸高電平。 表 MC14495的真值表 輸入 輸出 D C B A a b c d e f g h+1 顯示數(shù)字 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 2 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 3 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 4 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 5 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 6 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 7 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 8 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 9 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 A 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 B 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 C 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 D 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 E 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 F 通過上述比較，根據(jù)本設計的實際要求， 四 — 七段 BCD碼 硬件譯碼芯片 CD4511符合設計要求，且能完成譯碼任務，本設計選用 CD4511譯碼芯片。 畢業(yè)設計（論文） 11 第 3章 籃球賽計時計分器 的硬件設計 硬件是整個 籃球賽計時計分器 設計的基礎，怎樣選擇合 適 的器件 來 焊接 整個電路 十分關鍵，也 是 本章 敘述的 重點 。 除此之外 ，以下部分還會 分別 闡述 所選器件的特性和原理 ，以及它們所能實現(xiàn)的功能。 球賽計時計分器的工作 原理 整個籃球賽計時計分器的工作過程如下：首先在比賽之前，接通電源，系統(tǒng)自動復位，此時計時電路與計分電路中的共陰極數(shù)碼管全部顯示為 0000、 000 000和 00；然后按計時電路中的 K K6按鍵來設置比賽時間的十 位數(shù) 和個 位數(shù)，時間設置好時，等待賽程開始，當裁判吹響開 始哨聲時，立即按 K7鍵，啟動計時，這時計時電路便工作，計時采用倒計時方式。上半場結束時，蜂鳴器會發(fā)出 10秒鐘響聲，通知上半場 ,這時按一下 K7鍵，便完成了甲、乙兩隊的分數(shù)交換。在整個賽程中， 還要對兩隊比分進行及時刷新，這時 通過計分電路中的 K1～ K4鍵完成此功能， K1和 K2鍵完成甲隊加、減分， K3和 K4鍵完成乙隊加、減分。按鍵每按一下，表示加或減 1分。 由于加、減分本設計中 采用中斷完成，且加、減的中斷優(yōu)先權小于計時電路的中斷優(yōu)先權，所以不會對計時電路造成影響。如果在賽程過程中，一方教練申請暫停時，經(jīng)裁判批準 ， 立 即按 K7鍵，即可以暫停計時，暫停時間到時，再按 K7鍵繼續(xù)計時，直至上半場賽程結束，蜂鳴器會發(fā)出 10秒的響聲 ， 下半場同上半場一樣。 計時 電路的設計 在此 部分 電路 設計 中 ,為了節(jié)省單片機的端口，采用了硬件譯碼芯片 CD4511，可以實現(xiàn)穩(wěn)定顯示。選用 單片機的 P1口 為 控制 4位 LED的段選碼 ； P2口的 ～ 于控制 4位 LED位選碼。由于所有的段選碼連在一起，所以同一瞬間只能顯示同一種字符。但如果要顯示不同字符，則要借助位選口來控制， 本設計采用共陰顯示，所以只要 ～ 即可 。例如，現(xiàn)在要顯 示 5678四個數(shù)字，則首先應該將“ 5”的顯示代碼（共陰 LED的顯示代碼為 6DH）由 ～ 。然后 ～ 畢業(yè)設計（論文） 12 輸出相應位 選 碼（共陰 LED時 ～ 1000）時，則可以看到在數(shù)碼管 1上的顯示數(shù)字“ 5”。再將顯示的數(shù)字“ 5”延時 5～ 10ms，以造成視覺暫留效果；同時代碼由 ～ 。用同樣的方法將其余 3個數(shù)字“ 678”送數(shù)碼管 4顯示，最后則可以在 4位 LED上看到“ 5678”四個數(shù)字。為了使顯示效果穩(wěn)定，可以使每個數(shù)碼管顯示的數(shù)字不斷重復，當重復頻率達到一定程度 時，加之人眼視覺暫留作用，便可以看到相當穩(wěn)定的“ 5678”四個數(shù)字。 圖 圖 。 圖 模擬顯示 5678的過程圖 計時電路 的 工作 原理 計時電路主要由按鍵開關 K5～ K7，單片機 AT89C52，譯碼器以及 LED顯示器構成。其工作過程如下：當調(diào)時（十位）開關 K5按下時，產(chǎn)生一個低電平；立即數(shù) 00H取出，同時對應調(diào)分（十位）控制端 LE輸出高電平，表示此時可以向調(diào)分（十位）的 CD4511發(fā)送數(shù)據(jù)，但 CD4511的輸出端 a～ g不會有輸出，因為 LE=1時， CD4511鎖存。這時只要將 要顯示數(shù)據(jù)的代碼以 P1口的 ～ CD4511的輸入端 A～ D端，送完后，將 LE清零。這時便可以將要顯示數(shù)據(jù)的代碼經(jīng) CD4511譯碼后，從輸出端 a～ g輸出，送 LED顯示器顯示。 時間設置完后，啟動 單片機內(nèi)部 定時器 ， 開始定時計數(shù)。計時采用倒計時，比如：設置的時間為 45分鐘，則在 LED上顯示 4500四位數(shù)。定時計數(shù) 60秒后中斷返回，繼續(xù)定時計數(shù)下一個 60秒；同時則在 4位 LED顯示器上顯示 4459四位數(shù)，表示時間已過去 1秒鐘，即為 44分 59秒。這樣一直持續(xù)下去。直到變?yōu)椤?0000”時表示賽程結束。如 果比賽中，裁判叫暫停，則只要按一下 K7鍵，即可暫停計時。 計時電路的原理 如畢業(yè)設計（論文） 13 圖 ： 圖 計時電路的原理圖 賽程時間設置 在圖 ，按鍵開關 K K6用來設置賽程時間 ， 每按一次，數(shù)字自動加 1，直到調(diào)到需要設置的時間即時。 例 如：比賽時間上半場時間為 20分鐘，則通過按 K5鍵，使數(shù)碼管 1顯示“ 2”即可；再按 K6鍵，設置比賽時間的個位數(shù)，使數(shù)碼管 2顯示“ 0”即可。一般比賽時間為 40分鐘，所以只需要按 K5鍵使數(shù)碼管 1顯示“ 4”，按 K6使數(shù)碼管 2顯示“ 0”即可。時間設置好后，等待賽程開始。 當比賽結束時，如果由于一些特殊原因需增加比賽時間，這時增加比賽時間同樣由按鍵開關 K K6用來設置，且方法跟上面一樣，但一般情況下只需按 K6設置即可。因為加賽時間只有幾分鐘。 畢業(yè)設計（論文） 14 賽程時間 啟 /停 設置 當時間設置完后，比如設置賽程時間為 45分鐘，則在圖 LED顯示器上則顯示為 4500， 45表示分鐘， 00表示秒鐘。這時，如果裁判吹響開始哨聲時，則應立即按下按鍵 K7，表示賽程開始，計時顯示則由 4500變 成 4459， 4458??一直計為0000時表示賽程結束。如圖 ，按鍵 K7為賽程啟動和暫?？刂啤? 計分 電路的設計 8051系列單片機除了有 4個 8位并行口外，還有一個能同時進行串行發(fā)送和接收的全雙工串行通信口。它能同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，還能作為同步移位寄存器用。 球賽計分電路正是利用了 89C52單片機串行口可以外接串行輸入并行輸出移位寄存作為輸出口來實現(xiàn)球賽比分刷新顯示的。 計分電路的工作原理 計分電路主要由單片機 AT89C5串 /并轉(zhuǎn)換器、 LED顯示器、 74LS21以及按鍵開關組成。其工作過程如下：按鍵開關 K1～ K4組成甲、乙兩隊加減分控制。按鍵開關K1～ K4一端接地，另一端輸入與門 74LS21以及單片 機 AT89C52的 、 、 、。當 K1～ K4四個按鍵的任何一個 按下時，與門的 8腳輸出都會產(chǎn)生低電平使單片機發(fā)生中斷， 同時與單片機相連的對應端口也會產(chǎn)生一個低電平， 從而使相應 LED顯示，其工作原理如圖 。 比分交換控制 的實現(xiàn) 比分交換控制由圖 K7鍵完成。因為比分交換是在上半場賽程結束后進行的，也就是說比分交換受賽程時間控制，只有當上半場計時器指示為 0000時，按K7鍵，則會自動交換甲、乙兩隊分數(shù)。如果上半場賽程時間沒有到 0000時，則此時按下 K7鍵，只會暫停比賽， 不能交換分數(shù)。如果要繼續(xù)賽程，再按一次 K7即可。因此， K7鍵完成三重功能，即：啟動、暫停、比分交換。 比分刷新控制 器 由于在比賽中，甲、乙兩隊的比分是不斷變化的，所以需設置比分刷新控制裝 畢業(yè)設計（論文） 15 圖 計分電路原理圖 置；此部分功能由圖 K1～ K4完成： K1鍵：完成甲隊加 1分操作； K2鍵：完成甲隊減 1分操作； K3鍵：完成乙隊加 1分操作； 畢業(yè)設計（論文） 16 K4鍵：完成乙隊減 1分操作。 比分校正控制電路 比分校正控制電路由四輸入與門 74LS21和 4個按鍵組成，其中 K K2鍵接 74LS21的 10腳，完成甲隊加、減分控制； K K4鍵接 74LS21的 1 13腳，完成乙隊加、減分控制。有關 74LS21集成電路的引腳分布圖及內(nèi)部構造如圖 。 圖 74LS21引腳分布圖 74LS21芯片的主要控制引腳說明： 14腳為電源腳。 7腳接地。 1 13為與門輸入腳。 8腳為與門輸出腳。 報警電路設計 本設計 采用 壓 電蜂鳴器作為報警的音響器件， 當 1時， 7406的輸出為低電平 0，使壓電蜂鳴器引線獲得將近 5V的直流電壓，而產(chǎn)生蜂鳴音。當 輸出低電平 0時， 7406的輸出端升高到約 5V，壓電蜂鳴器兩引線間的直流電壓降至接近 0V，發(fā)聲停止。 其工作原理 如圖 。 圖 7406驅(qū)動報警電路 當比賽結束時，系統(tǒng)會自動發(fā)出 10秒鐘報警聲，提示賽程結束。 畢業(yè)設計（論文） 17 單片機的選擇 單片機自從問世以來 就 一直是工業(yè)檢測、控制應用的主角。市場上常用的單片機有 Intel 公司的 MCS51 系列，日本松下公司的 MN6800 系列等。其中， MCS51由于單片機應用系統(tǒng)具有體積小，可靠性高，功能強，價格低等特點，很容易 作為產(chǎn)品 進行生產(chǎn) 而更受青睞。 然而作為本系 統(tǒng)的核心元件，選擇哪一型號的 MCS51 系列單片機 顯得尤為關鍵， 下面 就逐個進行 比較 ： 8031 單片機片內(nèi)不帶程序存儲器 ROM，使用時需外接程序存儲器和一片邏輯電路 74LS373，外接的程序存儲器多為 EPROM 的 2764 系列。用戶若想對寫入到EPROM 中的程序進行修改，必須先用一種特殊的紫外線燈將其照射擦除，之后再可寫入。寫入到外接程序存儲器的程序代碼沒什么