【導讀】的籃球計時計分系統(tǒng)。本系統(tǒng)可滿足倒計時方式顯示單節(jié)比賽剩余時間，可暫停，顯示雙方得分，按鍵輸入修改分值，如有錯誤可進行分值的相應修改。結束時有聲音提示。系統(tǒng)符合一般籃球賽計時器的工作要求。采用數(shù)碼管顯示器。統(tǒng)中得到越來越廣泛的應用，而且有利于硬件實物的成功。設計的主要方法主要。求，最后把整體電路搭建完成做最后的測試和調(diào)試。

　　

【正文】 能提供所 有元件封裝。如果發(fā)現(xiàn)元件封裝庫中沒有需要的元件，可以自己動手設計元件封裝。 5. 設計 PCB在確認原理圖沒有錯誤之后，就可以開始 PCB板的繪制工作了。首先根據(jù)系統(tǒng)設計和工藝要求，繪制 PCB板輪廓，并確定 PCB的工藝要求 (如使用幾層板，加工精度等 )；然后將原理圖傳輸?shù)?PCB板中來，在網(wǎng)絡表、設計規(guī)則和原理圖的引導下布局和布線；最后利用 DRC(設計規(guī)則檢查 )工具查錯。 6. 生成報表并打印 :文檔整理是非常有必要的，良好的文檔給今后的維護、改進都會帶來極大的方便。需要打印的文檔包括原理圖、 PCB圖的 絲印層以及器件清單文件等各種報表文件，這些報表也是重要的工藝設計文件。設計文件應以磁盤文檔的方式保存。 Protel DXP設計環(huán)境 當用戶啟動 Protel DXP后，系統(tǒng)將進入 Protel DXP管理器設計環(huán)境(Design Explorer)，如圖 ，所有 Protel DXP功能都是從這個環(huán)境啟動的。 Protel DXP設計環(huán)境與以前各個版本的設計環(huán)境有些不同，它采用的是 Windows XP風格的界面。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 21 圖 Protel DXP的設計環(huán)境 Protel DXP組成 在 Protel DXP設計環(huán)境下，單擊菜單【 File】 /【 New】命令，從【 New】子菜單中可以選擇建立項目文件，包括 PCB、 Schematic、 FPGA、 VHDL以及相關的庫 (Library)文件。 【 New】子菜單如圖 。 (1) Schematic(原理圖 )設計編輯。選中【 File】菜單中的【 Schematic】命令，即可啟動原理圖設計的模塊，進行原理圖的繪制工作。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 22 (2) VHDL程序的編寫。選中【 VHDL Document】命令，即可啟動 VHDL程序的編寫模塊。 (3) PCB的設計制作。選中【 PCB】命令，即可啟動印制電路板的設計模塊。 (4) 原理圖元件庫的生成。選中【 Schematic Library】命令，即可打開生成和管理元件庫的模塊進行相應的工作。 (5) PCB庫的生成。選中【 PCB Library】命令，即可啟動封裝庫的生成模塊。 (6) PCB項目。執(zhí)行【 PCB Project】命令可以打開或生成一個印制電路板 (PCB)設計項目，在該項目中可以添加原理圖的繪制 、 PCB印制板的設計和 VHDL程序的編寫模塊設計工作。 (7) FPGA項目。執(zhí)行【 FPGA Project】命令可啟動現(xiàn)場可編程門陣列項目設計模塊，在其中也可以添加原理圖的繪制、 PCB的設計、 VHDL程序的編寫模塊設計工作。 (8) 集成化庫文件的管理。執(zhí)行【 Integrated Library】命令可以啟動集成化庫文件的管理模塊，包括具有與 PCB管腳定義、 Spice和信號完整性模塊相關的原理圖庫文件。 (9) 嵌入式設計項目的生成。執(zhí)行【 Embedded Project】命令可以啟動嵌入式系統(tǒng)項目設計模塊，在其中也可以添加原理圖的繪制、 PCB的設計、 VHDL程序的編寫模塊設計工作。 (10) Text Document。執(zhí)行該命令可啟動一個文本文件編輯模塊。 (11) CAM Document。執(zhí)行該命令可啟動一個 CAM(計算機輔助制造 )文件生成模塊。 Protel DXP的文件管理 Protel DXP將所有的設計文檔保存為獨立的文件，可以使用 Windows資源管理器找到它們。項目文件中包含指向它們的連接和必要的項目維護 信息。因此，在以后的敘述中，文檔和文件表示同一個意思，不再區(qū)分。 在 Protel DXP中，設計文檔的擴展名不再沿用以前的擴展名，具體參見表 。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 23 表 Protel DXP設計文檔擴展名 .1 創(chuàng)建一個新文件項目 (Project) 在圖 Protel DXP的設計環(huán)境下，執(zhí)行菜單命令【 File】 /【 New】 /【 PCB Project】，如圖 。執(zhí)行了這命令之后， Protel DXP就創(chuàng)建了一個新的 PCB項目，并使用了缺省的名字“ PCB ” 。從集成環(huán)境左側的項目管理器【 Projects】面板中可以看到這個新建的項目，如圖 。 圖 新建的項目 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 24 保存項目文件 執(zhí)行菜單命令 【 File】 /【 Save Project As】，在彈出如圖 保存項目文件對話框中選擇合適的路徑，并修改文件名 “ ” 。這樣，一個新的項目文件創(chuàng)建完畢，如圖 。 圖 新建項目 圖 保存項目對話框 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 25 圖 新項目文件 .3 在項目中創(chuàng)建 一個新的 PCB文件 剛才創(chuàng)建的是新項目，現(xiàn)在需要往這個項目中添加文件?？梢蕴砑拥奈臋n類型很多，有原理圖、原理圖庫、 PCB庫和 VHDL文檔等，詳細的內(nèi)容會在以后各章講解。下面介紹添加一個 PCB文檔的方法。 在如圖 ，當前項目的名字已經(jīng)換成了“ ” 。執(zhí)行菜單【 File】 /【 New】 /【 PCB】命令， Protel DXP就會直接在當前項目中添加一個新的 PCB文檔，并且使用缺省的文件名“ ” 。通過執(zhí)行菜單【 File】 /【 Save As】命令， 可以將這個文檔重新命名為“ ” 保存，如圖 。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 26 圖 創(chuàng)建新的 PCB文件 .4 在項目中創(chuàng)建一個新的原理圖文件 在如圖 ，執(zhí)行菜單命令【 File】 /【 New】 /【 Schematic】， Protel DXP就會直接在當前項目中添加一個新的原理圖文檔，并且使用缺省的文件名“ ” 。通過執(zhí)行菜單【 File】 /【 Save As】命令，可以將這個文檔重新命名為“ ” 保存，如圖 。 圖 創(chuàng)建新的原理圖文檔 按照同樣的方式，往這個項目中加入一些其他類型的文檔，此時設計環(huán)境左側的項目面板如圖 ?？梢钥闯?， Protel DXP將文檔按類型在項目南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 27 面 板中分類列出。 圖 項目面板中的各類文檔 .5 打開文檔和切換文檔 在如圖 ，用鼠標分別單擊文檔的名字就可以打開這個文檔，目前它們都是空文件?？梢园凑諆煞N方法切換當前正在編輯的文件：一種方法是單擊圖 ，另一種方法是單擊如圖 的文件名選項。圖 名選項可以通過按鈕來移動。 圖 通過文件名選項切換當前編輯文件 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 28 .6 從項目中去除文件 在如圖 ，用右鍵單擊欲刪除的文件，彈出如圖。在菜單中選擇【 Remove from Project】選項，并在如圖 按扭，即可將此文件從當前項目中刪除。 圖 刪除文件 圖 確認刪除提示框 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 29 .7 將文件加入項目 自由文檔也可以加入項目中。在如圖 ，用右鍵單擊欲加入項目的文檔，彈出如圖 ，在菜單中選擇【 Add to Project】選項即可。 圖 自由文檔 圖 把自由文件加入項目 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 30 基于單片機系統(tǒng)的籃球賽計時計分器的系統(tǒng)構成框圖如圖所視 。 圖 硬件電路設計 本系統(tǒng)采用單片機 STC89C51作為本設計的核心元件。利用共陰 LED作 為顯示器件。 在本次設計中，共接入四個 共陰 LED顯示器，其中 兩 個用于計錄甲、乙兩隊的分數(shù)，每隊 2個 LED顯示器分數(shù)范圍可達到 0— 999分，足夠滿足賽程需要。另外 2個 LED顯示器則用于計錄賽程的時間，其中 1個用于顯示分鐘 秒鐘 ； 1個用于顯示 24秒計時 。賽程計時采用倒計時方式。即比賽前將時間設置好，比賽開始時啟動計時，直至計時到零為止。根據(jù)設計，計時范圍可達 0— 99分鐘，也完全滿足賽程的需要 。 其次，為了配合計時器和計分器校正、調(diào)整時間和比分，特定在本設計中設立了 16個按鍵。其中 6個 分別用于輸入甲、乙兩隊的分數(shù)；其他 則用于完成設 置、調(diào)整、啟動和暫停賽程時間等功能 [4]。 （ 16個矩陣鍵盤沒有完全應用） 本系統(tǒng)在設計的過程中主要選取了以下一些器件： 單片機： STC89C51 鎖存器 芯片： SN74HC573AN 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 31 顯示器件： 4位 共陰 數(shù)碼管 按鍵：歐姆龍按鍵 在 34所示的計時電路中。按鍵開關 K K6用來設置賽程時間。比賽時間 預設 時間 為 12分鐘， 通過按鍵 K5鍵， 比賽分鐘加一 ；再按 K6鍵，設置比賽分鐘減一 。 通過按鍵 K7鍵， 秒鐘加一 ；再按 K8鍵，秒鐘減一 。 從而達到比賽時間調(diào)整的效果。 時間設置 好后，等待比賽開始。 當比賽結束時，如果由于一些特殊原因需要增加比賽時間，這時增加比賽時間同樣由按鍵 K K K K8來設置，并且設置方法與上面所述一樣 ，但一般情況下只需要按 K5鍵來設置即可，因為加時比賽一般只有幾分鐘而已。 24秒 時間設置 比賽時還有一項時間需要倒計時，那就是 24秒進攻時間， 當比賽開始， 24秒自動倒計時，當一方隊伍進球或換另一方進攻時是按下鍵 K1， 24秒刷新再次倒計時，當比賽時間還剩不到 24秒時，會自動轉(zhuǎn)成剩下的時間， 體現(xiàn)比賽的課觀賞性和實際性。 啟動 / 暫停設置 當時間設置完成后，比如設置賽程時間為 12分鐘，則在圖 34所示的 LED 顯示器上顯示為 1200， 12表示分鐘， 00表示秒鐘。這時，如果裁判吹響開始的哨聲時，則應立即按下按鍵 K7，表示賽程開始，計時顯示則由 1200 變成 1259， 1258??一直計時直到計為 0000時表示賽程結束，按下 K7的同時 24秒也暫停。 按鍵 K2為賽程啟動和暫?？刂啤? 比分交換控制由圖 K3鍵完成。則此時按下 K3鍵， 就能 交換分數(shù)。 由于在比賽中，甲、乙 兩隊的比分是不斷在變化的，所以需要設置比分刷 新控制裝置；此部分功能由圖所示的計分電路中的按鍵開關 K1~~K4來完成的： K1鍵：完成甲隊加 1分操作 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 32 K1鍵：完成甲隊加 2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 K3鍵：完成乙隊加 2分操作 K4鍵：完成乙隊減 1分操作 計時計分顯示器是采用七段共陰 LED顯示器來顯示的。其中計分是用 2個 LED 顯示器， 顯示格式為 0000和 0000。計時采用 2個 LED顯示器， 顯示格式為 和 。 當比賽結束時，系統(tǒng)會自動發(fā)出鐘報警聲，提示賽程結束 ，同時紅色 LED亮起表示比賽結束 。 這次設計的核心是：如何運用 STC89C51單片機， 74HC573鎖存器 芯74HC5738位移位寄存器。 四位 共陰 LED顯示數(shù)碼管等電子元件完成顯示設計在電路上的實現(xiàn)。從理論上說，不論顯示圖形還是文字，只要控制與組成這些圖形和文字的各個點所在位置對應的 LED器件發(fā)光，就能得到結果。 本次設計采用的是動態(tài) 驅(qū)動方式。 所謂動態(tài) 驅(qū)動，就是每一個顯示器都 不需要占用單獨的具有鎖存功能的 I/O接口用于筆 劃段字形代碼。這樣單片機 每次顯示需要刷新，先選擇位碼，在選擇斷碼，這樣就能用盡量少的線來顯示更多的東西 ， 因此，使用這種方法單片機中 IO口 的開銷小。 這種電路的優(yōu)點在于： 節(jié)省單片機資源；但缺點就是刷新需要時間，會出現(xiàn)重影等現(xiàn)象 [1][8]。 下面是用 DXP畫的總體電路圖： 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 33 圖 硬件電路設計 最小系統(tǒng)板 電路部分 最小系統(tǒng)板電路 原理圖 部分 圖 單片機最小系統(tǒng)版 本次設計要使用到 STC89C51單片機的時鐘振蕩功能。 STC89C51中有一個南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 34 用于構成內(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。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或者陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器。 振蕩電路如下圖所示 : 圖 時鐘振蕩電路 如圖 36，外接石英晶體或者陶瓷諧振器以及電容 C1， C2接在放大器的反 饋電路中構成并聯(lián)諧振電路。諧振器本身對外接