【導(dǎo)讀】內(nèi)5人制足球比賽計分計時系統(tǒng)。片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲單元。本設(shè)計中搭建了很多。89C51單片機相關(guān)電路，包括了利用單片機復(fù)位電路，時鐘電路等。芯片能將串行輸入的8位數(shù)字，轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿休敵龅?位數(shù)。在測試系統(tǒng)的軟件部分，利用了Proteus搭建了系統(tǒng)的仿真電路。系統(tǒng)軟件采用C51單片機專用語言編寫，利用Keil51編譯器編譯，產(chǎn)生。的目的代碼的運行速度高，所需存儲空間小。Keywords：FutsalGame；SCM89C51；74HC595；SegmentDisplays

　　

【正文】 if（ S9==0） { while（ !S9）； TR0=~TR0； //定時器暫停 /繼續(xù)工作 } } 切換隊伍按鍵（ S10）： if（ S10==0） //切換加分減分隊伍 { Delay_MS（ 1000）； if（ S10==0） { while（ !S10）； Flag_Score=~Flag_Score； } } 顯示子程序 顯示 的過程是動態(tài)掃描的過程， 實際上就是不停的輪流給 數(shù)碼管 加驅(qū)動電壓。就是在給其中一個 數(shù)碼管 加驅(qū)動電壓的時候它是亮的，而其他的是暗的，但由于數(shù)碼管暗 下來需要一定的時間，當(dāng)它還沒有完全暗下來的時候，系統(tǒng)又給它施加驅(qū)動電壓了，同時人眼具有 視覺暫留 特點，所以我們看到的就是穩(wěn)定的亮的數(shù)字了。 本次設(shè)計中顯示時間的四位一體數(shù)碼管和兩個顯示比分的二位一體數(shù)碼管是通過 74HC595 進行動態(tài)掃描的，而兩個顯示犯規(guī)的數(shù)碼管則 是直接連接在單片機的 和 端口上。顯示函數(shù)的程序如下所示： void Display（） //顯示函數(shù) { P0=LED_DATE[time_m/10]； //得出時間千位 HC595（ HC595_ScanDATE[0]）； Delay_MS（ 200）； P0=0xff； //消隱 P0=LED_DATE[time_m%10]； //得出時間百位 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 26 HC595（ HC595_ScanDATE[1]）； Delay_MS（ 200）； P0=0xff； //消隱 P0=LED_DATE[time_s/10]； //得出時間十位 HC595（ HC595_ScanDATE[2]）； Delay_MS（ 200）； P0=0xff； //消隱 P0=LED_DATE[time_s%10]； //得出時間最個位 HC595（ HC595_ScanDATE[3]）； Delay_MS（ 200）； P0=0xff； //消隱 P0=LED_DATE[A_Score/10]； //得出 A 隊得分十位 HC595（ HC595_ScanDATE[4]） ； Delay_MS（ 200）； P0=0xff； //消隱 P0=LED_DATE[A_Score%10]； //得出 A 隊得分個位 HC595（ HC595_ScanDATE[5]）； Delay_MS（ 200）； P0=0xff； //消隱 P0=LED_DATE[B_Score/10]； //得出 B 隊得分十位 HC595（ HC595_ScanDATE[6]）； Delay_MS（ 200）； P0=0xff； //消隱 P0=LED_DATE[B_Score%10]； //得出 B 隊得分個位 HC595（ HC595_ScanDATE[7]）； Delay_MS（ 200）； P0=0xff； //消隱 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 27 HC595（ HC595_ScanDATE[8]）； P0=LED_DATE[A_Foul]； //A 隊犯規(guī) AF = 1； Delay_MS（ 500）； AF = 0； P0=0xff； // 消隱 P0=LED_DATE[B_Foul]； //B 隊犯規(guī) BF = 1； Delay_MS（ 500）； BF = 0； P0=0xff； // 消隱 } 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 28 第 4 章 系統(tǒng)運行及測試結(jié)果分析 本章主要介紹系統(tǒng)樣應(yīng)用結(jié)果，并對結(jié)果進行分析。 將從下面幾方面 ① keil程序調(diào)試及 Proteus 仿真 ② 實物完成 ③ 實際電阻測量及結(jié)果分析 keil 程序調(diào)試及 Proteus 仿真 本系統(tǒng)的調(diào)試主要以軟件為主，其中，系統(tǒng)電路圖的繪制和仿真我采用的是 Proteus 軟件，而程序方面，采用的是匯編語言，用 Keil 軟件將程序?qū)懭雴纹?機。 按照第三章程序框圖所示編寫程序之后 ，將程序在 keil 中編譯生成 .hex 文件。在 Proteus 面板上畫出系統(tǒng)的電路圖。 Keil 中生成的 .hex 文件下載到仿真圖中的單片機內(nèi)進行仿真。 下載程序的步驟： 雙擊仿真圖中的芯片出現(xiàn)下面窗口 圖 41 程序下載窗口截圖 1 選擇 keil C 產(chǎn)生 文件如下窗口 圖 42 程序下載窗口截圖 2 點擊打開，然后點擊 ok。程序便下入仿真圖芯片中。 圖 43 仿真窗口截圖 然后點擊仿真界面左下角開始鍵即可進行仿真。 仿真結(jié)果 ： 仿真后，主要出現(xiàn)了一個問題那就是 當(dāng)點擊開始仿真按鈕之后，顯示犯規(guī)數(shù)的數(shù)碼管不會顯示初始數(shù)字“ 0”，出現(xiàn)錯誤，如下圖所示： 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 29 圖 44 圖片描述 研究程序后發(fā)現(xiàn)在 給出數(shù)碼管高電平（ =1）之后沒有隨 后給出低電平（ =0），修改完程序如下所示： P0=LED_DATE[A_Foul]； //A 隊犯規(guī) AF = 1； Delay_MS（ 500）； AF = 0； 之后順利的解決這個問題，數(shù)碼管顯示出正確的數(shù)字 系統(tǒng)中存在一些缺陷需要完善，例如 倒計時不會自動開始，在暫停計時的時候，無法進行比分以及犯規(guī)數(shù)的加減。研究程序之后，發(fā)現(xiàn)之前編寫的程序是讓我在按下暫停 /繼續(xù)鍵（ S9）之后才開始計時的，而比分、犯規(guī)加減鍵則是為了防止沒有開始倒計時，不小心觸碰到而加了下面這樣的程序語句： if（ TR0==1） //判斷是否開始，以免還未開始有誤按 所以， 完善 的方法也很簡單，將暫停 /繼續(xù)鍵（ S9）多余的功能程序刪除，在主程序 main 函數(shù)加入“ TR0=1”這個語句，就能讓系統(tǒng)自動開始倒計時了。 實物完成及實物調(diào)試 在仿真成功之后，著手完成真正的實物制作，采用的是網(wǎng)孔電路板焊接器件，按照電路圖排版。完成后通過單片機開發(fā)版和 STCISP 軟件實現(xiàn) 單片機對 .hex 文件的 下載。 實際中使用的單片機為 STC89C52。 電路板實物測試結(jié)果 程序 編譯成功后下載到單片機中上電測試， 顯示時間的四位一體數(shù)碼管以及顯示分?jǐn)?shù)的二位一體數(shù)碼管出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，顯示犯規(guī)數(shù)的數(shù)碼管不亮，按下蜂鳴器響 （ S7）鍵后，蜂鳴器沒有任何響聲。其他的功能跟仿真時相同，沒有任何問題。 數(shù)碼管閃爍的解決方案 發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管的閃爍較為嚴(yán)重，經(jīng)過去上網(wǎng)查閱相關(guān)的資料和某些單片機論基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 30 壇上的材料，可能是以下的原因： ① 既然 是動態(tài)顯示，那么一定要反復(fù)的輸出顯示數(shù)據(jù)，當(dāng)輸出顯示數(shù)據(jù)之間的時間間隔太小時，就會出現(xiàn)閃爍！最好的問題就是用靜態(tài)的，否則就要讓間隔時間很小 。 ② 只要刷新速度高于 20 次 /秒，就沒問題 ， 保證頻率了，如何掃描不均勻的話也可能會閃爍 。 ③ 有新數(shù)據(jù)的時候才更新顯示緩沖區(qū)，否則就不更新 。 了解到上述原因之后， 修改顯示程序中每個數(shù)碼管的延時程序的數(shù)值，從講最初的延時數(shù)值 500 修改為 300，之后重新下載程序到單片機上，發(fā)現(xiàn)還是出現(xiàn)閃爍，但是 數(shù)碼管顯示比之前穩(wěn)定 ，最后將數(shù)值改為 200， 數(shù)碼管的顯示比較穩(wěn)定，基本無閃爍現(xiàn)象。 數(shù)碼管 不亮 的解決方案 發(fā)現(xiàn)了 顯示犯規(guī)數(shù)的兩個數(shù)碼管不亮，經(jīng) 過請教 導(dǎo)師 以及同學(xué) ，可能是 單片機端口的驅(qū)動能力不夠的原因，因為其他數(shù)碼 管都是通過 74HC595 芯片驅(qū)動的，可能的解決方案有： ① 讓單片機的端口輸出低電平，利用三極管將低電平轉(zhuǎn)換為高電平，驅(qū)動數(shù)碼管。 ② 在驅(qū)動端口與電源間串聯(lián)電阻，增加驅(qū)動能力。 最后選擇了第二個方案進行調(diào)整，成功點亮了數(shù)碼管，數(shù)碼管能正確顯示出犯規(guī)數(shù)字。 蜂鳴器不響 的解決方案 之前仿真電路中，驅(qū)動蜂鳴器的電路如圖 45 所示： 圖 45 驅(qū)動蜂鳴器錯誤電路 因為單片機 端口驅(qū)動能力不足以讓蜂鳴器發(fā)聲，所以蜂鳴器不響。后來采用了 如圖 46 的電路： 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 31 圖 46 驅(qū)動蜂鳴器電路 如圖所示，蜂鳴器的正極接到 VCC（＋ 5V）電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到三極管的發(fā)射極 E，三極管的基級 B 經(jīng)過限流電阻 R1 后由單片機的 引腳控制，當(dāng) 輸出高電平時，三極管 T1 截止，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng) 輸出 低電平時，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此 可以通過程序控制 腳的電平來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉 。最后成功的解決了這個問題。 實物展示 及 按鍵測試 實物拍攝的圖片如圖 47 所示： 圖 47 實物圖 進行以下的測 試： 按下暫停 /繼續(xù)按鍵（ S9），此時倒計時暫停，如圖 48 所示： 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 32 圖 48 測試暫停 /繼續(xù)按鍵（ S9） 按下加一分按鍵（ S3），此時左邊隊伍顯示數(shù)字“ 01”，如圖 49 所示： 圖 49 測試加一分按鍵（ S3） 按下犯規(guī)數(shù)加一按鍵（ S4），此時左邊隊伍犯規(guī)數(shù)顯示“ 1”，如圖 410 所示： 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 33 圖 410 測試犯規(guī)加一按鍵（ S4） 按下隊伍切 換按鍵（ S10），再按下兩次加一分按鍵（ S3），此時右邊隊伍分?jǐn)?shù)顯示“ 02”，如圖 411 所示： 圖 411 測試隊伍切換按鍵（ S10） 其余按鍵均按此方法測試，結(jié)果完全正確。 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 34 第 5 章 全文總結(jié)及展望 工作總結(jié) 本 論文設(shè)計并實現(xiàn)了 基于 STC89C51 單片機控制的 室內(nèi)五人制足球比賽計分計時 系統(tǒng)， 系統(tǒng)能 實現(xiàn)室內(nèi)五人制足球比賽的計時、計分、計犯規(guī)數(shù)等要求 。 本論文的主要工作具體概括如下： （ 1） 廣泛閱讀了相關(guān)資料，設(shè)計并實現(xiàn)了 基于 STC89C51 單片 機控制、七段數(shù)碼管 顯示的 ， 室內(nèi)五人制足球比賽計分計時 系統(tǒng) 。 （ 2）設(shè)計完成了 蜂鳴器驅(qū)動電路、單片機復(fù)位電路、時鐘發(fā)生電路以及74HC595 驅(qū)動數(shù)碼管電路 ，電路以精簡為主，性價比較高。 （ 3） 基于 Keil C51 開發(fā)平臺開發(fā)了測試系統(tǒng)的測量控制程序，包括 單片機內(nèi)部相關(guān)寄存器的初始化、 倒計時 模塊、 按鍵檢測模塊以及 數(shù)碼管的顯示 模塊的程序編寫和調(diào)試 ，程序簡潔，運行速度快。 （ 4） 系統(tǒng)完成后測試了 系統(tǒng)所需要具備的功能，包括倒計時 20 分鐘、隊伍各自的加一分，兩隊犯規(guī)數(shù)的累計，倒計時暫停跟繼續(xù)、結(jié)束時發(fā)出提示音以及過程中 發(fā)出提示音，檢測了所有按鍵，基本上實現(xiàn)了本次畢業(yè)設(shè)計全部的要求。 展望 隨著室內(nèi)五人制足球比賽愈發(fā)蓬勃發(fā)展，用一個準(zhǔn)確的計分計時系統(tǒng)去提供公平公正的比賽環(huán)境就顯得越來越重要，本 設(shè)計基于單片機制作產(chǎn)生，所以存在著單片機自身的缺陷，例如 受制版工藝、布局結(jié)構(gòu)、器件質(zhì)量等因素的影響導(dǎo)致抗干擾能力差，故障率高，不易擴展，對環(huán)境依賴性強 等，但是其本身經(jīng)濟實惠、成本較低，所以本系統(tǒng)還是很適用于一些小型、業(yè)余的室內(nèi)足球比賽。 要設(shè)計制作更高水平的系統(tǒng)，需要采用更穩(wěn)定、質(zhì)量更好的工件，設(shè)計更高水平的布局結(jié)構(gòu)以及制版工 藝，編寫更穩(wěn)定適用出錯率低的程序等等。更進一步考慮的話，可以配合傳感器工作，改變?nèi)藶檩斎氲取? 基于 51 單片機的室內(nèi)五人制足球比賽計分計時系統(tǒng) 35 參 考 文 獻(xiàn) [1] 趙文博 ， 劉文濤 .單片機語言 C51 程序設(shè)計 .北京 ： 人民郵電出版社 .. [2] 方彥軍 ， 孫健 . 智能儀器技術(shù)及其應(yīng)用 . 第一版 . 北京 ： 化學(xué)工業(yè)出版社 ， 20xx. 2~10. [3] 王幸之 ， 鐘愛琴 ， 王雷 .AT89 系列單片機原理與接口技術(shù) .第一版 .北京 ： 北京航空航天大學(xué)出版社 ， . [4] 89C51 中文使用手冊 ： //[5] 89C51 單片機中文資料 ： //[6] 蘭吉昌． 51 單片機應(yīng)用設(shè)計百例．第一版 .北京 ， 化學(xué)工業(yè)出版社 ， . [7] 蔡美琴 ， 張為民 ， 毛敏 .MCS51 系列單片機系統(tǒng)及其應(yīng)用 .第二版 .北京 ： 高等教育出版社 ， [8] 沙占友 ， 王彥鵬 ， 孟志永 .單片機外圍電路設(shè)計．第一版 .北京 ： 電 子工業(yè)出版社 ，. [9] 李秀忠 .基于單片機的 LED 顯示屏控制電路設(shè)計 .現(xiàn)代電