【正文】 在工業(yè)生產(chǎn)中， 可以 通過更改部分參數(shù)，還能 進一步提高它的精度， 廣泛適合各類學(xué)校和小團體作為賽程計時計分 ， 所以無論是在日常生活中還是在工業(yè)生產(chǎn)中都能有廣泛的應(yīng)用，如投入生產(chǎn)使用具有較大的商業(yè)價值和社會效益。 軟件采用了匯編語言編寫和模塊化設(shè)計思想，程序可讀性強，便于系統(tǒng)的改進和升級，靈活性和適應(yīng)性強，可 設(shè)置賽程 時間 、暫停賽程、及時刷新甲、乙兩隊雙方的成績、甲、乙雙方 交換場地以及賽后成績暫存等 。這類微處理器既可用作控制器又適合于做數(shù)據(jù)處理，而且成本也甚是低廉。由于 采用的器件都是已經(jīng)非常普遍的器件，大多數(shù)已經(jīng)批量生產(chǎn)，并且價格也十分低廉，如 AT89C52 單片機、四輸入與 非門 74LS2 四 — 七段 BCD 譯碼芯片 CD4511 和 并行 /串行轉(zhuǎn)換芯片CD4094 等 。 通過以上論述可以發(fā)現(xiàn) ，整個設(shè)計的實用性較高，使用的硬件都是比較能夠方便取得的，但還 有很多 不足 ， 例 如 可以加入 3 秒違例；在刷新比分時可以以 2 分或3 分為單位，希望以后還能有所改進，能夠趨于完美。節(jié)省了端口資源。此芯片 既能接收數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)，又可將數(shù)據(jù)按一定方式移動。既節(jié)省了端口資源，又在同一 瞬間顯示了不同的數(shù)字 ，是本設(shè)計的一個特點。譯碼器屬于非時序電路，其輸出狀態(tài)與時鐘無關(guān)，僅取決于輸入的 BCD 碼。鎖存器的作用是避免在計數(shù)過程中出現(xiàn)跳數(shù)現(xiàn)象 ，便于觀察和記錄。譯碼器的輸出既可以用于驅(qū)動或控制系統(tǒng)其他部分，也可驅(qū)動顯示器，實現(xiàn)數(shù)字、符號的顯示。 譯碼器的功能是將一種數(shù)碼變換成另一種數(shù)碼。因而，在數(shù)據(jù)較多時往往不采用此種設(shè)計，而是采用動態(tài)顯示方式。 整個電路 顯示部分 采用靜態(tài)顯 示 ，靜態(tài)顯示的優(yōu)點就是 在同一瞬間可以顯示不同的字符 ， 但缺點就是占用端口資源較多。通過整機聯(lián)調(diào)驗證了系統(tǒng)的可行性，能滿足設(shè)計要求，達到設(shè)計的指標(biāo)。 而且還必須 了解 LED 顯示器的結(jié)構(gòu)、 工作原理以及這種顯示器的接口實例，還有就是 怎樣利用串行口來擴展顯示接口等。 圖 賽程剩余 9分 02秒時兩對的比賽情況 畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 結(jié) 論 本文設(shè)計的 籃球賽計時計分器 是在各種儀 器連接使用的基礎(chǔ)上設(shè)計而成的，只有充分了解有關(guān)智能儀器、單片機以及各部分之間的關(guān)系才能達到要求。 圖 根據(jù) 本文設(shè)計 要求 所焊接的電路板 畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 圖 上電時，整個系統(tǒng)工作時的情況，效果比較清晰穩(wěn)定。 解決方法：檢測了電路之后發(fā)現(xiàn)電路的焊接沒問題，重新檢查之后才發(fā)現(xiàn) LED顯示有規(guī)則的亂碼，通過檢查程序發(fā)現(xiàn)，編寫程序時字型碼編寫錯誤，改正后，顯示正確。 四、硬件電路板 計分 LED 顯示 器顯示 的都是亂碼。 原因分析： 并行 /串行轉(zhuǎn)換芯片 CD4094 不能正常工作或單片機串口通信錯誤 。 在 本設(shè)計 中采用軟件 消抖技術(shù)，在 采集按鍵輸入信號時，加入 10ms 的延時程序，即可消除抖動。 原因分析： 由于機械觸點有彈性，在按下或彈起按鍵時會出現(xiàn)抖動，從最初按下到接觸穩(wěn)定要經(jīng)過數(shù)毫秒的彈跳時間，如圖 所示。 解決方法： 在 LED 顯示器接地端口，接入適當(dāng)?shù)碾娮?，起到限流的作?， 本設(shè)計中在每個 LED 顯示器接地接入 510Ω 的 電 阻 。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 圖 計時、報警電路的仿真電路圖 故障 調(diào)試 及 解決方式 一、 雖然通過了 Proteus 軟件的仿真，但 在整個系統(tǒng) 焊制 過程中，發(fā)現(xiàn) LED 顯示 器在工作過程中溫 度過高，而且產(chǎn)生很大的熱量，硬件譯碼器 CD4511 及 并行 /串行轉(zhuǎn)換芯片 CD4094 工作不久就很熱。 完成 整體 程序的設(shè)計和硬件的搭接之后要能確保軟件調(diào)試和硬件調(diào)試各自都正確無誤，接著再對硬、軟件進行聯(lián)合調(diào)試。 整個仿真過程主要 由 計時 、計分 、報警 和違例顯示 電路的 仿真圖如 圖 所示 。 軟件調(diào)試中整個測試過程可以使用偉福仿真箱進行模擬調(diào)試。 調(diào)試 分析 軟件的調(diào)試和硬件的調(diào)試都是獨立進行的，軟件部分包括 計時顯示 子程序、 計分顯示 子程序、 24 秒違例報警 子程序 、比賽進程節(jié)數(shù)顯示子程序 以 及 時間結(jié)束報警子程序 等 。 由于硬件和軟件的研制是相對獨立進行 的 ，因此軟件調(diào)試是在 硬件完成之前，而硬件也是在無完整軟件情況下進行調(diào)試 的 。通過對 LED 顯示子程序的編寫、鏈接、調(diào)試等 能夠完成時間、分數(shù)的顯示。6次是否發(fā)送完畢 SETB LED 顯示子程序 設(shè)計 顯示子程序是字符顯示， 通過單片機的串口與移位寄存器相連， 然后輸出寫顯畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 示命令。串行口是否發(fā)送完畢 CLR TI 。查找顯示數(shù)據(jù) MOVC A,A+DPTR MOV SBUF,A 。甲隊 +1程序 MOV A,36H CJNE A,0AH,KP5 MOV 36H,00H INC 37H MOV A,37H CJNE A,0AH,KP5 MOV 37H,00H INC 38H ************************************************************************ 顯示分數(shù) ************************************************************************ KP5: CLR 。以甲隊加分為例， 計 分 顯示 子程序 流程 圖如圖 。例如： 甲 隊加分表示以 33H為偏移首地址的單元加 1，指向第二個數(shù)據(jù) 06H，其他以 34H、 35H、 36H、 37H、 38H為偏移首地址單元里的數(shù)據(jù)仍然指向第一個數(shù)據(jù) 3FH，這樣將這 6個數(shù)據(jù)： 06H、 3FH、 3FH、 3FH、 3FH、 3FH經(jīng)單片機的 RXD發(fā)送出去，再在單片機 6次高電平作用下產(chǎn)生 6次移位，便在 6片 CD4094中得到顯示代碼： 3FH、 3FH、 3FH、 3FH、 3FH、 06H。 因為，在程序中定義 33H、 34H、 35H、 36H、 37H、 38H， 6地址單元，分別對應(yīng)甲隊、 乙隊 3個 LED顯示器在程序中定義 的 LED顯示常數(shù)表 TAB中的偏移首地址。在 RXE引腳輸出數(shù)據(jù)過程中，連續(xù)使單片機 6次高電平，這樣便使 6片 CD4094中得到不同的顯示代碼。將 8位數(shù)據(jù)順利送到 CD4094中。由于串行口的工作方式設(shè)置為方式 0。例如：現(xiàn)在以 甲 隊加分為例，來說明整個過程。 當(dāng)有按鍵按下時， 使其外部中斷 INT0發(fā)生中斷 ， 從而使相應(yīng) LED顯示。顯示違例秒鐘十位 MOV P1,44H NOP NOP SETB CLR 。顯示分鐘個位 MOV P1,41H NOP NOP SETB CLR 。顯示秒鐘個位 NOP NOP SETB CLR 。將分鐘個位減 1 AJMP NEXT *********************************************************************** 顯示賽程時間， 24 秒違例時間 *********************************************************************** NEXT:CLR 。將秒鐘十位減 1 AJMP NEXT LP1: DEC 40H 。分鐘十位回到 0 沒有 MOV 41H,00H CLR SETB 。分種個位回到 0 沒有 MOV 41H,09H 。秒鐘十位回到 0 沒有 MOV 42H,05H 。秒鐘個位回到 0 沒有 MOV 43H,09H 。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。 計時 顯示 子程序 設(shè)計 計時顯示子程序主要由硬件譯碼器 CD4511以及 LED來完成。整個儀器的測量都是自動完成的，所以設(shè)計一套功能完備的監(jiān)控程序是必須的也是必要的。模塊之間的聯(lián)系是由數(shù)據(jù)接口 （ 數(shù)據(jù)緩沖器和標(biāo)志狀態(tài)）來完成的。上述各種研制調(diào)試完成之后，還需要將它們按一定的方法連接起來，才能構(gòu)成完整的儀表，以實現(xiàn)數(shù)據(jù) 輸入 、傳輸、處理和輸 出等各種功能。模塊化設(shè)計的優(yōu)點是：無論是硬件還是軟件，每一個模塊都相對獨立，故能獨立地進行設(shè)計、研制、調(diào)試和修改，從而使復(fù)雜的工作得以簡化。 采用模塊化設(shè)計方法以后 ， 依據(jù) 系統(tǒng) 的功能要求將軟件的初始化模塊、 監(jiān)控模塊、 計時 模塊、 計分 模塊、 24 違例 模塊、顯示模塊、延時模塊分別進行設(shè)計和調(diào)試，然后把它們連接起來，進行總調(diào)。 圖 上電 復(fù)位的電路 畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 第 4章 籃球賽計時計分器 的 軟 件設(shè)計 軟件設(shè)計一般按下列步驟進行：先分析系統(tǒng)對軟件的要求；然后在此基礎(chǔ)上進行軟件總體設(shè)計，包括程序整體 結(jié)構(gòu)設(shè)計和對程序進行模塊化設(shè)計，模塊化設(shè)計即將程序劃分為若干個相對獨立的模塊；接著畫出每一個專用模塊的詳細流程圖，并選擇合適的語言編寫程序；最后按照軟件總體設(shè)計時給出的結(jié)構(gòu)框圖，將各模塊連接成一個完整的程序。 上電自動復(fù)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 位是在加電瞬間電容通過充電來實現(xiàn)的，其電路如 圖 所示 。 如圖 所示為 4位 LED動態(tài)顯示電路 。在每一瞬間只使某一位顯示字符，在此瞬間，段選控制 I/O口輸出相應(yīng)字符段選碼，而位選則控制 I/O口在該顯示位送入選通電平，以保證該位顯示相應(yīng)字符。因而，在數(shù)據(jù)較多時往往不采用此種設(shè)計，而是采用動態(tài)顯示方式。這種電路的優(yōu)點是：在同一瞬間可以顯示不同的字符；但 缺點就是占用端口資源較多。該電路每一位可單獨顯示。 所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一個字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定地導(dǎo)通或截止。 （ 2） LED顯示器顯示方式 點亮 LED顯示器有兩種方式：一是靜態(tài)顯示；二是動態(tài)顯示。圖 (c)為共陽極結(jié)構(gòu)。這時如果需要點亮 a ～ g中的任何一盞燈，則只需要在相應(yīng)端輸入高電平即可；輸入低電平則截止。 圖 LED顯示原理圖 其中圖 (b)為共陰極結(jié)構(gòu)。例如，當(dāng) a、 b、 g、 e、 d段亮?xí)r，顯示數(shù)字“ 2”，當(dāng) a、 f、 e、 g段亮?xí)r，則顯示字母“ F”。 (1)LED結(jié)構(gòu)與原理 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 LED顯示器又稱為數(shù)碼管，它主要由 8段發(fā)光二極管組成，如圖 (a)所示。 顯示電路的設(shè)計 顯示器是最常用的輸出設(shè)備，其種類繁多，但在單片機系統(tǒng)設(shè)計中常用的是發(fā)光二極管顯示器 (LED)和液晶顯示器 (LCD)兩種 ， 由于這兩種顯示器結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，接口容易實現(xiàn)，因而得到廣泛應(yīng)用。 89C52 管腳圖如圖 所示 ， 畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 89C52管 腳圖 下面介紹 89C52 的主要管腳功能如下： VCC（ 40）：電源 +5V； VSS（ 20）：接地； P0 口（ 3239）：雙向 I/O 口，既可作低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)總線使用，也可作普通 I/O 口； P3 口（ 1017）：多用途端口，既可作普通 I/O 口，也可按每位定義的第二功能操作； P2 口（ 2128）：既可作高 8 位地址總線，也可作普通 I/O 口； P1 口（ 18）：準雙向通用 I/O 口； RST（ 9）：復(fù)位信號輸入端； ALE/PROG：地址鎖存信號輸出端； PSEN：內(nèi)外程序存儲器選擇線； XTAL1（ 19）和 XTAL2（ 18） ：外接石英晶體振蕩器。 綜上所述，從使用方便與簡化電路以及其性價比等角度來考慮， 89C52 比較合適的。 89C52是一種低功耗高性能的具有 8K字節(jié)可電氣燒錄及可擦除的程序 ROM的八 位 CMOS 單片機。 8751 單片機與 8051 單片機基本一樣，但 8751 單片機片內(nèi)有 4K 的 EPROM，用戶可以將自己編寫的程序?qū)懭雴纹瑱C的 EPROM 中進行現(xiàn)場實驗與應(yīng)用， EPROM的改寫同樣需要用紫外線照射一定時間擦除后再燒寫。 8051 單片機片內(nèi)有 4K ROM，無須外接存儲器和 74LS373，更能體現(xiàn) “單片 ”的簡練。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。其中， MCS51由于單片機應(yīng)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。 畢業(yè)設(shè)計（論文）