【正文】 P1,41H NOP NOP SETB CLR ；顯示分鐘十位 MOV P1,40H NOP 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 33 頁(yè) 共 41 頁(yè) NOP SETB MOV A,43H CJNE A,00H,NEXT ；秒鐘個(gè)位回到 0沒(méi)有 MOV 43H,0AH ；秒鐘個(gè)位送初值 10 MOV A,42H CJNE A,00H,LP3 ；秒鐘十位回到 0沒(méi)有 MOV 42H,05H ；秒鐘十位送初值 5 MOV A,41H CJNE A,00H,LP2 ；分種個(gè)位回到 0沒(méi)有 MOV 41H,09H ；分鐘個(gè)位送初值 9 MOV A,40H CJNE A,00H,LP1 ；分鐘十位回到 0沒(méi)有 CLR CLR ； 時(shí)間到發(fā)出警備 10S ACALL D10S SETB KP11: JB ,KP11 ；等待交換 AJMP KP12 ；去兩隊(duì)分?jǐn)?shù)交換程序 LK8: ACALL D10MS JB ,CTCO ； 計(jì)時(shí)暫停處理 CLR LK9: JNB ,LK9 ；等待鍵按下 KL10: JB ,LK10 ；等待鍵放開 SETB ；繼續(xù)計(jì)時(shí) AJMP CTCO P3: DEC 42H ； 將秒鐘十位減 1 AJMP NEXT。 （ 4）在高電壓編程方式時(shí)，將 EA/Vpp 端加上 +12V編程電壓。 （ 2）在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)，比如甲隊(duì)加一分就是在 36H地址上加上（偏移）一個(gè)字符 06H。 編程時(shí)，可采用 4— 20MHZ的時(shí)鐘振蕩器，本次設(shè)計(jì)采用 12MHZ 的石 英晶體專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 27 頁(yè) 共 41 頁(yè) 振蕩器。 籃球計(jì) 時(shí)計(jì)分器編程設(shè)計(jì) 編程前，必須設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)以及控制信號(hào)。如果在賽程過(guò)程中，一方的教練申請(qǐng)暫停時(shí)，經(jīng)裁判批準(zhǔn)，我們立即按下 K7 鍵，即可以暫停計(jì)時(shí)，暫停時(shí)間到時(shí)，再按下 K7鍵繼續(xù)計(jì)時(shí)，直至上半場(chǎng)賽程結(jié)束，蜂鳴器會(huì)發(fā)出 10秒的響聲。按鍵每按一下，表示加上或者減去1分。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。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。因?yàn)榘存I開關(guān)按下時(shí)為 低電平 [12]。按鍵 K1~~K4 一端接地，另一端輸入與門 74LS21 的 9 腳，10 腳， 12 腳， 13 腳，以及單片機(jī) AT89C51 的 ， ， ， ， 8 腳接AT89C51 的 腳。 計(jì)分電路原理圖 圖 36 計(jì)分電路原理圖 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 25 頁(yè) 共 41 頁(yè) 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。串行通信的波特率可以程控設(shè)定。發(fā)送時(shí)，只寫不讀；接收時(shí)，只讀不寫。串行端口有兩個(gè)控制寄存器 (SCON 和 PCON)，用來(lái)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 [11]。 8051單片機(jī)的串行端口有 4種基本工作方式，通過(guò)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。球賽計(jì)分電路正是利用了 8051 單片機(jī)串行口可以外接串行輸入并行輸出移位寄存作用為輸出口來(lái)實(shí)現(xiàn)球賽比分刷新顯示的 [9]。 計(jì)分電路部分 8051 系列單片機(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。這時(shí)便可以將要顯示數(shù)據(jù)的代碼經(jīng)過(guò) CD4511 譯碼后，從輸出端 a~~g 輸出，送 LED 顯示器顯示 即可。 其工作過(guò)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）控制端 LE輸出高電平，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)?LE=1時(shí)， CD4511 鎖存。這個(gè)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(gòu)成自激振蕩器 [1]。 計(jì)時(shí)電路部分 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 19 頁(yè) 共 41 頁(yè) 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。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機(jī)中 CPU的開銷小 [4]。 本次設(shè)計(jì)采用的是靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式。 7 段共陰 LED顯示數(shù)碼管等電子元件完成顯示設(shè)計(jì)在電路上的實(shí)現(xiàn) [8]。其中 4個(gè)用于輸入甲、乙兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)；另外 3個(gè)則用于完成 設(shè)置、調(diào)整、啟動(dòng)和暫停賽程時(shí)間等功能 [6]。根據(jù)設(shè)計(jì)，計(jì)時(shí)范圍可達(dá) 0— 99 分鐘，也完全滿足賽程的需要。賽程計(jì)時(shí)采用倒計(jì)時(shí)方式。在本次設(shè)計(jì)中，共接入十個(gè)七段共陰 LED顯示器，其中 6個(gè)用于記錄 甲、乙兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)，每隊(duì) 3個(gè) LED顯示器分?jǐn)?shù)范圍可達(dá)到 0— 99分，足夠滿足賽程需要。 計(jì) 時(shí) 顯 示C D 4 5 1 1AT89C51C D 4 5 1 1計(jì) 分 顯 示復(fù) 位晶 振賽 程 時(shí) 間設(shè) 置 鍵 盤7 4 L S 2 1賽 程 比 分調(diào) 整 鍵 盤 圖 31 系統(tǒng)構(gòu)成圖 本系統(tǒng)采用單片機(jī) AT89C51作為本設(shè)計(jì)的核心元件。 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 17 頁(yè) 共 41 頁(yè) 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件由以下幾個(gè)部分組成： （ 1）單片機(jī) AT89C51 （ 2）計(jì)時(shí)電路 （ 3）計(jì)分電路 （ 4）按鍵開關(guān) 說(shuō)明：整個(gè)系統(tǒng)只用一片 AT89C51；在圖中將計(jì)時(shí)電路與計(jì)分電路分開畫，只是 為了能夠更好的更清晰的說(shuō)明問(wèn)題；并且在整個(gè)畫圖過(guò)程中將 AT89C51引腳打亂是為了使圖示能夠更加的清晰明了 [7]。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)通過(guò)電磁線圈，使得電磁線圈產(chǎn)生了一個(gè)磁場(chǎng)。 報(bào)警器工作原理 報(bào)警器的種類很多，比如：揚(yáng)聲器，蜂鳴器等， 本次設(shè)計(jì)采用的是電磁式蜂鳴器作為報(bào)警器。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。 表 24為7 74HC、 74LS系列芯片資料 [8]。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。 圖 25為 CD4094 的引腳圖： 圖 25 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(lái)實(shí)現(xiàn)。 圖 24 動(dòng)態(tài)顯示圖 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。 所謂動(dòng)態(tài)顯示，就是將要顯示的多位 LED顯示器采用一個(gè) 8位的段選端口，然后采用動(dòng)態(tài)掃描一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器。 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。 圖 23 共陰與共陽(yáng)極 LED顯示器 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。 LEDD 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 [1]。 （ 4） 二極管圖像刷新率低，液晶的高 結(jié)構(gòu)與原理 圖 22 7段 LED數(shù)碼管 如 圖 22， LED 顯示器又稱為數(shù)碼管， LED 顯示器由 8 個(gè)發(fā)光二極管組成。液晶成本較高，面積無(wú)法做得很大，但圖像質(zhì)量很好，適合做顯示器。 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。液晶顯示器分很多種類，按顯示方式可分為段式，行點(diǎn)陣式和全點(diǎn)陣式。 顯示器及其接口 顯示器介紹 顯示器是最常用的輸出設(shè)備，其種類繁多，但在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最常用的是發(fā)光二極管顯示器（ LED）和液晶顯示器（ LCD）兩種。 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 13 頁(yè) 共 41 頁(yè) 表 23 外部引腳狀態(tài)表 模式 空閑模式 空閑模式 掉電模式 掉電模式 程序存儲(chǔ)器 內(nèi)部 外部 內(nèi)部 外部 ALE 1 1 0 0 /PROG 1 1 0 0 P0 數(shù)據(jù) 浮空 數(shù)據(jù) 浮空 P1 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) P2 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) P3 浮空 浮空 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 程序儲(chǔ)存器的加密 AT89C51可使用對(duì)芯片上的三個(gè)加密位 LB LB LB3[2]進(jìn)行編程（ P） 或者不進(jìn)行編程（ U）。推出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位。在掉電模式下，保存 RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止 [6]。 在閑置模式下， CPU 停止工作。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1” 且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無(wú)效。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 12 頁(yè) 共 41 頁(yè) 將跳過(guò)一個(gè) ALE脈沖。在平時(shí)， ALE端以不變的頻率周 期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口： P3口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個(gè) TTL門電流。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功 能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 11 頁(yè) 共 41 頁(yè) 為輸入。 3 級(jí)加密位 共 6個(gè)中斷源 128x8bit 內(nèi)部 RAM 全靜態(tài)操作 024MHz 可編程 UARL通道 4k 可反復(fù)擦寫 (1000次） Flash ROM P2口： P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL門電流，當(dāng) P2口被寫 “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí) ，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 GND：接地。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 AT89C51 具有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 9 頁(yè) 共 41 頁(yè) 第二章 系統(tǒng)硬件介紹 MCS51 單片機(jī)簡(jiǎn)述 單片機(jī) AT89C51 簡(jiǎn)介 本課題中用到的芯片就是 AT系列中的 AT89C51單片機(jī)芯片。 (2) 可以了解到 LED顯示器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及這種顯示器的接口實(shí)例與具體連接與編程方法。廣泛適合各類學(xué)校或者小型團(tuán)體作為賽程計(jì)時(shí)計(jì)分 [8]。該系統(tǒng)具有賽程定時(shí)設(shè)置，賽程時(shí)間暫停，及時(shí)刷新甲、乙雙方的成績(jī)以及賽后成績(jī)暫存等功能。 設(shè)計(jì)目的 隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，許多用單片機(jī)做控制的球賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而產(chǎn)生，如用單片機(jī)控制 LCD 液晶