【正文】 17 單片機(jī)的選擇 單片機(jī)自從問世以來 就 一直是工業(yè)檢測(cè)、控制應(yīng)用的主角。 其工作原理 如圖 。 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì) 采用 壓 電蜂鳴器作為報(bào)警的音響器件， 當(dāng) 1時(shí)， 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。 圖 74LS21引腳分布圖 74LS21芯片的主要控制引腳說明： 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(gè)按鍵組成，其中 K K2鍵接 74LS21的 10腳，完成甲隊(duì)加、減分控制； K K4鍵接 74LS21的 1 13腳，完成乙隊(duì)加、減分控制。因此， K7鍵完成三重功能，即：?jiǎn)?dòng)、暫停、比分交換。如果上半場(chǎng)賽程時(shí)間沒有到 0000時(shí)，則此時(shí)按下 K7鍵，只會(huì)暫停比賽， 不能交換分?jǐn)?shù)。 比分交換控制 的實(shí)現(xiàn) 比分交換控制由圖 K7鍵完成。按鍵開關(guān)K1～ K4一端接地，另一端輸入與門 74LS21以及單片 機(jī) AT89C52的 、 、 、。 計(jì)分電路的工作原理 計(jì)分電路主要由單片機(jī) AT89C5串 /并轉(zhuǎn)換器、 LED顯示器、 74LS21以及按鍵開關(guān)組成。它能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，還能作為同步移位寄存器用。如圖 ，按鍵 K7為賽程啟動(dòng)和暫?？刂啤? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 賽程時(shí)間 啟 /停 設(shè)置 當(dāng)時(shí)間設(shè)置完后，比如設(shè)置賽程時(shí)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。 當(dāng)比賽結(jié)束時(shí)，如果由于一些特殊原因需增加比賽時(shí)間，這時(shí)增加比賽時(shí)間同樣由按鍵開關(guān) K K6用來設(shè)置，且方法跟上面一樣，但一般情況下只需按 K6設(shè)置即可。一般比賽時(shí)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。 計(jì)時(shí)電路的原理 如畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 ： 圖 計(jì)時(shí)電路的原理圖 賽程時(shí)間設(shè)置 在圖 ，按鍵開關(guān) K K6用來設(shè)置賽程時(shí)間 ， 每按一次，數(shù)字自動(dòng)加 1，直到調(diào)到需要設(shè)置的時(shí)間即時(shí)。直到變?yōu)椤?0000”時(shí)表示賽程結(jié)束。定時(shí)計(jì)數(shù) 60秒后中斷返回，繼續(xù)定時(shí)計(jì)數(shù)下一個(gè) 60秒；同時(shí)則在 4位 LED顯示器上顯示 4459四位數(shù)，表示時(shí)間已過去 1秒鐘，即為 44分 59秒。 時(shí)間設(shè)置完后，啟動(dòng) 單片機(jī)內(nèi)部 定時(shí)器 ， 開始定時(shí)計(jì)數(shù)。這時(shí)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。 圖 模擬顯示 5678的過程圖 計(jì)時(shí)電路 的 工作 原理 計(jì)時(shí)電路主要由按鍵開關(guān) K5～ K7，單片機(jī) AT89C52，譯碼器以及 LED顯示器構(gòu)成。為了使顯示效果穩(wěn)定，可以使每個(gè)數(shù)碼管顯示的數(shù)字不斷重復(fù)，當(dāng)重復(fù)頻率達(dá)到一定程度 時(shí)，加之人眼視覺暫留作用，便可以看到相當(dāng)穩(wěn)定的“ 5678”四個(gè)數(shù)字。再將顯示的數(shù)字“ 5”延時(shí) 5～ 10ms，以造成視覺暫留效果；同時(shí)代碼由 ～ 。例如，現(xiàn)在要顯 示 5678四個(gè)數(shù)字，則首先應(yīng)該將“ 5”的顯示代碼（共陰 LED的顯示代碼為 6DH）由 ～ 。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。 計(jì)時(shí) 電路的設(shè)計(jì) 在此 部分 電路 設(shè)計(jì) 中 ,為了節(jié)省單片機(jī)的端口，采用了硬件譯碼芯片 CD4511，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定顯示。 由于加、減分本設(shè)計(jì)中 采用中斷完成，且加、減的中斷優(yōu)先權(quán)小于計(jì)時(shí)電路的中斷優(yōu)先權(quán)，所以不會(huì)對(duì)計(jì)時(shí)電路造成影響。在整個(gè)賽程中， 還要對(duì)兩隊(duì)比分進(jìn)行及時(shí)刷新，這時(shí) 通過計(jì)分電路中的 K1～ K4鍵完成此功能， K1和 K2鍵完成甲隊(duì)加、減分， K3和 K4鍵完成乙隊(duì)加、減分。 球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的工作 原理 整個(gè)籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)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(dòng)復(fù)位，此時(shí)計(jì)時(shí)電路與計(jì)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(jì)時(shí)電路中的 K K6按鍵來設(shè)置比賽時(shí)間的十 位數(shù) 和個(gè) 位數(shù)，時(shí)間設(shè)置好時(shí)，等待賽程開始，當(dāng)裁判吹響開 始哨聲時(shí)，立即按 K7鍵，啟動(dòng)計(jì)時(shí)，這時(shí)計(jì)時(shí)電路便工作，計(jì)時(shí)采用倒計(jì)時(shí)方式。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 第 3章 籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器 的硬件設(shè)計(jì) 硬件是整個(gè) 籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器 設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，怎樣選擇合 適 的器件 來 焊接 整個(gè)電路 十分關(guān)鍵，也 是 本章 敘述的 重點(diǎn) 。 圖 MC14495引腳分布圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 表 MC14495的真 值表， 從表中可以看出，當(dāng)顯示數(shù)據(jù)大于等于 10時(shí)， h+1端輸高電平。 LE為選通端，電路中的鎖存器在 LED為 0時(shí)輸入數(shù)據(jù)，在 LE=1時(shí)鎖存數(shù)據(jù)。另外還有輸入數(shù)據(jù)為 15時(shí)， 電路輸出 VCR為 0電平（其他輸入狀態(tài)時(shí)為高阻）的功能。即它可以用字母 A， B， C， D， E，F(xiàn)來 顯示二進(jìn)制數(shù) 10， 11， 12， 13， 14， 15，同時(shí)還有譯碼器輸入大于等于 10時(shí)的指 畢業(yè)設(shè)計(jì)（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） 。如圖 Motorola公司生產(chǎn)的 CMOSBCD—— 七 段 16進(jìn)制譯碼器芯片，它具有鎖存、譯碼驅(qū)動(dòng)等功能。 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(guān)系，如 表 CD4511的邏輯功能表。當(dāng) BI =0時(shí)強(qiáng)迫顯示器消隱；當(dāng) LE=0時(shí)選通， LE=1時(shí)鎖存。 軟件譯碼占用單片機(jī)端口配置較多，而且工作不穩(wěn)定， 所本設(shè)計(jì)選用硬件譯碼?，F(xiàn)假設(shè)用共陰極 LED來顯示數(shù)據(jù)，則可以用以下一段程序?qū)崿F(xiàn) 0～ 9的顯示 ,與單片機(jī)接口圖如圖 。 圖 采用 CD4511譯碼的 1位 LED顯示電路圖 軟件譯碼是在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，在數(shù)據(jù)段定義 0～ 9共 10個(gè)數(shù)字。 在本次設(shè)計(jì)中，選用了 CD4511 為 LED 顯示器的譯碼芯片 ,使用時(shí)只要將 CD4511 的輸入與微機(jī)系統(tǒng)輸出端口的某 4 個(gè)數(shù)據(jù)位相連，而 CD4511 的輸出直接與 LED 的 a～ g 相接，便可實(shí)現(xiàn)對(duì) BCD 碼 的顯示。所以在方案論證中，這一環(huán)節(jié)不是可缺少的。各程序以模塊形式 進(jìn)行設(shè)計(jì) ，獨(dú)立成章，運(yùn)行過程中可以調(diào)用執(zhí)行，整個(gè) 籃球賽計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 時(shí)計(jì)分器 的軟件流程圖如圖 所示 。而在軟件設(shè)計(jì)方法中，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)是使用最廣泛的 ，最有效的 ， 所以一般都采 用模塊化設(shè)計(jì)的思想進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。其 結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 圖 籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)過程中 采用單片機(jī) AT89C52 作為核心元件， 所以 應(yīng)該全面、深度掌握單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 、特點(diǎn) 以及它的工作原理 ， 才能 更好的發(fā)揮單片機(jī)的強(qiáng)大功能 ，完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)要求 。 系統(tǒng)硬件電路由以下幾個(gè)部分組成：?jiǎn)纹瑱C(jī) AT89C52；計(jì)時(shí)電路；計(jì)分電路；畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 報(bào)警電路； 比賽進(jìn)程顯示電路； 按鍵開關(guān)。 再次，本系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了定時(shí)報(bào)警系統(tǒng)，即比賽時(shí)間 結(jié)束 時(shí)，立即通過揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲，提示整個(gè)賽程結(jié)束。 其次，為了配合計(jì)時(shí)器和計(jì)分器校正、調(diào)整時(shí)間和比分，在本設(shè)計(jì)中 特定 設(shè)立了按鍵。賽程計(jì)時(shí)采用倒計(jì)時(shí)方式。 為了解決上述問題，在所研制 籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器 中采用軟硬件結(jié)合的方式，使研制成的 籃球賽計(jì)時(shí)計(jì) 分器 具有很好的穩(wěn)定性及抗干擾性，且能保持較高的精確度，很符合需要。 尤其是單片機(jī)已廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，計(jì)時(shí)計(jì)分器已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字化，智能化時(shí)代。第 5 章是針對(duì)硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和整機(jī) 聯(lián) 調(diào)的結(jié)果進(jìn)行了具體的分析和說明。 課題 內(nèi)容及安排 本文 對(duì) 籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器 的設(shè)計(jì)進(jìn)行 了 詳細(xì) 的 介紹，共分五章。 設(shè)計(jì)一個(gè)籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的系統(tǒng)。廣泛適合各類學(xué)校和小團(tuán)體作為賽程計(jì)時(shí)計(jì)分。本系統(tǒng)具有賽程定時(shí)設(shè)置 ； 賽程時(shí)間暫停 ；及時(shí)刷新甲、乙兩隊(duì)雙方的成績(jī)；甲、乙雙方交換場(chǎng)地； 賽后成績(jī)暫存以及 24違例報(bào)警等功能。同時(shí)單片機(jī)在此領(lǐng)域的廣 泛應(yīng)用，也大大提高了比賽中計(jì)時(shí)計(jì)分 器 的穩(wěn)定性和準(zhǔn) 確性。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 工程技術(shù)的電子化、集成化和系統(tǒng)化促進(jìn)了電子工程技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了電子工程技術(shù)在社會(huì)各行業(yè)中的廣泛應(yīng)用。 雖然籃球比賽中很早就開始研究應(yīng)用了電子計(jì)時(shí)計(jì)分器 ，但 通常都是利用模擬電子器件、數(shù)字電子器件或是模擬、數(shù)字混合組成的 , 其穩(wěn)定 性 和高準(zhǔn)確度計(jì)時(shí)計(jì)分 仍存在一些問題。 采用單片機(jī)控制是這個(gè)系統(tǒng)按鍵操作使用簡(jiǎn)潔， LED 顯示，安裝方便。 籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器 研究目的 與 意義 經(jīng)過多年的研究與生產(chǎn)實(shí)踐，解決了 籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器 穩(wěn)定 性能 低 、 精確度低 、體積笨拙 等制造工藝上的難題。 80 年代是高度、技術(shù)和速度同步發(fā)展時(shí)期，各國(guó)在重視發(fā)展高度的同時(shí)， 電子技術(shù)也進(jìn)入一個(gè)新的階段， 逐步形成了一種完全突破傳統(tǒng)概念的新一代 的 儀器 ——智能儀器。 供暫停時(shí)用的計(jì)秒表或適宜的（可見的）裝置（不是比賽計(jì)時(shí)鐘）。 起初，并沒有正規(guī)的計(jì)時(shí)計(jì)分器，只有 簡(jiǎn)單的 比賽計(jì)時(shí)鐘 和 記錄板。奈斯密斯 博士所創(chuàng)?；@球計(jì)時(shí)計(jì)分器就是以單片機(jī)為核心的計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)，由計(jì)時(shí)器，計(jì)分器，綜合控制器和 24 秒控制器等組成。 由于單片機(jī)的集 成度高，功能強(qiáng)，通用性好，特別是它具有體積小，重量輕，能耗低，價(jià)格便宜，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，使單片機(jī)迅速得到了推廣應(yīng)用，目前已經(jīng)成為測(cè)量控制應(yīng)用系統(tǒng)中的優(yōu)選機(jī)種和新電子產(chǎn)品的關(guān)鍵部位。 籃球比賽是根據(jù)運(yùn)動(dòng)隊(duì) 員 在規(guī)定的比賽時(shí)間里得分多少來決定勝負(fù)的，因此，籃球比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)是一種得分類型的系統(tǒng)。 課題背景 體育比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)是對(duì)體育比賽過程中所產(chǎn)生的時(shí)間 ,比分等數(shù)據(jù) 信息 進(jìn)行快速采 集記錄 、 加工處理 、 傳遞 和 利用的系統(tǒng)。在這個(gè)瞬息萬變的信息社會(huì)里，隨著大規(guī)模集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，以及人工智能在測(cè)試技術(shù)方面的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)電子測(cè)量?jī)x器在原理、功能、精度及自動(dòng)化水平等方面都發(fā)生了巨大的變化，逐步形成了一種完全突破傳統(tǒng)概念的新一代 的儀器 ——智能儀器。 MCU。 關(guān)鍵詞： 計(jì)時(shí)器；計(jì)分器 ； 單片機(jī) ； LED顯示 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract The system of time and score recorded in the sporting games is the one like this: the data about time and socres that generated in the process of the games can be collected rapidly, processed, transmited and be used. If the system can reflect the objective data in the games clearly, stably and accurately, it will affect the fairness and impartiality of the games. According to this, calculagraph and scores recorder of the basketball games are researched and designed in this paper. The core of the system is the MCU, using seven segments LED as the display. In order to adjusting the time and the scores of the game, eight keys are used in this paper. The