【正文】 中州大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 4 1. 概述 背景知識介紹 體育比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)是對體育比賽過程中所產(chǎn)生 的時(shí)間 ,比分等數(shù)據(jù)進(jìn)行快速采集記錄，加工處理，傳遞利用的信息系統(tǒng)。采用單片機(jī)控制是這個(gè)系統(tǒng)按鍵操作使用簡潔， LED 顯示，安裝方便。賽程計(jì)時(shí)采用倒計(jì)時(shí)方式，比賽開始時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)，直至計(jì)時(shí)到零為止。 本設(shè)計(jì)是基于 AT89C51 單片機(jī)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器，利用 7 段共陰 LED 作為顯示器件。 22 中州大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 2 摘要 單片機(jī)，亦稱單片微電腦或單片微型計(jì)算機(jī)。中州大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 1 中州大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 單 片 機(jī) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 題目： 籃球計(jì)分器 姓名： * * * 學(xué)院： 工程技術(shù)學(xué)院 專業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化二班 學(xué)號： ************ 指導(dǎo)老師： * * * 完成 日期： 2020 10 它是把中央處理器（ CPU）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ RAM）、只讀存儲(chǔ)器（ ROM）、輸入 /輸出端口（ I/0）等主要計(jì)算機(jī)功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。在此設(shè)計(jì)中共接入了 1 個(gè)四位一體 7 段共陰 LED 顯示器， 2 個(gè)兩位一體 7 段共陰 LED 顯示器，前者用來記錄賽程時(shí)間，其中 2 位用于顯示分鐘， 2位用于顯示秒鐘，后者用于記錄甲乙隊(duì)的分?jǐn)?shù)，每隊(duì) 2 個(gè) LED 顯示器顯示范圍可達(dá)到 0~99 分。 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，我們特定在本設(shè)計(jì)中設(shè)立了 7 個(gè)按鍵，用于設(shè)置，調(diào)整時(shí)間，啟動(dòng)，調(diào)整分?jǐn)?shù)和暫停等功能。 主控芯片采用 AT89C51 單片機(jī)，采用 C 語言進(jìn)行編程，編程后利用 Keil uVision3 來進(jìn)行編譯，再生成的 HEX 文件裝入芯片中，采用 proteus 軟件來仿真，檢驗(yàn)功能是否能夠正常實(shí)現(xiàn)。根據(jù)不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的不同比賽規(guī)則要求，體育比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)包括測量類，評分類，命中類，制勝類得分類等多種類型。籃球比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)由計(jì)時(shí)器，計(jì)分器等多種電子設(shè)備組成，同時(shí)，根據(jù)目前高水平籃球比賽要求，完善的籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)能夠與現(xiàn)場成績處理，現(xiàn)場大屏幕，電視轉(zhuǎn)播車等多種設(shè)備相聯(lián)，以便實(shí)現(xiàn)高比賽現(xiàn)場感，表演娛樂觀眾 等功能目標(biāo)。世界各大電氣廠家，測控技術(shù)企業(yè)，機(jī)電行業(yè)，競相把單片機(jī)應(yīng)用于產(chǎn)品更新，作為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，智能化的核心部件。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 本設(shè)計(jì)是基于 AT89C51 單片機(jī)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器， 利用 7 段共陰 LED 作為顯示器件。賽程計(jì)時(shí)采用倒計(jì)時(shí)方式，比賽開始時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)，直至計(jì)時(shí)到零為止。采用單片機(jī)控制是這個(gè)系統(tǒng)按鍵操作使用簡潔， LED 顯示，安裝方便。 基本要求： （ 1） 硬件設(shè)計(jì)： 根據(jù)任務(wù)要求，完成單片機(jī)最小系統(tǒng)及其擴(kuò)展設(shè)計(jì) 。此次設(shè)計(jì)很好的將書本上的理論 知識和實(shí)踐有機(jī)的聯(lián)系了起來，是我們對理論知識有了更進(jìn)一步的掌握， 為以后的工作和學(xué)習(xí)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。通過這幾個(gè)模塊的協(xié)調(diào)工作就可以完成相應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)分控制和顯示功能。在此設(shè)計(jì)中共接入了 1 個(gè)四位一體 7 段共陰 LED 顯示器， 2 個(gè)兩位一體 7 段共陰 LED 顯示器，前者用來記錄賽程時(shí)間，其中 2 位用于顯示分鐘， 2位用于顯示秒鐘，后者用于記錄甲乙隊(duì)的分?jǐn)?shù)，每隊(duì) 2 個(gè) LED 顯示器顯示范圍可達(dá)到 0~99 分。 中州大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 7 硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī) AT89C51 簡介 AT89C51 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89C51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。同時(shí)， AT89C51可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位 。 時(shí)鐘電路模塊 時(shí)鐘電路在 單片機(jī) 系統(tǒng)中起著非常重要的作用 ，是保證系統(tǒng)正常工作的基 中州大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 8 礎(chǔ)。為達(dá)到振蕩周期是 12MHZ 的要求，這里要采用 12MHZ 的晶振，另外有兩個(gè) 33P的電容，兩晶振引腳分別連到 XTAL1 和 XTAL2 振蕩脈沖輸入引腳。除進(jìn)入系統(tǒng)的正 常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，可以按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)，也可以通過監(jiān)視定時(shí)器來強(qiáng)迫復(fù)位。復(fù)位電路在這里采用的是上電 +按鈕復(fù)位電路形式，具體連接電路如圖 4 圖 4 復(fù)位電路 中州大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 9 顯示模塊 本設(shè)計(jì)采用共陰極數(shù)碼顯示器， 通常 共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。同樣，要求段驅(qū)動(dòng)電路能提供額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻。（圖 7） 圖 7 總硬件電路設(shè)計(jì) 圖 8 中州大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 11 3 軟件設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)程序之前，我們首先要對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)預(yù)完成的任務(wù)進(jìn)行深入的分析，明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)、功能要求和技術(shù)指標(biāo)。這是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和條件。 圖 9 主程序流程圖 中州大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 12 圖 10掃描刷新顯示子程序流程圖 軟件設(shè)計(jì)具體過程 軟件設(shè)計(jì)部分采用模塊化程序設(shè)計(jì)，用 C 語言編寫。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows界面。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 延時(shí)模塊設(shè)計(jì) void delay(int t) 調(diào)用該子程序能實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能 { 通過參數(shù) t，可以調(diào)成延時(shí)時(shí)間 while(t) { unsigned int i。i200。 長度， i 越小，延時(shí)的單位時(shí)間越短，精度越高 } } 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)刷新顯示程序 void display(int i,int j,int x,int y) 變量 i， j， x， y 分別為分，秒， A 分?jǐn)?shù)， B 分?jǐn)?shù) { if(jie=2) 當(dāng)中間變量 jie=2 時(shí)，為下半場，此時(shí)對 P1 賦值 P1=0xbf。 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)刷新顯示程序 P2=1111 1110, i為分鐘 P0=seg[i%100/10]。 延時(shí)數(shù)碼管的點(diǎn)亮 P2=0xff。 P2=0xfd。 delay(1)。 P0=0。 同理，動(dòng)態(tài)刷新時(shí)秒鐘十位并延時(shí)點(diǎn)亮 P0=seg[j%100/10]。 P0=0。 P2=0xf7。 delay(1)。 P2=0xff。 同理，動(dòng)態(tài)刷新 A 分?jǐn)?shù)十位并延時(shí)點(diǎn)亮 P0=seg[x%100/10]。 P2=0xff。 P2=0xdf。 delay(1)。 P0=0。 同理，動(dòng)態(tài)刷新 B 分?jǐn)?shù)十位并延時(shí)點(diǎn)亮 P0=seg[y%100/10]。 P0=0。 P2=0x7f。 delay(1)。 P2=0xff。 T0 中斷程序 void t0(void) interrupt 1 本設(shè)計(jì)調(diào)用定時(shí)器 T0，計(jì)時(shí)單位為一秒 { TH0=0xb1。 TL0=0xe0。 m。 if(i==50) { 令 i值為 50 50*20 毫秒 =1 秒，來實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí) n。 } display(m,n,x,y)。 { 檢測到按鍵按下時(shí)候，延時(shí)，按鍵仍按下，說明 if(RXD==0) 按鍵確實(shí)按下，非抖動(dòng)， A對 應(yīng)加分 { while(RXD==0)。 } } if(TXD==0) 檢測 TXD 加分按鍵時(shí)候按下， B加分 { delay(1)。 y++。 if(WR==0) 中州大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 17 { while(WR==0)。 } } if(RD==0) { delay(1)。 y。 if(INT0==0) 回表子程序，檢測到 INT0 按下時(shí)，使時(shí)間回倒 { zanting=1。 松開時(shí) ,表暫停，這兩個(gè)變量用來調(diào)用暫停 n++。 n=1。 zanting=1。 n。amp。amp。 zanting==1amp。INT0==1amp。INT1==1 作用為 zanting=0。 if(P1_0==0) 當(dāng)檢測暫停鍵按下，開中斷，跳出暫停 { delay(1)。 EA=1。 } } } } } 半場交換比分子程序 void key3() { int temp。amp。 zidong==1amp。jie==2 是判斷半場的條件 y=temp。 刷新數(shù)碼管 zidong=0。 同通過死循環(huán)程序 while(1)，不斷刷新數(shù)碼管