单片机澡程设计设计题目：篮球计分计时器 班 级：指导老师： 组 长： 小组成员：日 期： 年 月 日组长：组员：_:在此次设计中主要负责：系统整体方案选择和软件总体设计：在此次设计中主要负责：硬件设计(时钟电路、报警模块、按 键模块、复位电路等)：在此次设计中主要负责：显示模块的设计和该模块程序设计：在此次设计中主要负责：程序的编制和上机调试工作：在此次设计中主要负责：资料的借阅搜集和程序编制:在此次设计中主要负责：Proteus软件仿真与构图摘要单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出 端口（ 1/0）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的 微型计算机。本设计是基于8051单片机的篮球计时计分器，利用7段共阳LED 作为显示器件。在此设计中共接入了两个个四位一体 7 段共阳 LED 显示器，分别用来用来记录赛程时间和甲乙两队的比分，其中记录时 间的 LED 中 2 位用于显示分钟， 2 位用于显示秒钟，后者用于记录 甲乙队的分数，每队显示范围可达到 099 分。赛程计时采用倒计时 方式，比赛开始时启动计时，直至计时到零为止。其次，为了配合计时器和计分器校正调整时间和比分，我们特定 在本设计中设立了12 个按键，用于设置，调整时间，启动，调整分 数和暂停等功能。采用单片机控制是这个系统按键操作使用简洁， LED 显示，安装方便。主控芯片采用 8051 单片机，采用汇编语言进行编程，编程后利 用Keil uVision3来进行编译，再生成的HEX文件装入芯片中，采用 Proteus 软件来仿真，检验功能是否能够正常实现。目录1 绪论 42系统总体方案及硬件设计 62.1 总体方案：62.2 硬件原理图：73 软件设计 133.1 软件设计总体方案：133.2 程序设计：154 Prot eus软件仿真225课程设计体会 25附1 源程序代码 另附附2 系统原理图 另附1、绪论当前，在世界范围内，一个以微电子技术，计算机和通信技术为先导的，以 信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。而计算机技术怎样与实际应用 更有效地结合并有效地发挥其作用是科学界最热门的话题，也是当今计算机应用 中空前活跃的领域。篮球比赛计分计时器是为了解决比赛计分计时的问题，此装置利用了单片机 8051 完成比赛的计时计分的功能。本文详细的介绍了系统硬件与软件的设计过 程，采用该装置可根据实际情况进行比分修改和显示，具有功耗低，可靠性，安 全性以及成本低等特点。体育比赛计分系统是对体育过程中所产生的比分进行快速采集记录，加工处 理，传递利用的信息系统。根据不同运动项目的不同比赛规则要求，体育比赛的 计分系统包括测量类，评分类，命中类，制胜类，得分类等多种类型。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此， 篮球比赛的计分系统是一种得分类型的系统。篮球比赛的计分系统由计分器等多 种电子设备组成，同时，根据目前高水平篮球比赛的要求，完善的篮球比赛计分 系统设备应能与现场成绩处理，现场大屏幕，电视转播车等多种设备相连，以便 实现高比赛现场感等功能目标。由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻， 能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特的优点，使单片 机迅速得到了推广应用，目前已经成为测量控制应用系统中优选机种和新电子产 品的关键部位。世界各大电气厂家，测控技术行业，机电行业，竞相把单片机应 用于产品更新，作为实现数字化，智能化的核心部件，篮球计分计时器就是以单 片机为核心的计分计时系统。本系统采用单片机8051作为核心元件，利用7段共阴LED作为显示器件， 在此设计中接入两个4位7段共阴LED显示器，其中一个用于记录时间，一个 用于记录两队的分数。其次，为了配合计时器和计分器校正调整时间和比分，我 特定在本设计中设立了 11个按键，其中 8个用于设置，交换场地，启动和暂停 等功能。设计任务： 设计一个用于赛场的篮球计时计分器。任务要求：1、能显示 2 个队的当前比分；2、根据各自得分情况进行加 1、2、3分3、显示当前进攻队的进攻时间倒计；4、计时归零时候鸣响。2、系统总体方案及硬件设计2.1 总体方案：篮球计时计分器主要包括单片机控制系统、计时显示模块、计分显示模块、 定时报警，按键控制键盘模块。通过这几个模块的协调工作就可以完成相应的计 时计分控制和显示功能。这四个模块的相互连接如下图（图 1）所示：定时报警按犍控制模块单片机控制系统计时显示模块本系统采用单片机8051作为本设计的核心元件。利用计分显示模携LED作为显示器件。在此设计中共接入了 2个4位7段共阳LED显示器，其中1个用于记图1录AB队的分数，显示器显示范围可达到099分，足够满足赛程需要，另外1 个 LED 显示器则用来记录赛程时间。赛程计时采用倒计时方式。即比赛前将时 间设置好，比赛开始时启动计时，直至计时到零为止。计时范围可达到 099 分 钟，也完全满足实际赛程的需要。其次，为了配合计时器和计分器校正调整时间和比分，我们特定在本设计中设立 了 11 个按键，其中 8 个用于设置，交换场地，启动和暂停，调时等功能。2.2 硬件原理图：:*Td-L iHu曲i:Td-LJ-R&TPfHdiTpjg 圈罰rard-LG*rrPJjM-i- PJ*倍FirFJ：liPi.iFJ.iiTdiFlJ-PJJ-rfJTTFiJ刃东TTFlFJ.-iTtPi出PJiiTiPPJXifflrF-i.tF J TtflTRP2RFiHCk-T2.2.1 时钟电路模块时钟电路在单片机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基 础。在一个单片机应用系统中，时钟是保障系统正常工作的基准振荡定时信号， 主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢。为 达到振荡周期是 12MHZ 的要求，这里要采用 12MHZ 的晶振，另外有两个 30P 的电 容，两晶振引脚分别连到 XTAL1 和 XTAL2 振荡脉冲输入引脚。具体连接图如图3 所示：图 3 晶振电路2.2.2 复位电路模块复位是单片微机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H,使单 片微机从0000H单元开始执行程序。除进入系统的正常初始化之外，当由于程序 运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，可以按复位键以重新 启动，也可以通过监视定时器来强迫复位。RST引脚是复位信号的输入端。实际应用中，复位操作有两种基本的形式：一种是上电复位，另一种是按键 复位，上电复位要求接通电源后，单片机自动实现复位操作，如下图所示：E2TRLjLragcsi按键复位是在接通电源的条件下，在单片机运行期间，用按钮开关操作使单 片机复位，根据本设计的需要在比赛开始时按下复位键使系统恢复初始状态，实 现对上一场比分的清零操作，开始对新一场比赛进行计分，电路图如下：复位电路在这里采用的是上电+按钮复位电路形式，具体连接电路如图4R622pK5200R10u图4 复位电路2930PSEN2.2.3 显示模块显示器的显示原理：根据设计特点，此显示选择是动态 LED 显示，所谓动态显 示就是一位一位的轮流点亮显示器的各个位（扫描），对于显示器的每一位而言， 每隔一段时间点亮一次，虽然在同一时刻只有一位显示器在工作，但由于人眼的 视觉暂留效应和发光二极管熄灭的余辉，我们看到的却是多个字符“同时”显示， 显示器亮度既与点亮时的通道电流有关，也与点亮时间长短和时间间隔有关，调 整电流和时间参数即可实现亮度较高稳定的显示。共阴极LED :所有发光二极管阴极共连后接到引脚G, G叫为控制端，用于控 制LED是否点亮。若G脚接地则LED被点亮；若G脚接TTL高电平，则它熄 灭。Eoancom骁阴极本设计采用共阳极数码显示器，通常，共阳极接高电平，其它管脚接段驱动 电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时，该端所连接的字符导通并点 亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。同样，要求段驱动电路 能提供额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限 流电阻。本次设计在显示模块用到的是两个4位一体共阳极数码管，共有8个代 码输入口和8 个位选输入口，采用排阻提供上拉电流数码管，以保证有足够大的 电流点亮数码管，采用动态驱动，使各位数码管逐个轮流受控显示，这就是动态 驱动，由于扫描速度极快，显示效果与静态驱动相同，其具体图形如下图5 图 6 所示图62.2.4 报警模块蜂鸣器通过一 PNP 三极管进行驱动，如图触发信号有基极引入。（图 7）3 软件设计在设计程序之前，我们首先要对单片机应用系统预完成的任务进行深入的分析，明确系 统的设计任务、功能要求和技术指标。其次，要对系统的硬件资源和工作环境进行分析。这 是单片机应用系统程序设计的基础和条件。3.1 软件总体设计方案本次单片机课程设计软件设计部分采用模块化程序设计，程序部分由主程序、TO 中断程序、扫描显示子程序、计时加（减）1 秒的子程序、暂停子程序、延时子 程序等组成.其程序流程图如图 9图 1O。YNNNN键按下YNNYY14XStM /、-图9主程序流程图y比赛结束/报警器报警.对应加分暂停氓寸应减分暂停并报警厂I初始化开始/X “定时时间到 .- 、 -刷新数码管调整秋和分钟停止3.2 程序设计软件设计部分采用模块化程序设计，用汇编语言编写。 Keil 是美国 Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。 Keil C51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全 Windows 界面。另外重要的一点，