单片机原理及接口技术课程设计-比赛计分器设计说明书.doc

比赛计分器设计说明书指导老师：指导学长：学院：机械工程学院班级：姓名：学号：负责任务：2011年7月6日一、任务说明设计要求：设计一个甲，乙两队用的比赛计分器，要求实现以下功能：给甲，乙两队分别设置1个加分按钮，按一下能分别实现加一分；给甲，乙两队分别设置1个减分按钮，按一下能分别实现减一分；设置一个清零按钮，按一下能实现清零；设置预置分按钮；设置一个加减一分、两分和三分的切换按钮。二、方案论证单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。我们都知道，设计系统的关键是思路，而系统通常又由各个模块所组成，所以必须先把所要设计系统模块化，再把各个模块组合在一起，实现一个完整的系统。这就要求我们先要有较扎实的理论知识，特别对芯片的各个管脚功能必须了解，这样才能进行硬件设计。同时，又必须掌握MCS51的指令功能，通过编程实现其功能，这就能让我们更好地理解单片机原理及应用这门课程，也是一种理论在实践中的运用。在课程设计中，由于它是一个系统，这就要求我们必须建立系统的概念。我们都知道现实运行的都是完整的系统，而且功能相对来说要复杂，如何把一个复杂的系统模块化才能使问题来的简单，这是我们必须首先解决的问题。当各个模块完成之后再组合成一个完成的系统，这当中要考虑模块间的衔接问题，这些都是在以前设计简单程序时不曾遇到的。如果说我们以前学的都只是些理论，包括C语言，微机原理，C+，微机接口，Protel，单片机，那么这次的课程设计就是一个贯穿多学科的综合性实践!单片机自20世纪70年代问世以来，以极其高的性价比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。例如，80C51系列单片机已有十多年的生命期，如今仍保持着上升的趋势，就充分证明了这一点。单片机以其一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统，数据采集系统、智能化仪器仪表，及通讯设备、日常消费类产品、玩具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各层次中，如车间流水线控制、自动化系统等、智能型家用电器等。而美国ATMEL公司开发生产了新型的8位单片机AT89系列单片机。他不但具有一般MCS-51单片机的所有特性，而且还拥有一些独特的优点，此次设计中所用到的AT89C51就是其中典型的代表。本设计是基于AT89C51单片机的篮球计分器，利用7段共阴LED作为显示器件。在此设计中共接入了2个四位一体7段共阴LED显示器，每队显示器显示范围可达到0255分。本设计内容为比赛计分器，主要用于各种体育比赛记录分数。采用独立式键盘作为输入，用户可分别对两队比分进行加1、加2、加3和减1减2、减3操作，其加减1，2，3分可以通过加减1分、2分和3分的切换按钮实现，并通过指示灯显示其每次按下加减分键所加减的分值。通过加减分键和分值切换键配合使用可以较方便实现预置分。比分通过2个四位一体7段共阴LED显示器显示，每队比分显示三位数。三、原理图设计说明1.系统框图2.各元件原理及功能2.1按钮设置AT89C51单片机比分复位独立式键盘比分显示系统分值切换显示S1甲加1S2甲减1S3乙加1S4乙减1S51/2/3/分切换S6分数清零比分纪录控制键按钮功能图独立键盘通过P1口输入键值，其中1/2/3分切换由发光二极管指示，见图。通过加减分键和分值切换键配合使用可以较方便实现甲乙两队的初始分数。按下清零后，显示的分数清零。2.2分值切换显示功能分值切换显示功能图2.3数码管驱动的选择图2-374LS引脚功能图74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。当8051单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。当片选端/CE低电平有效时，DIR=“0”，信号由B向A传输；（接收）DIR=“1”，信号由A向B传输；（发送）当/CE为高电平时，A、B均为高P2.0P2.1P2.21分LED-BIBY2分LED-BIBY3分LED-BIBY分值切换显示阻态。由于P2口始终输出地址的高8位，接口时74LS245的三态控制端/1G和/2G接地，P2口与驱动器输入线对应相连。P0口与74LS245输入端相连,/E端接地，保证数据现畅通。8051的/RD和/PSEN相与后接DIR，使得/RD或/PSEN有效时，74LS245输入（P0.IDI），其它时间处于输出（P0.IDI）。2.4发光二极管显示器的结构、工作原理及其接口电路下图为典型的数码管：图2-47段LED数码管如上图，LED显示器又称为数码管，LED显示器由8个发光二极管组成。中7个长条形的发光管排列成“日”字形，另一个贺点形的发光管在显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部份英文字母。LEDD显示器有两种不同的形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED显示器；另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED显示器。表2-1代码对应表显示字符共阴极段码共阳极段码显示字符共阴极段码共阳极段码03FHC087FH80H106HF996FH90H25BHA4A77H88H34FHB0B7CH83H466H99HC39HC656DH92HD5EHA1H67DH82HE79H86H707HF8F71H8EH动态扫描显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一。其接口电路是把所有显示器的8个笔划段a-h同名端连在一起，而每一个显示器的公共极COM是各自独立地受I/O线控制。CPU向字段输出口送出字形码时，所有显示器接收到相同的字形码，但究竟是那个显示器亮，则取决于COM端，而这一端是由I/O控制的，所以我们就可以自行决定何时显示哪一位了。而所谓动态扫描就是指我们采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮。在本课题中采用P0口输出段码，P3口为位控