41.谢昌帅.doc

1 机机械械与与电电子子工工程程学学院院 课课程程设设计计报报告告 课课 程程 名名 称称 数数字字电电子子技技术术基基础础 设设 计计 题题 目目 篮篮球球比比赛赛计计分分器器 所所学学专专业业名名称称 电电子子科科学学与与技技术术 班班 级级 电电科科 1 12 21 1 学学 号号 2 20 01 12 22 21 10 08 81 16 6 学学 生生 姓姓 名名 谢谢昌昌帅帅 指指 导导 教教 师师 彭彭靳靳 2 20 01 14 4 年年 6 6 月月 1 1 日日 2 机电学院数字电子技术课程设计 任 务 书 设计名称 篮球比赛计分器设计 学生姓名 谢昌帅 指导教师 彭靳 起止时间 自 2014 年 5 月 12 日起 至 2014 年 6 月 18 日止 一 课程设计目的一 课程设计目的 设计一种基于模拟电子技术的能对发热器件进行温度监测和控 制的简单控制系统 二 课程设计任务和基本要求二 课程设计任务和基本要求 设计任务 设计任务 1 运用模拟电子技术的理论 技术和器件 2 能及时监测发热器件的温度变化并能对温度进行设置 3 当温度到达控制温度时能对发热器件进行控制的功能 4 具有显示监测温度的扩展功能 基本要求 基本要求 1 能够实现设计任务的基本功能 2 至少设计两种运用温度监测及控制器设计的实例 3 要求依据温度监测及控制器的任务要求 运用模拟电子技术 的理论设计 制定实验方案 并撰写课程设计论文要求符合模 板的相关要求 字数要求 3000 字以上 3 机电学院数字电子技术课程设计 指导老师评价表 院 部 院 部 机电学院年级专业年级专业电科 121 学生姓名学生姓名谢昌帅学生学号学生学号 2012210816 题题 目目篮球比赛计分器设计 一 一 指导老师评语指导老师评语 指导老师签名 年 月 日 二 二 成绩评定成绩评定 指导老师签名 年 月 日 4 目录 1 1 概述概述3 3 1 1 设计意义 3 1 2 设计内容 3 1 3 设计任务和要求 3 2 2 系统总体方案及硬件设计系统总体方案及硬件设计4 4 2 1 AT89C52 简介 4 2 2 数码管显示原理 4 2 3 总体方案 5 2 4 硬件原理图 6 3 3 软件设计软件设计7 7 3 1 主流程图 7 4 PROTEUS4 PROTEUS 软件仿真软件仿真8 8 5 5 课程设计体会 课程设计体会 1010 附附 1 1 源程序代码 源程序代码 1111 附附 2 2 系统原理图系统原理图2121 5 摘要摘要 本设计是采用单片机 AT89C52 作为本设计的核心元件 利用 7 段共阴 LED 作为显示器 件 在此设计中共接入了 8 个 7 段共阴 LED 显示器 其中 4 个用于记录 AB 队的分数 每队 2 个 LED 显示器显示范围可达到 0 99 分 足够满足赛程需要 另外 4 个 LED 显示器则用来 记录赛程时间 其中 2 个用于显示分钟 2 个用于显示秒钟 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 0 99 分钟 也完全满足实际赛程的需要 当比赛队 A 对得 1 分时 按下 A 1 键 得 2 分时 按 下 A 2 键 得 3 分时 按下 A 3 键 当加分出现错误时 可以按 A 1 键减 1 分 可以达到 调整分数的作用 依照同样的方法可以记录 B 对的得分 采用单片机控制使这个系统按键操作使用简洁 LED 显示 安装方便 解决了篮球比 赛计分器的安装问题 节约了线材 适合在各种规模的体育场馆使用 完全可以代替传统 的用钟表进行计时的方法 当然稍加改动也可以用于其他球类比赛 是体育器材向智能化 发展的一个实例 本设计可以实现 1 能记录整个赛程的比赛时间 并能修改比赛时间 2 能随时刷新甲 乙两队在整个过程中的比分 3 中场交换比赛场地时 能交换甲 乙两队比分的位置 4 比赛结束时 能发出报警声 等功能 关键字 单片机 LED 显示器 智能化 6 1 概述概述 1 1 设计意义 体育比赛计分系统是对体育比赛过程中所产生的时间 比分等数据进行快速采集记录 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 时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 计时系统是一种得分类型的系统 篮球比赛的计时系统由计时器等多种电子设备组成 同 时 根据目前高水平篮球比赛要求 完善的篮球比赛计时系统设备应能够与现场成绩处理 现场大屏幕 电视转播车等多种设备相联 以便实现高比赛现场感 表演娱乐观众等功能 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的优选机种和新电子产品的关键部位 世界各大 电气厂家 测控技术企业 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 篮球比赛计分器就是以单片机为核心的计时计分系统 由于对于单片 机是刚刚学习 对于编程也不是十分熟练 故本次设计的内容相较简单 达不到正式比赛 需求 仅供学习之用 1 2 设计内容 本系统是采用单片机 AT89C52 作为本设计的核心元件 利用 7 段共阴 LED 作为显示器 件 在此设计中共接入了 8 个 7 段共阴 LED 显示器 其中 4 个用于记录 AB 队的分数 每队 2 个 LED 显示器显示范围可达到 0 99 分 足够满足赛程需要 另外 4 个 LED 显示器则用来 记录赛程时间 其中 2 个用于显示分钟 2 个用于显示秒钟 赛程计时采用到计时方式 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 0 99 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 1 3 设计任务和要求 任务 设计一个用于赛场的篮球计时计分器 要求 1 能记录整个赛程的比赛时间 并能修改比赛时间 2 能随时刷新甲 乙两队在整个过程中的比分 3 中场交换比赛场地时 能交换甲 乙两队比分的位置 4 比赛结束时 能发出报警声 7 2 2 系统总体方案及硬件设计系统总体方案及硬件设计 2 1 AT89C52 简介 单片机是在一块芯片中集成了 CPU RAM ROM 定时 计数器和多功能 I O 口等计算机 所需要的基本部件的大规模集成电路 其以体积小 功能全 性价比高等诸多优点而独具特色 在工业控制 尖端武器 通 信设备 家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头 如果说 C 语言程序设计课程设计软件设 计的基础课 那么单片机以其系统硬件构架完整 价格低廉 学生能动手等特点 成为工 科学生硬件设计基础课 2 2 数码管显示原理 数码管实际上是由 7 个发光管组成 8 字形构成的 加上小数点就是 8 个 我们分别把 他命名为 A B C D E F G H 图 2 2 数码管内部结构图 假设我们要显示一个数字 2 那么 A B G E D 这 5 个段的发光管亮就 可以了 C F H 不亮 同时由于接法为共阴接法 那么为高电平是亮 低电 平是灭 从高往低排列 P1 7 P1 0 写成二进制为 01011011 把他转化为 16 进制则为 5BH 我们可以根据硬件的接线把数码管显示数字编制成一个表格 见下表 以后直接调用就行了 数码管的接口有静态接口和动态接口两种 静态接口为固定显示方式 无闪 烁 其电路可采用一个并行口接一个数码管 数码管的公共端按共阴接 GND 本次课程设计由于所需数码管不多 故可用些种方法接线 这种接法占用接口 多 仅能接少量数码管 动态接口采用各数码管循环轮流显示的方法 当循环显示的频率较高时 利 用人眼的暂留特性 看不出闪烁显示现象 这种显示需要一个接口完成字形码 的输出 另一接口完成各数码管的轮流点亮 多位一体的数码管原理和单个的差不多 8 表 2 1 共阴极数码管显示 显示 P1 7 小数 点 P1 6 G P1 5 小 F P1 4 E P1 3 D P1 2 C P1 1 B P1 0 A HE 代 码 0 00111 11 13FH 1 0 0 0 0 0 11 0 06H 2 0 1 0 1 1 01 1 5BH 3 0 1 0 01 1 11 4FH 4 0 11 00 1 1 0 66H 5 01 1 0 1 1 0 16DH 6 01 1 1 1 1 0 1 7DH 7 00 00 0 1 11 07H 8 0 1 1 11 1 1 1 7FH 9 0 1 10 1 1 1 1 6FH 2 3 总体方案 基于单片机系统的篮球赛计时计分器的系统构成图如下图所示 图 2 3 系统结构图 本系统采用单片机 AT89C51 作为本设计的核心元件 利用 7 段共阴 LED 作为显示器件 在此设计中共接入了 8 个 7 段共阴 LED 显示器 其中 4 个用于记录 AB 队的分数 每队 2 个 LED 显示器显示范围可达到 0 99 分 足够满足赛程需要 另外 4 个 LED 显示器则用来记 9 录赛程时间 其中 2 个用于显示分钟 2 个用于显示秒钟 赛程计时采用到计时方式 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 0 99 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 启动和暂停等功能 2 4 硬件原理图 系统硬件图如下图 2 4 所示 3 3 软件设计软件设计 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0 0 AD0 39 P0 1 AD1 38 P0 2 AD2 37 P0 3 AD3 36 P0 4 AD4 35 P0 5 AD5 34 P0 6 AD6 33 P0 7 AD7 32 P1 0 T2 1 P1 1 T2EX 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT1 13 P3 4 T0 14 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 5 T1 15 P2 7 A15 28 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A10 23 P2 3 A11 24 P2 4 A12 25 P2 5 A13 26 P2 6 A14 27 U1 AT89C52 X1 CRYSTAL C1 330p C2 330p R1 10k C3 1uF VCC R2 5 1K R3 5 1k R4 5 1k R5 5 1k R6 5 1k Q1 2N3053 R7 5 1k BUZ1 BUZZER AA 1 A 2A 3A 1 B 1B 2B 3B 1 START PAUSE CHANGE EFIELD SETTIME TIME BIFEN 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK 8 10 3 软件设计 3 1 主流程图 TR0 0 显示时间和比分 停止计时开始计时 TR0 位取反 加减分处理 开始 暂停 按钮按下 开始 暂停 按钮按下 Y N Y N 11 2 源程序代码见附 1 4 Proteus4 Proteus 软件仿真软件仿真 1 进入比赛 先设置时间为一节或着半场 默认是 15 分钟 按下 A 1 进行分钟加 1 按下 A 1 进行分钟减 1 如图 4 1 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0 0 AD0 39 P0 1 AD1 38 P0 2 AD2 37 P0 3 AD3 36 P0 4 AD4 35 P0 5 AD5 34 P0 6 AD6 33 P0 7 AD7 32 P1 0 T2 1 P1 1 T2EX 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT1 13 P3 4 T0 14 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 5 T1 15 P2 7 A15 28 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A10 23 P2 3 A11 24 P2 4 A12 25 P2 5 A13 26 P2 6 A14 27 U1 AT89C52 X1 CRYSTAL C1 330p C2 330p R1 10k C3 1uF VCC R2 5 1K R3 5 1k R4 5 1k R5 5 1k R6 5 1k Q1 2N3053 R7 5 1k BUZ1 BUZZER AA 1 A 2A 3A 1 B 1B 2B 3B 1 START PAUSE CHANGE EFIELD SETTIME 时时间间 比比分分 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK 8 图 4 1 2 按下 START PAUSE 开始比赛或者暂停 如图 4 2 12 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0 0 AD0 39 P0 1 AD1 38 P0 2 AD2 37 P0 3 AD3 36 P0 4 AD4 35 P0 5 AD5 34 P0 6 AD6 33 P0 7 AD7 32 P1 0 T2 1 P1 1 T2EX 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT1 13 P3 4 T0 14 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 5 T1 15 P2 7 A15 28 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A10 23 P2 3 A11 24 P2 4 A12 25 P2 5 A13 26 P2 6 A14 27 U1 AT89C52 X1 CRYSTAL C1 330p C2 330p R1 10k C3 1uF VCC R2 5 1K R3 5 1k R4 5 1k R5 5 1k R6 5 1k Q1 2N3053 R7 5 1k BUZ1 BUZZER AA 1 A 2A 3A 1 B 1B 2B 3B 1 START PAUSE CHANGE EFIELD SETTIME 时时间间 比比分分 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK 8 图 4 2 3 上面的液晶显示为计时显示 下面的液晶显示为分数显示 左侧为攻左半场的队的分 数 右侧为攻右半场的对的分数 换场后依然如此 4 按下 CHANGFIELD 交换场地 重新计时 5 A 1 A 2 A 3 A 1 B 1 B 2 B 3 B 1 进行两队分数调整 5 课程设计体会 课程设计体会 通过这两个星期的课程设计 发现了自己的很多不足 自己知识的很多漏洞 看到了 自己的实践经验还是比较缺乏 理论联系实际的能力还急需提高 在这个过程中 我也曾经因为实践经验的缺乏失落过 也曾经仿真成功而热情高涨 通过单片机课程设计 我加深了对单片机理论的理解 学回了怎样将理论很好地应用到实 际当中去 而且我还学会了如何去培养我们的不畏困难的挑战精神 从而不断地战胜自己 超越自己 我在这一设计过程中 学会了坚持不懈 不轻易言弃 设计过程 也好比是我 们人类成长的历程 常有一些不如意 也许这就是在对我们提出了挑战 勇敢过 也战胜 了 胜利的钟声也就一定会为我们而敲响 此次课程设计充分锻炼了我的设计能力 给我们注入了一些全新的认识 为我以后的 设计和实验奠定了基础 也为引导我以理论结合实践起到重要意义 13 附录附录 1 1 源程序代码源程序代码 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP CHANGE ORG 000BH LJMP TIME ORG 0013H LJMP TIAOSHI ORG 001BH LJMP YANSHI MAIN MOV SP 50H MOV TCON 04H MOV 20H 00H 秒 MOV 21H 0CH 分 MOV 22H 00H A 队分数 MOV 23H 00H B 队分数 MOV 24H 02H 14 MOV 25H 01H MOV 26H 0CH 分钟定时区 MOV 30H 00H MOV 31H 00H 时间缓冲区 MOV 32H 02H MOV 33H 01H MOV 34H 00H MOV 35H 00H 分数显示缓冲区 MOV 36H 00H MOV 37H 00H MOV 39H 03H TIAN HEIHEI MOV TMOD 11H MOV TH0 0D8H MOV TL0 0F0H MOV TH1 0D8H MOV TH1 0F0H MOV IE 10001111B MOV IP 05H MOV R2 64H CLR P3 6 START LCALL DISPT LCALL DISPF JNB P1 0 PP1 A 队加一分 JNB P1 1 PP2 A 队加两分 JNB P1 2 PP3 A 队加三分 JNB P1 3 PP4 A 队减一分 JNB P1 4 PP55 B 队加一分 JNB P1 5 PP66 B 队加两分 JNB P1 6 PP77 B 队加三分 JNB P1 7 PP88 B 队减一分 JB P3 0 START LCALL DELAY JB P3 0 START STOP1 JNB P3 0 STOP1 LCALL DELAY JNB P3 0 STOP1 CPL TR0 按键奇数次开始 偶数次暂停 LJMP START 15 PP55 LJMP PP5 PP66 LJMP PP6 PP77 LJMP PP7 PP88 LJMP PP8 PP1 LCALL DELAY JB P1 0 PPB STOP11 JNB P1 0 STOP11 LCALL DELAY JNB P1 0 STOP11 INC 22H MOV A 22H LJMP STOREA PP2 LCALL DELAY JB P1 1 PPB STOP22 JNB P1 1 STOP22 LCALL DELAY JNB P1 1 STOP22 MOV A 22H ADD A 02 MOV 22H A LJMP STOREA PP3 LCALL DELAY JB P1 2 PPB STOP33 JNB P1 2 STOP33 LCALL DELAY JNB P1 2 STOP33 MOV A 22H ADD A 03 MOV 22H A LJMP STOREA PP4 LCALL DELAY JB P1 3 PPB STOP44 JNB P1 3 STOP44 LCALL DELAY JNB P1 3 STOP44 DEC 22H MOV A 22H STOREA MOV B 0AH 16 DIV AB MOV 34H B MOV 35H A PPB LJMP START PP5 LCALL DELAY JB P1 4 PPC STOP55 JNB P1 4 STOP55 LCALL DELAY JNB P1 4 STOP55 INC 23H MOV A 23H LJMP STOREB PP6 LCALL DELAY JB P1 5 PPC STOP66 JNB P1 5 STOP66 LCALL DELAY JNB P1 5 STOP66 MOV A 23H ADD A 02 MOV 23H A LJMP STOREB PP7 LCALL DELAY JB P1 6 PPC STOP77 JNB P1 6 STOP77 LCALL DELAY JNB P1 6 STOP77 MOV A 23H ADD A 03 MOV 23H A LJMP STOREB PP8 LCALL DELAY JB P1 7 PPC STOP88 JNB P1 7 STOP88 LCALL DELAY JNB P1 7 STOP88 DEC 23H MOV A 23H STOREB MOV B 0AH 17 DIV AB MOV 36H B MOV 37H A PPC LJMP START DELAY MOV R4 5H DL00 MOV R5 0FFH DL11 DJNZ R5 DL11 DJNZ R4 DL00 RET 时间中断程序 TIME PUSH ACC PUSH PSW MOV TH0 0D8H MOV TL0 0F0H DJNZ R2 RET0 MOV R2 64H MOV A 20H CLR C DEC A MOV 20H A MOV A 21H CJNE A 00H PFF 非 0 分跳转 MOV A 20H CJNE A 00H PFF 非 0 分 0 秒情况跳转 CLR TR0 比赛结束停止计时 MOV 20H 00H MOV 21H 00H MOV 32H 00H MOV 33H 00H LCALL MINGYIN MOV 21H 26H MOV 30H 00H MOV 31H 00H MOV 32H 24H MOV 33H 25H LJMP RET0 PFF MOV A 20H CJNE A 0FFH OUT 18 MOV 20H 59 MOV 30H 09H MOV 31H 05H MOV A 21H DEC A MOV 21H A OUT MOV A 20H MOV B 0AH DIV AB MOV 30H B MOV 31H A MOV A 21H MOV B 0AH DIV AB MOV 32H B MOV 33H A RET0 POP PSW POP ACC RETI YANSHI PUSH ACC 定时器 1 中断 PUSH PSW MOV TH1 0D8H MOV TL1 0F0H DJNZ R2 RET1 MOV R2 64H DJNZ 39H RET1 MOV 39H 03H TIAN HEIHEI MOV R2 64H CLR TR1 CLR P3 6 RET1 POP PSW POP ACC RETI 鸣音子程序 MINGYIN SETB P3 6 SETB TR1 RETI 19 时间显示程序 DISPT MOV R0 30H MOV R3 0F7H MOV A R3 PLAYT MOV P2 A MOV A R0 MOV DPTR DSEG1 MOVC A A DPTR MOV P0 A LCALL DL1 MOV P2 0FFH MOV A R3 RR A JNB ACC 7 LD1 INC R0 MOV R3 A LJMP PLAYT LD1 RET 比分显示程序 DISPF MOV R0 34H MOV R3 7FH MOV A R3 PLAYF MOV P2 A MOV A R0 MOV DPTR DSEG1 MOVC A A DPTR MOV P0 A LCALL DL1 MOV P2 0FFH MOV A R3 RR A JNB ACC 3 LD1 INC R0 MOV R3 A LJMP PLAYF AJMP LD1 调时时间显示程序 DISPW MOV R0 24H 20 MOV R3 0F7H MOV A R3 PLAYW MOV P2 A MOV A R0 MOV DPTR DSEG1 MOVC A A DPTR MOV P0 A LCALL DL1 MOV P2 0FFH MOV A R3 RR A JNB ACC 1 LD1 INC R0 MOV R3 A LJMP PLAYW DL1 MOV R7 05H DL MOV R6 0FFH DL6 DJNZ R6 DL6 DJNZ R7 DL RET DSEG1 DB 3FH 06H 5BH 4FH 66H DB 6DH 7DH 07H 7FH 6FH 调时子程序 TIAOSHI PUSH ACC PUSH PSW JB P3 3 CHU LCALL DELAY JB P3 3 CHU STOPQ JNB P3 3 STOPQ LCALL DELAY JNB P3 3 STOPQ IF10 LCALL DISPW LCALL DISPF JNB P1 3 DECT JB P1 0 WHAIT2 LCALL DELAY JB P1 0 WHAIT2 STOPE MOV C P1 0 21 JNC STOPE LCALL DELAY MOV C P1 0 JNC STOPE INC 26H LJMP STORE DECT MOV C P1 3 LCALL DELAY JC WHAIT2 STOPY MOV C P1 3 JNC STOPY LCA