基于AT89C51单片机比赛记分牌设计.doc

学号2010210323 单片机原理与应用课 程 设 计（ 2010级本科）题 目： 基于AT89C51单片机比赛记分牌设计系（部）院： 物理与机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 作者姓名： 指导教师： 职称： 完成日期： 2013 年 12 月 15 日摘 要 记分牌主要用途是展示选手的得分情况，当选手的分时记分牌需要加上相应的分数，能实现向观众和选手展示选手得分的情况。本设计原理简单，主要采用AT89C51单片机作为微控制器、数码管和蜂鸣器，通过按钮控制记分牌的工作状态，通过数码管和蜂鸣器来反馈信息。本设计在充分考虑了选手比赛的实际情况基础上设计，电路简单，成本较低，灵敏可靠，操作方便，具有较高的推广价值。关键字：单片机；AT89C51；得分记分牌；选手得分目 录1 设计任务11.1 设计的目的和意义11.2 设计任务与要求12 硬件系统设计12.1 总体方案设计12.2 芯片选型与具体电路设计22.2.1 单片机的选型22.2.2 复位和振荡电路的设计22.2.3 信息提示模块的设计32.3 系统总体电路32.4 系统所用元器件33 软件系统设计43.1 软件系统总体设计方案43.2 软件系统加1，减1流程图44 系统调试45 总结5参考文献6101 设计任务1.1 设计的目的和意义目前记分牌在传统操作模式下，采用记分员手动翻动记分牌记分，工作方式单一。由于种种弊端，电子记分板已经开始在一些大型的体育场流行起来，不仅发展速度迅猛并会逐渐取代传统的电子记分牌。电子记分板根据比赛的特点，采用单片机为核心控制LED数码管，具有亮度高、可视性好、功耗小、使用寿命长等优点；具有性能稳定，尺寸适中，运输安装方式灵活，物美价廉等特点，特别适用于中、小型体育馆和训练馆。1.2 设计要求(1) 启动时显示为0分；(2) 当得分的时候加上相应的分数，失分时候减去相应的分数；(3) 刷新分数的按键按下时，伴随提示音；(4) 计分范围设为0100；2 硬件系统设计2.1 总体方案设计基于AT89C51单片机比赛记分牌由显示模块，按键模块，单片机主控模块，电源模块，系统框图如图1。图1基于AT89C51单片机比赛记分牌系统框图2.2 芯片选型与具体电路设计2.2.1 单片机的选型主控模块以AT89C51单片机作为微控制器。AT89C51单片机是一种低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。由于它的这些优良特性，AT89C51单片机在电子行业中有着广泛的应用。2.2.2 复位和振荡电路的设计图2给出了AT89C51单片机的引脚分布和最小系统接法。图2 AT89C52单片机最小系统原理图复位电路模块为单片机提供复位功能，可以实现上电复位和按键复位两种复位方式：上电复位电路由电容串联电阻构成，由图并结合“电容电压不能突变”的性质，可以知道，当系统一上电，RST脚将会出现高电平，并且这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定。典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位，所以适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位。按键复位电路则是通过按下RESET按键拉高RST引脚电平来实现的。晶体振荡电路由一个12MHZ石英晶振和两个30pF的电容组成，用于产生稳定的时钟脉冲信号供单片机工作。2.2.3 信息提示模块的设计信息提示模块包含2个8段共阳极数码管和一个蜂鸣器。2个数码管分别用一位数字显示选手比赛的分数，蜂鸣器用作按键提示，当有键按下时蜂鸣器发出声音，按键释放时停止发声。2.3 系统总体电路图3给出了系统硬件原理总图。图3 系统硬件原理总图2.4 系统所用元器件 本系统所用的元器件清单如表1所示。表1 本系统所用的元器件元器件名称数量元器件名称数量电阻412M晶振1电解电容1按键开关3单片机 AT89C5115V电源1740614导线若干三极管11位8段数码管2蜂鸣器13 软件系统设计3.1 软件系统总体设计方案 单片机开始运行时显示选手0分，数码管显示00，主程序循环调用显示选手得分，当遇到中断时，调用中断程序，如果是P1则显示数字加1，如果是P2则显示数字减1。3.2 软件系统加1，减1流程图流程如图4所示。图4基于AT89C51单片机比赛记分牌程序流程图4 系统调试利用仿真工具proteus进行仿真调试，除发现和解决程序错误外，也可以发现硬件故障。程序调试一般是一个模块一个模块的进行，一个子程序一个子程序地调试，最后连起来统调。在系统完成之际，调试过程中发现了一些问题。首先是数码管显示部分，在刚开始的时候数码管只显示部分，数字无法完全显示，我尝试了很多解决办法，但最后通过把原来电路的数码管g端子的电阻去掉之后，数字就完全显示了。其次加一按键按下时，蜂鸣器不发声音，经过对程序的分析改正，加一减一按键按下时都会有声音的提示。经过反复调试，系统能够正常地运行。最终仿真结果如下图5：图5最终仿真结果5 总结单片机课程设计，是对单片机知识的验证，可以帮助我们理解巩固所学知识，激发我们对单片机课程的兴趣，更锻炼了我们独立思考、开拓创新的能力。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。参考文献1 郭文川主编.单片机原理与接口技术. 北京：中国农业出版社，20072 郭天祥主编.新概念51单片机C语言教程北京：电子工业出版社，20083 李华，王思明，张金敏.单片机原理及应用M.兰州：兰州大学出版社，2009:90-1044 李广弟.单片机基础M.北京：北京航空航天大学出版社，1994:213-2165 房小翠.单片机实用系统设计技术M.国防工业出版社，1999:39-476 郭明磊.用单片机实现流水灯的控制设计J.黑龙江科技信息，2008,(4):72-7附件运行程序ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP JI ORG 0013H LJMP JII ORG 0040H COUNT EQU 30HMAIN:MOV SP,#40H ;初始化 MOV COUNT,#00H SETB EX0 SETB EX1 SETB IT0 SETB IT1 SETB EA MOV DPTR,#TABXSHI:MOV A,COUNT ；显示得分 SWAP A ANL A,#0FH MOVC A,A+DPTR MOV P0,A MOV A,COUNT ANL A,#0FH MOVC A,A+DPTR MOV P2,A LJMP XSHITAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH ；显示数码表 ORG 0200HJI:MOV A,COUNT ；加1中断处理程序 ADD A,#01H DA A MOV COUNT,ASHY:CLR P3.7 ；蜂鸣器发声，表示有键按下 NOP NOP NOP JNB P3.2,SHY RETI ORG 0300HJII: MOV A,COUNT ；减1中断处理程序 SUBB A,#01H DA A MOV COUNT,ASHY1:CPL P3.7 ；有键按下，蜂鸣器发出提示音 NOPNOPNOPJNB P3.3,SHY1RETIEND单片机课程设成绩评定表姓名学号班级电气101题目基于AT89C51单片机比赛记分牌摘要： 记分牌主要用途是展示选手的得分情况，当选手的分时记分牌需要加上相应的分数，能实现向观众和选手展示选手得分的情况。本设计原理简单，主要采用AT89C51单片机作为微控制器、数码管和蜂鸣器，通过按钮控制记分牌的工作状态，通过数