单片机篮球计分器报告书.doc

一、 目 录一目 录 1摘要 1概 述： 2二、篮球计分器方案及硬件设计： 32.1 AT89C51与AT89S51简介 32.2 数码管显示原理： 42.3定时/计数器 5三、流程图： 6四、仿真图和实际焊接图： 74.1 Proteus仿真图： 74.2 实际焊接图： 8五、程序代码： 8六、心得体会： 14七、参考文献： 151、Proteus仿真软件简介 152. 51系列单片机实验指导书 15摘 要 单片机把我们带入了智能化的电子领域，许多繁琐的系统若由单片机进行设计，便能收到电路更简单、功能更齐全的良好效果。若把经典的电子系统当作一个僵死的电子系统，那么智能化的现代电子系统则是一个具有“生命”的电子系统。而随着技术的进步，单片机与串口通信的结合更多地应用到各个电子系统中已成一种趋势。单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点，目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。同时，一个学习与应用单片机的新高潮正在大规模地兴起。但是，单片机并不像传统数字电路或模拟电路那样直观，原因是除了“硬件”之外，还存在一个“软件”的因素。正是这个“软件”因素的存在，使得许多初学者怎么也弄不懂单片机的工作过程，怎么也不明白为什么将几个数送来送去，就能控制一盏灯亮灭，就能控制一个电机变速。本设计是由一种由AT89C51编程控制LED七段数码管做显示的篮球计分系统。本系统具有加1，加2，加3，以防止加错分数的减一控制，红、蓝两队双方的比分以及比赛中换场交换分数。本设计就是基于单片机计分系统，通过串口通信动态传输数据，使计时计分系统有了更多更完善的功能。概 述：本系统是采用单片机AT89C51作为本设计的仿真元件。焊接时使用单片机AT89S51实践，利用7段共阳LED作为显示器件。所设计的篮球计分器分为三个部分：开关控制、数码管的显示以及红蓝两队两位数码管的控制。P0口接数码管，显示红蓝两队的比分。P2口接数码管的COM用于对数码管的控制。P3口接6个开关分别作为比分+1、+2、+3、1 交换 红蓝两队切换的控制按键。该方案使用共阳极数码管的com焊接时接C9012三极管的C极和电阻用于驱动数码管。B 极接1K电阻后连接到P2口， E 级接5V电源.。二、篮球计分器方案及硬件设计：2.1 AT89C51与AT89S51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，又称MCU。其以体积小、功能全、性价比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。本次实训中，使用AT89C51进行仿真实验。AT89C51管脚图其管脚图如右89S51是一个低功图所示。AT8耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。在本次实训中AT89S51作为实际焊接时使用，在焊接过程中，注意与仿真图对应其管脚，区分AT89C51与AT89S51的管脚排列。AT89S51管脚图2.2 数码管显示原理：一位共阳极数码管引脚排列和内部结构图。下图为实物图： 引脚排列：共十个引脚，上5下5。如上图放置数码管，从左上角第一个引脚顺时针开始数，引脚依次如下：1:g 2:f 3:com端(接高电平) 4:a 5:b 6: dp 7:c 8:com端(接高电平) 9:d 10:e注：3 8两引脚用时只需接一个高电平端即可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，同时由于接法为共阳接法，那么为低电平是亮，为高电平是灭。从高往低排列， P1.7-P1.0写成二进制为01111110， 把他转化为16进制则为A2H。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。表2.1 共阳极数码管显示显示 P1.7 小数点 P1.6 G P1.5小FP1.4 EP1.3 DP1.2 CP1.1 BP1.0 A HE代码 0 11000 0 0 0 C0H 1 1 1 1 1 1 00 1 F9H 2 1 0 1 0 0 1 0 0 A4H 3 1 0 1 1 0 0 1 0 B0H 4 1 00 1 1 0 0 1 99H 5 10 0 1 0 0 1 092H 6 10 0 0 0 0 1 0 82H 7 11 1 1 1 0 0 0 F8H 8 1 0 0 0 0 0 0 0 80H 9 1 0 01 0 0 0 0 90H 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阳接VCC，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。2.3定时/计数器篮球比赛计分器其实就是一个计数器，本次课程设计就是利用单片机中的定时/计数器来实现其计分的功能。在51单片机中有两个16位的定时/计数器T0,T1，分别由TH0、TL0和TH1、TL1组成，它们均是8位寄存器，在特殊功能寄存器中占地址8AH-8DH。它们用于存放定时或计数的初始值。此外，内部还有一个8位的方式寄存器TMOD和一个8位的控制寄存器TCON。用于选择和控制定时/计数器的工作。其格式见下面两表：表3.1 方式控制寄存器TMODGATEC/TM1M0GATEC/TM1M0门控开关计数/定时方式选择门控开关计数/定时方式选择表3.2 控制寄存器TF1TR1TF0TROIE1IT1IE0IT0T1请求有/无T1工作启/停T0请求有/无T0工作启/停INT1请求有/无INT1方式下沿INT1请求有/无INT1方式下沿篮球比赛计分器利用单片机的计数器进行工作，计数器对外部脉冲的下降沿进行加1计数，直至计满回零。作为可编程器件，单片机中的定时/计数器初始化编程步骤如下：根据定时时间要求或计数要求计算计数器初值；将工作方式控制字写入TMOD寄存器；将计数初值写入THX和TLX寄存器；启动定时器/计数器，即将TRX置位。如果工作于中断方式，需置位EA（中断总开关）及ETX（允许定时/计数器中断），并编写中断服务程序。三、流程图：篮球比赛中，得分可分为1分、2分、3分、减1、交换、控制六种情况，根据这样的设计要求，结合数码管的显示以及51单片机中计数器的工作实现方式、接口应用、中断控制等可设计出程序流程图如下所示：四、仿真图和实际焊接图：4.1 Proteus仿真图：在用Protues进行仿真之前，先要用WAVE软件将我们编写好的汇编程序编译。具体方法是先新建一项目，之后输入编写的程序，输入完成后保存然后执行项目、编译，在目标文件夹内生成编译好的程序文件，其中*.HEX文件就是我们所需要的，在之后电路设计好后用于放入AT89C51中执行其功能。在生成*.HEX文件后，进入Protues软件，此时软件已自动打开一新建项目。我们可直接在其中构建电路图，点击板面左侧按键P，在弹出的Pick devices对话框中进行元器件的选择，选择实训过程中所需求的元器件绘制出电路图，其仿真图如图1-1： 图1-1电路仿真图 AT89C51实现其功能，按下S1键，总分加1分；按下S2键，总分加2分；按下S3键总分加3分；按下S4键，总分减去一分；按下S5键交换红蓝两对分数；按下S6键对红蓝两队分数进行控制。注意：仿真过程中可以省略晶振、三极管、电阻等以便于观察结果，在焊接电路板时，这些元件必须焊接上去。4.2 实际焊接图：实际焊接图分为正反两面，正面如图1-2，反面如图1-3：其晶振和复位电路均焊接在芯片底座内。正面焊接电路图1-2五、程序代码：数码管的显示，在TAB中加入数码管显示数字时对应的16进制数程序清单：org 0000hajmp mainorg 000bhajmp dscxorg 0030hmain: mov sp,#60h mov tmod,#11h mov th0,#0fch mov tl0,#18h setb p1.0 clr p1.1 mov p3,#0ffh mov 30h,#00h mov 31h,#00h mov r1,#32h mov r2,#11h lcall jscx setb ea setb et0 setb tr0 ljmp ajcxorg 0060hajcx: jnb p3.0,s0 jnb p3.1,s1 jnb p3.2,s2 jnb p3.3,s3 jnb p3.4,s4 jnb p3.5,sz5 ljmp ajcxsz5: ljmp s5s0: lcall del jb p3.0,s01 ljmp ajcxs01: jnb p1.0,s02 mov a,30h inc a mov 30h,a ljmp tzcxs02: mov a,31h inc a mov 31h,a ljmp tzcxs1: lcall del jb p3.1,s11 ljmp ajcxs11: jnb p1.0,s12 mov a,30h add a,#02h mov 30h,a ljmp tzcxs12: mov a,31h add a,#02h mov 31h,a ljmp tzcxs2: lcall del jb p3.2,s21 ljmp ajcxs21: jnb p1.0,s22 mov a,30h add a,#03h mov 30h,a ljmp tzcxs22: mov a,31h add a,#03h mov 31h,a ljmp tzcxs3: lcall del jb p3.3,s31 ljmp ajcxs31: jnb p1.0,s32 mov a,30h dec a mov 30h,a ljmp tzcxs32: mov a,31h dec a mov 31h,a ljmp tzcxs4: lcall del jb p3.4,s41 ljmp ajcxs41: push 30h push 31h pop 30h pop 31h lcall jscx ljmp ajcxs5: lcall del jb p3.5,s51 ljmp ajcxs51: cpl p1.0 cpl p1.1 ljmp ajcxorg 0120htzcx: lcall jscx ljmp ajcxorg 0130hdel: mov tl1,#00h mov th1,#0bh setb tr1 jnb tf1,$ mov tl1,#00h mov th1,#0bh clr tf1 retorg 0150h dscx: mov th0,#0fch mov tl0,#18h mov a,r2 rl a mov r2,a cjne r2,#11h,d1 mov r1,#32h lcall jscx retid1: cjne r2,#22h,d2 mov r1,#33h lcall jscx retid2: cjne r2,#44h,d3 mov r1,#34h lcall jscx retid3: mov r1,#35h lcall jscx retiorg 0190hjscx: mov a,30h mov b,#0ah div ab mov 33h,b mov 32h,a mov a,31h mov b,#0ah div ab mov 35h,b mov 34h,a mov p2,r2 mov dptr,#tab mov a,r1 movc a,a+dptr mov p0,a retorg 0220htab: db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h db 80h,90hend六、心得体会： 在这次实训中，通过编程用WAVE软件将我们编写好的汇编程序编译。具体方法是先新建一项目，之后输入编写的程序，输入完成后保存然后执行项目、编译，在目标文件夹内生成编译好的程序文件，在生成*.HEX文件后，进入Protues软件，选择其所需的元器件，绘制出电路图。P0.0P0.7口接7段共阳极数码管。P2.0P2.3口接数码管的COM引脚；P3.0P3.5接6个开关，通过对6个开关的操作实现篮球计分器的功能。 仿真过程中，不需要考虑晶振以及三极管压降的影响，在仿真中，我只使用了简单的元器件，加载HEX文件以后，初步实现了篮球计分器的功能。在实际焊接中，考虑的问题要比仿真全面，我在焊接的过程中，P2口接数码管的COM用于对数码管的控制。该方案使用共阳极数码管的com焊接时接C9012三极管的C极和电阻用于驱动数码管。B 极接1K电阻后连接到P2口， E 级接5V电源.。P3口接6个开关分别作为比分+1、+2、+3、1 交换 红蓝两队切换的控制按键。P0口接七段显示数码管，根据相应的管脚焊接。焊接的过程中需考虑其晶振、复位电路等相关问题。 实训中，通过仿真和实际焊接验证结果，在仿真和焊接的过程中解决