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篮球专业毕业论文范文篮球计时记分器论文篮球专业毕业论文范文篮球计时记分器论文 毕业论文题目篮球计时记分器专业领域飞行器电子装配技术指导教 师姓名学号摘要I摘要通过这个设计了解到单片机控制技术的广泛应 用 其核心技术是单片机控制系统的设计 单片机在控制系统中的应用也越来越普遍了 单片机控制系统是以单片机 CPU 为核心部件 扩展一些外部接口 和设备 组成单片机工业控制机 主要用于工业过程控制 要进行单片机系统设计首先必须具有一定的硬件基础知识 其次 需要具有一定的软件设计能力 能够根据系统的要求 灵活地设计 出所需要的程序 第三 具有综合运用知识的能力 最后 还必须掌握生产过程的工艺性能及被测参数的测量方法 以 及被控对象的动 静态特性 有时甚至要求给出被控对象的数学模 型第一章系统开发背景随着体育活动越来越多的受到人们的重视 篮球比赛也被很多青少年所喜爱 我本人也参加过学校组织的班级间的篮球比赛 但是比赛的计分和 计时的工具大多是很简陋的比分牌 十分的不方便 而且大多由于缺少24秒的倒计时 控球时间计时不是很准确 我开发的这个系统原料简单 按键功能强大 计时准确 流动性强 非常适合于学校的篮球比赛等对于计时要求比较高的地方 自从1976年Intel公司推出第一批单片机以来 80年代单片机技术进 入快速发展时期 近年来 随着大规模集成电路的发展 单片机继 续朝快速 高性能方向发展 从4位 8位单片机发展到16位 32位 单片机 单片机主要用于控制 它的应用领域遍及各行各业 大到航天飞机 小至常生活中的冰箱 彩电 单片机都可以大显其能 单片机将微处理器 存储器 定时 计数器 I O接口电路等集成在 一个芯片上的大规模集成电路 本身即是一个小型化的微机系统 单片机技术与传感与测量技术 信号与系统分析技术 电路设计技 术 可编程逻辑应用技术 微机接口技术 数据库技术以及数据结 构 计算机作系统 汇编语言程序设计 高级语言程序设计 软件 工程 数据网络通信 数字信号处理 自动控制 误差分析 仪器 仪表结构设计和制造工艺等的结合 使得单片机的应用非常广AT89C 51是一个低电压 高性能CMOS8位单片机 片内含4K比特的可反复擦 写的Flash只读程序存储器和128bytes的随机存取数据存储器 RAM 器件采用ATMEL公司II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 内置功 能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案 AT89C51是一个低功耗高性能单片机 40个引脚 32个外部双向输入 输出 I O 端口关键词LED显示 数据帧 串行接口目录III目录 尤其是单片机技术 在许多娱乐领域为我们提供了方便 让以前我 们认为不可能实现的得到了超越 我们将之运用在了各种不同的行业 本论文通过单片机技术或数字电子技术等专业知识设计与制作的 篮球比赛中除了有每一节 或上 下半场 时间倒计时外 为了加 快比赛的节奏 使比赛更加激烈精彩 比赛规则还要求进攻方应在2 4s内有一次投篮动作 否则视为违例 比赛计时系统要求用大屏幕挂在高处 控制按键在计时员旁边 现 在常见的计时系统大多采用有线传输方式 需要很长的传输线 既 不美观也不便安装 为此 我们设计了一套利用编 解码器和射频模块进行无线数据传 输的篮球比赛系统 采用单片机控制 按键操作使用简洁 大型led 液晶显示器 显示 安装方便 系统设计框图见图1全论文分8个章节 主要介绍了篮球计时记分的 制作与设计 再编写过程中得到老师和同学的支持他们给我提供了许多宝贵的意 见 我对他们表示衷心感谢 由于知识水平有限 论文中一定存在错误和不妥 恳请您指正和批 评 贵州航天职业技术学院 2 二 系统设计框图2 1系统结构框图基于单片机系统的球赛计时计分 器的系统构成框图 如下图所示 AT89C51CD451复位晶振赛程时间设置键盘CD409计分显示队名显球赛 种类切换74LS21赛程比分调整键盘计时显示图1第三章基本功能介绍 3 三 基本功能简介1计时显示采用七段LED静态显示方式 用于显示 比赛时间 2CD4511是四 七段BCD码译码器 可以实现对BCD码的二进制数译码 3CD4094是8位移位寄存器 主要完成串行输入 并行输出8位数据的 功能 4计分显示采用七段LED静态显示方式 显示比赛双方所得的分数 5复位使单片机初始化 所有功能键清0 6队名显示显示比赛双方的队名 7球赛种类切换键用于切换各种比赛 以便适应记录各种比赛结果的 要求 8赛程时间设置键盘用于设置比赛总时间 974LS21是四输入与门 用来完成两队的加减分 10赛程比分调整键盘记录比赛双方的所得分 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10个7段共阴LED显示器 其中6个用于记录甲 乙 两队的分数 每队3个LED显示器分数范围可达到0 999分 足够满足赛程需要 另外4个LED显示器则用来记录赛程的时间 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 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7个按键 其中4个用于输入甲 乙两队的分数 另外3个则用于完成设置 调 整 启动和暂停赛程时间等功能 再次 我们还设计了定时报警系统 即比赛时间到时 我们立即通 过扬声器发出报警声 提示整个赛程结束 贵州航天职业技术学院 4 四 系统硬件电路组成4 1计时电路4 1 1LED结构与原理结构七段LE D显示器系发光器件的一种 常用的LED发光器件有两种数码管和点阵 数码管内部由7个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成 根 据各管的亮暗组合成字符 常见的数码管由10个引脚啊 LED有共阴极和共阳极两种 每段发光二极管需要5 10mv的驱动电流才能正常发光 一般要加限流电阻控制电流大小 原理LED数码管的a g七个发光二极管 加正电压的发光 加零电压的不能发光 不同亮暗的组合就能形成 不同的字型 这种组合称为字型码 共阳极和共阴极的字型码是不同的 如下表所示 显示段符号共阴极共阳极dp gF ED CB a0001111113FH C0H10000011006H F9Hxx110115BH A4H3010011114FH B0H40110011066H99H5011011016DH92H6011111017DH82H70000011107 H F8H8011111117FH80H9011011116FH90H A0111011177H88H b011111007CH83H C0011100139H C6H d010111105EH A1H第五章篮球计时记分器的原程序 5 E0111100179H86H F0111000171H8EH H0111011076H89H P01110011F3H8CH可采用硬件译码输出字型码控制显示内容 如采用 74LS48CD4511等 也可以用单片机I O口直接输出字型码控制数码管的显示内容 用单片机驱动LED数码管有很多方法 按显示方式分为静态和动态显 示 4 1 2LED显示器显示方式静态显示的特点静态显示就是显示驱动电 路具有输出锁存功能 单片机将所要显示的数据送出后 数码管始 终显示该数据 CPU不再控制LED 到下一次显示时 再传送一次新的显示数据 静态显示方式的优点 显示的数据稳定 无闪烁 占用CPU时间少 静态显示的接口电路采用一个并行口接一个数码管 数码管的公共 端按共阳或共阴极分别接地或接VCC 这种接法 每个数码管都要单独占用一个并行的I O口 以便单片机 传送字型码到数码管控制数码管的显示 显示其缺点就是当显示位数多时占用I O端口多 另外 数码管静态显示方式中 由数码管始终发光 这样功耗也比较大的 为了解决静态显示I O口占用过多的问题 可采用接口扩展LED数码 管技术 贵州航天职业技术学院 6 4 1 3计时电路原理图4 2计分电路4 2 1串行口控制寄存器SCON SCON寄存器用来控制串行口的工作方式和状态 它可以是位寻址 在复位时所有位被清零 字地址为98H 如下表所示 位地址9F9E9D9B9A999897位符号SM0SM1SM2REN TB8RB8TI RISCON各位定义各位定义如下SM0SM1 串行口控制方式选择位其状态 组合所对应的工作方式为SM0SM1工作方式功能说明波特率0008位同 步移位寄存器fosc 1xx8位异步收发由定时器控制1029位异步收发fo sc 32或fosc 64第五章篮球计时记分器的原程序 7 1139位异步收发由控制器控制SM2 多机通信控制位因多机通信是在 方式2和方式3下进行的 因此SM2主要用于方式2和方式3 当串行口以方式2和方式3接收数据时 SM2 1 则只有在接收到的第9 位数据位1时才接收到的前8位数据送人SBUF 并置为RI产生中断请求 否则将接收的前8位数据丢失 而当SM2 0时则不论第9位数据是0还是1 都将前8位数据装入SBUF中 并产生中断请求 在方式0时 SM2必须为0 REN 允许接收位控制REN 0时禁止串行口接 收 REN 1时允许串行口接收 该位由软件置位或复位 TB8 发送数据位在方式2和方式3 TB8是发送数据的第9位 根据发 送数据的需求要由软件置位或复位 它可作为奇偶校验位 也可在多机通信中作为发送地址帧或数据帧 的标志位 多机通信时 一般约定发送地址帧时 设置TB8 1 发送数据帧时 设置TB8 0 在方式0和方式1中该位未使用 RB8接收数据位用于在方式2和方式3时存放数据接收的第9位 它即可是约定的奇偶校验位 也可以是约定的地址 数据标志位 可 根据RB8被设置位的情况对接收到的数据进行某种判断 在多机通信时 若RB8 1 说明接收的数据为地址帧 RB8 0时 说 明接收的数据为数据帧 在方式1下 若SM2 0 则RB8用于存放接收到的停止位方式 方式0下 该位没用 TI 发送中断标志位用于指示一帧数据发送完否 在方式0下 发送电路发送完第8位数据时 TI由硬件置位 在其他 方式下 TI在发送电路开始发送停止位时置位 这就是说TI在发送 前必须由原件复位 发送完一帧后由硬件置位 因此 CPU查询TI状态便可知一帧数据是否发送完毕 贵州航天职业技术学院 8 RI 接收中断标志位用于指示一帧信息是否接收完 在方式1下 RI在接收电路接收到第8位数据时由硬件置位 在其他 方式下 RI是在接收电路接收到停止位的中间位置时置位 RI也可 提供CPU查询 以解决CPU是否需要从SBUF中提取接收的字符或数据 RI也由软件复位 在进行串行通信时 一帧发送完后 必须由软件来设置SCON的内容 当由指令改变SCON的内容时 改变的内容在下一条指令的第一个周 期的S1P1状态期间才锁存到SCON寄存器中 并开始有效 如果此时已开始进行串行发送 那么TB8发送去的任是原有的值而不 是新值 在进行串行通信时 一帧发送完后 发送中断标志置位 向CPU请求 中断 当已帧接收完毕时 接收中断标志置位 也向CPU请求中断 若有效中断 则进入中断服务程序 CPU事先并不能区分中断还TI请求中断 只能在进入中断服务程序后 通过查询来区分 然后进入相应的中断处理 4 2 2电源控制寄存器PCON PCON寄存器主要是为CHMOS型单片机的电源控制设置的专用寄存器 单元地址为87H 不位寻址 其格式如下图所示 位序D7D6D5D4D3D2D1D0位符号SMOD GF1GF0PD IDLPCON的各位定义其中 PCON低4位时CHMOS单片机掉电方式控制位 GF1GF0通用标志位 由软件置位复位PD 掉电方式控制位 PD 1 则 进入掉电方式IDL待机方式控制位 IDL 1 则进入待机方式在HMOS 单片机中 该寄存器中除最高位之外 其他位都是虚设的 最高位SMOD是串行口波特率的倍增位 在单片机工作方式1 工作方 式2 工作方式3时 当SMOD 1时串行口波特率提高一倍 若SMOD 0时 则波特率不加倍 系统复位时SMOD 0 PCON是其他各位用于MCS 51的电源控制 第五章篮球计时记分器的原程序 9 4 2 3计分电路原理图abcdefgdpabcdefgdpabcdefgdpabcdefgdpabcd efgdpabcdefgdpabcdefgdpabcdefgdpabcdefgdp15s8s7s6s5s4s3s2s1 15s1s2s3s4s5s6s7s8GNDGNDGNDP20P21P22202122GNDGNDP23P242423X TAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0 0 AD039P0 1 AD138P0 2 AD 237P0 3 AD336P0 4 AD435P0 5 AD534P0 6 AD633P0 7 AD732P1 0 T 21P1 1 T2EX2P1 23P1 34P1 45P1 56P1 67P1 78P3 0 RXD10P3 1 TX D11P3 2 INT012P3 3 INT113P3 4 T014P3 7 RD17P3 6 WR16P3 5 T1 15P2 7 A1528P2 0 A821P2 1 A922P2 2 A1023P2 3 A1124P2 4 A122 5P2 5 A1326P2 6 A1427U2AT89C52Q0Q11Q22Q33Q44Q55Q66Q77Q7 9SH CP11ST CP12DS14MR10OE13U174HC595Q0Q11Q22Q33Q44Q55Q66Q77Q7 9SH CP11ST CP12DS14MR10OE13U374HC595交换加分减分加分减分贵 州航天职业技术学院 10 五 篮球计时记分器的原程序5 1篮球计时记分器程序 篮球计时计分器程序 include第五章篮球计时记分器的原程序 11 define ucharunsigned char define uintunsigned int 595引脚 定义 sbit SDA P1 1 数据引脚 第14脚sbit SHIFT CP P1 2 移位时钟引脚 第11脚sbit ST CP P1 0 寄存器时钟引脚 第12脚 define NOP nop 贵州航天职业 技术学院 12 include 595 初始化函数 v oid InitSerialPort void SDA 0 SHIFT CP 0 ST CP 0 延时函数 void delay void 第五章篮球计时记分器的原程序 13 uchar jj for jj 0 jj 200 jj while jj 595送数 据函数 void SerialSendData uchar dat uchar ii uchar sdata dat for ii 0 ii 8 ii if sdataelse SDA 0 sdata 1 贵州航天职业技术学院 14 SHIFT CP 0 NOP NOP SHIFT CP 1 NOP NOP 数码管显示缓存 uchar LedBuffer 8 时钟相关定义 第五章篮球计时记分器的原程序 15 uchar TimerHour 0 uchar TimerMin 0 uchar TimerSec 0 uchar TimeT 0 uchar KeyT 0 按钮检测时 延时用int a int b b 1 int c c 2 分配 显示的函数 v oid FenPeiXianShi LedBuffer 0 LedSegCode b LedBuffer 1 LedSegCode TimerSec 100 贵州航天职业技术学院 16 LedBuffer 2 LedSegCode TimerSec 100 10 LedBuffer 3 LedSe gCode TimerSec 100 10 LedBuffer 4 LedSegCode c LedB uffer 5 LedSegCode TimerHour 100 LedBuffer 6 LedSegCode TimerHour 100 10 LedBuffer 7 LedSegCode TimerHour 100 10 显示函数 void Display static unsignedchar i 0 for i 0 i 8 i 数码管送出显示 开始 SerialSendData 1 6 真的按下 判断按的是哪一个 并进行处理KeyT 0 具体按 钮判断与处理 开始 if P20 0 a TimerSec TimerSec TimerHou r TimerHour a if b 1 c 2 第五章篮球计时记分器的原程序 21 b 2 c 1 else b 1 c 2 if P21 0 TimerHour if P22 0 TimerHour if P23 0 贵州航天职业技术学院 22 TimerSec if P24 0 TimerSec 具体按钮判断与处理 结束 else 没按钮按下 KeyT 0 第 五章篮球计时记分器的原程序 23 关于时钟 大while循环 结束 这一行不能删除 main函数 结束 这一行不能删除5 2程序调试结果1 显示程 序六位数码显示正常 没有闪烁 在显示初期第4位没有显示 把动态扫描时间调慢来观察 这时第4 位是有显示的 在第一位和第二位交替时会在第一位显示第二位 因为显示第二位 时第一位的片选信号并没有撤消 这个时间很短所以在其它位时不容易出现 知道原因后办法很快想出来了 改一下显示流程 2 功能程序各功能正常 能实现系统要