篮球计时计分器报告

单片机与接口技术课程考核题目： 考核2 篮球赛计时（计分）器设计 姓 名廖聪学 号班 级15机电2班授课老师莫夫评价表考点内容得分考点2.1正确绘制篮球计时（计分器）的硬件原理图（5分）提交仿真电路图文件考点2.3实现功能（10分）（1）数码管显示24秒倒计时；（2）24秒倒计时结束，有声光提示且重新计时；（3）可通过按键实现暂停计时、继续计时以及重新计时考点2.4撰写本次考核的文档（5分）要求文档规范、清晰加分（1）全组同学通过考核；（2）独立编写程序代码；（3）程序代码规范，可读性强；（4）帮助其他同学掌握本考点内容；（5）进步明显；（6）增加计分功能，增加单节计时功能等其他功能；（本项封顶5分）扣分（1）不能独立完成，抽查效果差；（2）同组2名同学考核不通过；总分最高分24分目录1. 篮球计时器功能12. 系统硬件设计12.1系统总体方案12.2单片机的选择22.3时钟电路模块22.4复位电路模块32.5按键控制模块32.6报警模块与指示模块42.7数码管显示模块53. 系统软件设计531软件总体设计方案532程序模块设计63.3PROTEUS软件仿真74. 实现及总结9附录1：硬件仿真文件9附录2：程序代码文件及hex文件91. 篮球计时器功能本系统是采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件。利用7段共阴LED数码管作为显示器件。在此设计中共接入了8个7段共阴LED数码管，其中，2个LED数码管用于显示24秒倒计时，当24秒倒计时到0时，LED1会亮灭5次，蜂鸣器会响5次，按下K2按键可以复位，2个LED数码管用于显示12分钟倒计时，当12分钟倒计时到0时，LED1和LED2会一直亮，蜂鸣器会一直响，按下K3按键可以复位，按下K1按键可以一起启动和停止24秒倒计时和12分钟倒计时， 2个LED数码管用于记录A队的分数，按下K4按键可以A队分数加1，按下K5按键可以A队分数减1，2个LED数码管用于记录B队的分数，按下K6按键可以B队分数加1，按下K7按键可以B队分数减1，按下K8按键可以同时清零A队和B队的分数，用于显示分数的数码管显示范围可达到099分，基本满足赛程需要。2. 系统硬件设计2.1系统总体方案篮球计时计分器主要包括单片机控制系统、计时显示模块、计分显示模块定时报警、按键控制键盘模块。通过这几个模块的协调调工作就可以完成相应的计时计分控制和显示功能。系统总体框图如下图（图1）所示：图1 系统硬件框图采用AT89C51单片机最小化应用设计，定时器T0和T1中断计时，显示部分分为计时和计分显示两部分，均采用共阴极LED显示。两个显示模块均采用动态扫描显示。在本设计中P0口（P00P07）通过U2锁存器 74HC573作为段选输出口，通过U3锁存器 74HC573作为位选输出口。按键设置翰入采用P3口传输数据，报警输出采用P23口，P10，P11。2.2单片机的选择AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。图2 AT89C51单片机引脚功能主要特性：与MCS-51 兼容，4K字节可编程FLASH存储器，寿命：1000写/擦循环，数据保留时间：10年，全静态工作：0Hz-24MHz，三级程序存储器锁定，1288位内部RAM，32可编程I/O线，两个16位定时器/计数器，5个中断源，可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内振荡器和时钟电路。2.3时钟电路模块时钟电路在单片机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟是保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢。这里要采用11.0592MHZ的晶振，另外有两个22pF的瓷片电容，两晶振引脚分别连到XTAL1和XTAL2振荡脉冲输入引脚。具体连接电路如图3所示：图3 时钟电路2.4复位电路模块单片机系统的复位电路在这里采用的是上电按钮复位电路形式，其中电阻R采用220欧姆的阻值，电容采用电容值为10uF的电解电容。具体连接电路如图4所示：图4 复位电路2.5按键控制模块本设计共设计了由P3口检测的8个独立按键，其功能如图5所示：图5 按键控制电路2.6报警模块与指示模块本设计设计了一个蜂鸣器报警（如图6所示）和两个LED灯指示模块（如图7所示）。图6 蜂鸣器报警电路图7 LED指示电路2.7数码管显示模块本次设计在显示模块用到的是两个2位一体和四个1的共阴极数码管，有7个段码输入口（通过U2锁存器74HC573）和8个位选输入口（通过U3锁存器74HC573），采用排阻提供上拉电流数码管，以保证有足够大的电流点亮数码管，采用动态驱动，使各位数码管逐个轮流受控显示，这就是动态扫描，由于扫描速度极快，显示效果与静态显示相同。其具体图形如下图8所示:图8 数码管显示电路3. 系统软件设计31软件总体设计方案本次软件设计部分采用模块化程序设计，程序部分由定时器T0中断程序、定时器T1中断程序、显示延时程序、延时消抖程序（约10ms）、显示程序、按键按下否程序、LED灯指示、报警程序组成。32程序模块设计为了增加写程序的方便性及可读性，在程序开头将要用到的一些I/O口进行位定义，定义如下：sbit dula=P26;sbit wela=P27;sbit led1=P10;sbit led2=P11;sbit ting=P30;sbit fuwei24=P31;sbit fuwei12=P32;sbit jiaA=P33;sbit jianA=P34;sbit jiaB=P35;sbit jianB=P36;sbit fuweiAB=P37;sbit beep=P23;主程序流程图如图9所示：图9 主程序流程图3.3PROTEUS软件仿真用 PROTEUS软件进行仿真，各项指标均达到了要求，完美地实现了蓝球计时计分器功能。1、 PROTEUS软件仿真原理图如图10所示：图10 仿真原理图2、 启动蓝球计时计分器，运行，计时部分立即开始工作计时， PROTEUS软件仿真计时计分显示如图11所示（A队12分、B队35分）：图11 仿真计时计分显示4. 实现及总结本次单片机考核我做了“篮球计时计分器”这一题目，通过这次课程设计，自己认真复习单片机，查阅和浏览了很多的相关资料，并且提高了使用Kile2和 Proteus软件的熟练程度通过这次考核的学习与思考，认真总结，我觉得单片机设计主要包括四方面的内容：软件部分设计、硬件部分设计、运用Kile2及 Proteus软件仿真及写出课程设计报告。这四部分内容看似简单，但实际操作起来却实不轻松。在单片机应用系统设计时，必须先确定该系统的技术要求，这是系统设计的依据和出发点，整个设计过程都必须围绕这个技术要求来工作。软件部分的设计我按照模块化的思想，一块一块的叠加。在这次单片机系统的课程设计中，我学到了很多，尤其是在调试程序的过程中，我遇到了很多问题，自己摸索并一个一个的克服，自信心心进一步得到了加强，证明我并不是只会学课本而不会用的那种学生。我学会了更多的查错方法和仿真知识。这次课程考核，我又一次的学习了C语言的编程，发现自己的确很喜欢编程，也更清楚的认识到自己所学的不足我学到了很多新的知识，同时也加深了对以前所学知识的理解，也増强了编程与仿真的操