篮球计分器课程设计

机械电子工程学院课程设计报告课程名称单片机的原理与接口技术设计主题篮球记分卡的设计自动化学过的专业名称第111类取得学位学生的名字很小指导教师王老师2014年5月10日机电设计任务书设计名称：篮球仪表的设计学生名称：小微指导教师：王老师开始时间： 2013年5月12日至2013年5月26日一、课程设计目的基于单片机技术设计了篮球比赛简单得分的篮球得分器。二、课程设计任务：1 .记录整个课程的比赛时间，随时实现暂停。2、可以随时在甲乙两队全过程中更新得分，如果加分错误，按下按钮就可以实现减分调整。3、中场交换比赛场地时，甲、乙两队得分的位置可以自动交换。比赛一结束，就能发出警报声。需要调整5场比赛时间，按下按钮就可以进行加法时和减法时的调整。三、基本要求：允许采用MCS-51系列或其他类型的单片机。2 .系统程序用汇编或c语言编写。3 .硬件电路图用proteus软件制作。 机电一体化单片机的课程设计指导老师的评价表院(部)机电学院学年的专家自动化111学生姓名微微学生学号主题浅谈篮球仪表的设计一、指导老师的评论本课题基于单片机的篮球分数计设计，采用单片机80C51,4、4，四个阳极LED数字管显示时间和甲乙双方队伍的分数，矩阵键盘实现加分、减分、分数切换等功能报告文章通顺、内容详细、论述充分、完整、立论正确、结构合理的报告数满足相关要求，课题背景明确介绍的设计方案合理论性强、有说服力的图表完整、满足规范要求的整个设计过程全面总结，可以得到一定价值的实验结果。整体课程设计结构合理，构思明确，设计方案准确，课程设计达到要求。指导老师签字：年月日二、成绩评定指导老师签字：年月日目录摘要和关键字11 .绪论21.1设计背景21.2计算任务和要求2二.全系统方案设计32.1方案设计和选择3方案1:3方案2:4建立方案： 43 .系统硬件设计53.1篮球记分卡硬件设计的基本要求53.1.1硬件设计的基本要求53.1.2针应用说明53.1.3针排列图63.2显示电路73.2.1显示电路设计73.2.2键设计83.4石英振动电路模块83.5复位电路模块93.6警报模块94 .系统程序设计104.1设计思想104.2主程序设计105 .模拟验证12六.结论13参考文献14附录115附录216摘要和关键字摘要：也称为单片机、单片机或单片机. 是将中央处理器(CPU )、随机存取存储器(RAM )、只读存储器(ROM )、输入输出端口(I/0 )等主要的计算机功能部件集成在一个集成电路芯片中的微计算机。 本设计是基于AT89S52单片机的篮球定时记分卡，使用7段共阴LED作为显示器件。 在该设计中，共连接4个2位一体的7段共阴LED显示器记录比赛时间，其中2位显示分钟，2位显示秒，后者记录甲乙队的分数，各队的2个LED显示器的显示范围达到099分钟。 比赛时机采用倒计时方式，比赛开始时开始计时，等到计时为零。 接着，为了针对计时器和记分卡修正调整时间和得分，我们在本设计中设置了4*4的矩阵键盘，用于设定、调整时间、启动、调整点数和暂停等功能。 采用单片机控制，该系统按钮操作简洁，LED显示，安装方便。 主芯片采用AT89S52单片机，用c语言编程，编程后用Keil uVision3编译，将重新生成的HEX文件加载到芯片中，用proteus软件进行模拟，功能正常实现关键词：篮球定时计分系统七段共阴LED数码管AT89C511 .绪论1.1设计背景体育比赛的时机得分系统是迅速收集、记录、加工处理体育比赛中发生的时间、得分等数据，传递利用的信息的系统。 根据不同体育项目不同比赛规则的要求，体育比赛时机得分系统包括测量类、得分类、命中类、胜利类等多种类型。篮球比赛是运动队在规定的比赛时间决定得分决胜负，所以篮球比赛的时机得分系统是得分类型的系统。 篮球比赛的时机得分系统由定时器、得分计等许多电子设备组成。 同时，根据当前高水平篮球比赛的要求，完善的篮球比赛时机得分系统设备可以结合现场成绩处理、现场大屏幕、电视转播车等多种设备，实现比赛现场感、娱乐观众等功能目标。由于具有单片机集成度高、功能强、通用性好、特别是体积小、重量轻、能耗低、价格低、可靠性高、抗干扰能力强、使用方便等独特优点，单片机迅速普及，目前已得到测量控制世界各大手电厂、测量技术企业、机电行业，竞争将单片机应用于产品更新，是实现数字化、智能化的核心部件。 篮球计时记分卡是以单片机为中心的计时记分卡系统，由计时器、记分卡、综合控制器和24秒控制器等构成。1.2计划任务和要求任务：为场地设计篮球计时记分卡。要求： 1、记录全程比赛时间，随时实现暂停。2、任何时候甲、乙两队全过程都可以更新得分，加分错误的情况下按按钮可以实现减分调整。3、中场交换比赛场地时，甲、乙两队得分的位置可以自动交换。比赛一结束，就能发出警报声。需要调整5场比赛时间，按下按钮就可以进行加法时和减法时的调整。2 .全系统方案设计篮球时序记分卡主要包括单片机控制系统、时序显示模块、记分显示模块和计时器报警，按键控制键盘模块。 通过这些模块的协调工作，可以实现适当的计时控制和显示功能。 这四个模块之间的互连如下图1-1所示图2-1整个系统的流程图本设计是基于AT89S52单片机的篮球定时记分卡，使用7段共阴LED作为显示器件。 该设计包括一个四位一体七段共阴LED显示屏，两个二位一体七段共阴LED显示屏，前者用于记录比赛时间，其中两人用于显示分钟，两人用于显示秒钟，后者用于记录球队分数，每队比赛时机采用倒计时方式，比赛开始时开始计时，等到计时为零。2.1程序的设计与选择为了能够正常显示LED软线管，通过驱动电路驱动软线管的各段软线，显示我们需要的数字，因此根据LED软线管的驱动方式，分为静态式和动态式两种。方案1 :静态驱动也称为直流驱动。 静态驱动是由单片机的I/O端口驱动每个数字代码管理器的每个段代码，或者由二进制解码器(如BCD代码)进行解码驱动。 静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是I/O端口很多，驱动5个数字代码管理静态显示需要58=40个I/O端口，在实际应用中必须添加解码驱动器来进行驱动方案2 :LED数字管的动态显示接口是单片机中使用最广泛的显示方式之一，动态驱动是全数字管的8个显示行程“a，b，c，d，e，f，g， 连接dp 的同名端子，另外，在数字管的每个共用极COM追加位栅极控制电路，位栅极通过各自独立的I/O线进行控制，在单片机输出字体代码时，单片机将COM端子电路的控制定位如果使显示的数字管的栅极控制导通，则该位导通，通过以时分的方式依次控制各数字管的COM端子，从而依次控制各数字管并显示，这是动态驱动。 在轮流显示的过程中，各个数字管的点亮时间为12ms，根据人的视觉上的暂时现象和发光二者的馀辉效果，实际上各数字管并不同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，没有闪烁感，动态显示的效果与静态显示相同建立计划：由于数码管的动态显示I/O端口数少，外部硬件电路简单，本次试验采用了数码管的动态显示驱动。3 .系统硬件设计3.1篮球记分卡硬件设计的基本要求系统硬件主要包括单片机AT89C51、时序显示电路、得分显示电路、报警电路和4*4矩阵键盘5个部分。3.1.1硬件设计的基本要求按下单片机： AT89C51、显示设备：七级共阴LED显示器、键：矩阵式键。3.1.2针应用说明AT89C51针脚说明：VCC(40 ) :连接供给电压、5V的电压。GND(20 ) :接地。P0端口(3932):P0端口为8位漏极级开路双向I/O端口，每脚吸收8TTL栅极电流。 第1次写入P0端口的针时，定义为高电阻输入。 P0可用于外部程序的数据存储器，该数据存储器可被定义为数据/地址的第八位。 在FIASH编程时，P0端口成为源极输入端口，检查FIASH时，P0输出源极，此时必须提升P0的外部。P1端口(18):P1端口是8位双向I/O端口，用于向其内部提供上拉电阻，其中P1端口缓冲器能够接收输出4TTL栅极电流。 向P1端口针脚写入1时，可在内部上拉作为输入使用，当P1端口外部下拉到低电平时，输出电流。 这是因为内部上拉。 在FLASH编程和验证过程中，P1端口作为第八个地址接收。P2端口(2127):P2端口是内部上拉电阻的8位双向I/O端口，P2端口缓冲器能够接收，输出4个TTL栅极电流，当P2端口写为“1”时，其引脚被内部上拉电阻上拉，成为输入。 因此，作为输入时，P2端口的针脚被拉向外部，输出电流。 这是因为内部被提升了。 访问P2端口外部程序存储器或16位地址外部数据存储器时，P2端口输出地址的高位8位。 在给定地址“1”的情况下，利用内部上拉的优点，在读写外部8位地址的数据存储器的情况下，P2端口输出该特殊功能寄存器的内容。 P2端口在FLASH编程和验证时接收高位8位的地址信号和控制信号。P3端口(1017):P3端口引脚为8个带内部上拉电阻的双向I/O端口，可接收4个输出TTL栅极电流。 P3端口写入“1”时，在内部上拉到高电平，用作输入。 作为输入，外部下拉为低电平，所以P3端口输出电流(ILL )是为了上拉。P3端口也可作为AT89C51的特殊功能端口使用。 下表所示为：P3端口针脚的替代功能：P3.0 RXD (串行输入端口)P3.1 TXD (串行输出端口)P3.2 /INT0(外部中断0 )P3.3 /INT1(外部中断1 )P3.4 T0 (定时器0外部输入)P3.5 T1 (定时器1外部输入)/PSEN(29 ) :外部程序存储器的选择通信号。 在外部程序存储器中指定期间，每个机器周期2次/PSEN有效。 然而，当访问外部数据存储器时，没有出现这两个有效的/PSEN信号。/EA/VPP(31 ) :无论是否有内部程序存储器，如果/EA保持低电平，则在其间存在外部程序存储器(0000H-FFFFH )。 注意加密方式1的情况下，/EA将内部锁定在RESET中，/EA侧为高电平时，其间存在内部程序存储器。 在FLASH编程过程中，此引脚还用于施加12V编程电源(VPP )。XTAL1(19 ) :反向振荡放大器的输入及内部时钟动作电路的输入。XTAL2(18 ) :来自逆变振荡器的输出。P3.6 /WR (外部数据存储器写入门)P3.7 /RD (外部数据存储器读取门)P3端口同时接收若干控制信号以进行闪烁编程和编程检验。RST(9) :复位输入。 当振荡器复位装置时，其将保持RST脚本的两个机器循环的高电平时间段。ALE/PROG(30 ) :访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的高位字节。 在FLASH编程过程中，此端子用于输入编程脉冲。 通常，ALE侧以一定的频率周期输出正脉冲信号，该频率是振荡频率的1/6。 因此，可用于输出到外部的脉冲或定时的目的。 但是，请注意，每次用作外部数据存储时都会跳过ALE脉冲。 要禁止ALE的输出时，将SFR8EH地址设为0。 在这种情况下，ALE仅在执