毕业设计-基于at89c51单片机的篮电子球记分牌设计

单片机课程设计报告册设计题目篮球赛电子记分牌专业指导教师姓名学号2012年12月摘要随着单片机在各个领域的广泛应用，许多用单片机作控制的计时记分系统也应运而生，如用单片机控制LCD液晶显示的计时记分器，用单片机控制LED七段显示的计时记分器等。篮球赛电子记分牌是根据篮球比赛特点设计的独立的信息采集、分配、评判和显示的系统，能实现比赛分数的实时、准确、快捷处理和呈现。本设计原理简单，主要采用AT89C51单片机作为微控制器，集合数码管和LED指示灯，通过键盘控制记分牌的工作状态，通过数码管和LED指示灯来反馈信息的篮球赛记分系统，并仿真实现。本设计在充分考虑了篮球比赛的实际情况基础上设计，该系统的数据显示由两个四位数码来实现，能显示甲乙两队的比分情况，具有加分、减分、甲乙切换等功能。此外，该系统具有低功耗、可靠性、安全性以及低成本等特点，可广泛用于学校和小团体作为赛程记分。具有一定的实用性。关键词单片机，AT89C51，LED数码管，仿真，篮球记分牌目录第一章设计任务与要求111设计的目的和意义112设计任务与要求1第二章总体设计方案221显示模块222按键控制模块223指示模块224总体硬件组成框图2第三章硬件系统331数码管显示模块332按键控制模块433LED指示灯模块534单片机最小系统6第四章软件系统741主程序设计742指示灯设计9第五章系统调试与测试1051系统调试1052测试结果11结论12参考文献13附录一程序清单14附录二仿真全图17附录三元件清单18第一章设计任务与要求11设计的目的和意义目前球场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。电子记分板根据篮球比赛的特点，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，特别适用于小型篮球体育馆和露天运动场。12设计任务与要求设计题目篮球赛电子记分牌设计要求（1）分别设计篮球比赛甲乙两个队的记分牌；（2）能实现两张记分牌的切换；（3）能按照篮球赛记分规则记分并显示；（4）将原有的一个指示灯基础上进一步改进为两个指示灯，作分别指示。第二章总体设计方案本系统采用单片机AT89C51为控制核心，系统主要包括显示模块、按键控制模块、指示模块等。21显示模块采用七段码数码管显示。数码管是指将所有发光二极管的一极接到一起形成公共极，因此数码管有共阴共阳之分。以共阳数码管为例，共阳数码管在应用时应将公共极接到5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。因此每个数码管有8个接口。根据其实际应用进行选择。22按键控制模块采用独立按键。每个独立按键与单片机I/O连接，虽然不能节省I/O口，但电路简单、编程容易，由于本系统只需要五个按键，因此选者独立按键。23指示模块采用指示灯，在切换记分牌时起指示作用，能够看得清楚明白。24总体硬件组成框图图21按键控制模块AT89C51数码管显示模块LED指示第三章硬件系统为使该电子记分牌更加方便和灵活，本设计将其划分为三个模块，下面将对各个模块逐一介绍。31数码管显示模块数码管也叫LED数码管，它是一种专门用来显示数字的器件，LED数码管（LEDSEGMENTDISPLAYS）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。LED数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于3位“1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等，LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。图31数码管显示模块电路32按键控制模块按键控制模块采用4个独立按键，KE1、K2、K3、K4、K5分别于单片机的P10、P11、P12、P13、P17连接，每个按键的另一端直接与地相连接，因此是低电平有效。按键控制模块的电路如图32所示。这四个独立按键分别实现了比赛两只队伍的得分值的改变。具体标号和功能如表31所示。表31按键功能描述序号接口功能K1P10加1分K2P11加2分K3P12加3分K4P13减1分K5P17甲乙互换图32按键控制模块电路图33LED指示灯模块LED指示灯模块由两条电路R1与D1、R2与D2组成，分别接入单片机的P30、P31口，低电平有效。LED指示灯模块如图33所示。图33LED指示灯模块电路图34单片机最小系统AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROMFLASHPROGRAMMABLEANDERASABLEREADONLYMEMORY）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS51指令集和输出管脚相兼容。图34最小系统模块电路图由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。最小系统模块的晶振电路由12MHZ晶振和30PF的电容构成，复位电路由10UF的电解电容构成。电路如图34所示。第四章软件系统在本设计中，系统的软件设计也采用了模块化的设计，将系统的各部分功能编写成子模块的形式。41主程序设计本系统中单片机的主要功能就是利用内部的定时器计时，并随时接受按键控制模块的信息，将比赛的得分显示LED数码管上。K1、K2、K3键配合程序所设定的端口控制比赛的加分，开始时，当K1按下，甲队加一分；当K2按下，加两分；当K3按下，加三分；K4键配合程序所设定的端口控制比赛的减分，K4按下，减一分。程序流程如图41所示。图41主程序流程图开始初始化选甲队YESK1按键是否按下NOK2按键是否按下将甲乙队分数显K3按键是否按下NO结束K4按键是否按下NO甲加1分YESYES甲加2分YES甲加3分甲减1分K1按键是否按下K2按键是否下K3按键是否按下K4按键是否按下NONONO乙加1分YESYES乙加2分YES乙加3分乙减1分NONOYESYES42指示灯设计开始运行时，黄灯亮，表示选中了甲队记分牌，当K5按下，绿灯亮，表示选中了乙队记分牌。程序流程如图42所示。图42指示灯设计流程图YESNO开始清零D1亮选中甲队K5是否按下D2亮选中乙队显示结束第五章系统调试与测试51系统调试软件调试采用KEIL软件完成。在打开后，建新工程，选择AT89C51处理器，接着新建文档编辑程序，编辑完存为ASM，把保存的ASM文件加入到工程里。检查无语法错误后生成HEX文件。程序清单查看附录一。打开仿真软件ISIS，找到与系统相关的元器件，将各个元器件的引脚连接，保存到程序所在文件夹，将程序加载到AT89C51单片机上，开始运行仿真。（1）出现了以下问题，如图51所示。图51（2）发现问题，如图52所示。图52（3）解决问题后，如图53所示。图5352测试结果本次系统设计结构较好，单片机最小系统能正常工作，经过调试发现问题并将问题解决后，按键模块能实现控制功能，LED数码管显示模块能根据按键模块输入的控制信息进行显示，指示灯模块能按按键模块输入控制信息和程序设定的要求显示。仿真结果全图如附录二所示。结论本次基于单片机的篮球比赛电子记分牌是针对传统篮球比赛人工翻动比分牌的改进，解决篮球比赛时计分与计时准确方便和灵活适用的问题。系统总体电路由单片机最小系统、LED数码管显示模块、5个独立按键控制模块LED指示灯模块构成。四个模块分别完成信息的处理、显示、控制等篮球比赛记分牌的基本功能。通过软件的仿真调试，实现了本次设计的基本功能，左边的数码管显示甲队比赛的得分，右边数码管显示乙队比赛的得分。五个按键能完成程序的要求对比分的调整进行控制，指示灯在记分牌切换时发生变化，给予球员和观众指示。虽然调试成功，但是该记分牌功能过于单一，只能够记分，不能满足现代人们的需求，有待改进。为了使一个系统能够具备多种功能，以后可以将其进一步改进，根据篮球比赛的特点，让这个系统能够记分，也可以计时，蜂鸣器在规定的时间段鸣叫，给球员和观众提示。参考文献1单片机原理与应用技术/江力主编；蔡骏，王艳春，董泽芳副主编北京清华大学出版社，2006（2007重印）2单片机课程设计指导/楼然苗，李光飞编著/2版北京北京航空航天大学出版社，20121附录一程序清单ORG0000HLJMPMAINORG0030HP0口接数码管的段选（低电平有效）P20P23接数码管的位选（高电平有效）MAINMOVP2,0FFHMOVP0,0C0HMOVR2,00MOVR1,00CLRP30键盘扫描程序判断甲乙间的转换CHENGXUJBP17,JIAYIDUIJNBP17,CPLP30CPLP31JIAYIDUIJBP30,YIDUILJMPJIADUIJBP31,JIADUILJMPYIDUI甲乙队加减分判断甲队加1分程序JIADUIJBP10,LOOP1JNBP10,LJMPJIA1甲队加2分程序LOOP1JBP11,LOOP2JNBP11,LJMPJIA2甲队加3分程序LOOP2JBP12,LOOP3JNBP12,INCR2JIA2INCR2JIA1INCR2CJNER2,200,LP3LJMPMAINLP3CJNER2,201,LP4LJMPMAINLP4CJNER2,202,LOOP3LJMPMAIN甲队减1分程序LOOP3JBP13,XIANSHIJNBP13,DECR2CJNER2,0FFH,XIANSHILJMPMAIN乙队加1分程序YIDUIJBP10,LOOP4JNBP10,LJMPJIA3乙队加2分程序LOOP4JBP11,LOOP5JNBP11,LJMPJIA4乙队加3分程序LOOP5JBP12,LOOP6JNBP12,INCR1JIA4INCR1JIA3INCR1CJNER1,200,LP5LJMPMAINLP5CJNER1,201,LP6LJMPMAINLP6CJNER1,202,LOOP6LJMPMAIN乙队减1分程序LOOP6JBP13,XIANSHIJNBP13,DECR1CJNER2,0FFH,XIANSHILJMPMAIN显示程序甲队显示扫描XIANSHIMOVA,R2MOVB,100DIVABLCALLCHABIAOMOVP2,02HMOVP0,ALCALLDELAYMOVP2,00HMOVA,BMOVB,10DIVABLCALLCHABIAOMOVP2,04HMOVP0,ALCALLDELAYMOVP2,00HMOVA,BLCALLCHABIAOMOVP2,08HMOVP0,ALCALLDELAYMOVP2,00H乙队显示扫描MOVA,R1MOVB,100DIVABLCALLCHABIAOMOVP2,20HMOVP0,ALCALLDELAYMOVP2,00HMOVA,BMOVB,10DIVABLCALLCHABIAOMOVP2,40HMOVP0,ALCALLDELAYMOVP2,00HMOVA,BLCALLCHABIAOMOVP2,80HMOVP0,ALCALLDELAYMOVP2,00HLJMPCHENGXU跳转到甲乙切换延时20MS子程序DELAYMOVR5,10LOOPMOVR6,0FFHDJNZR6,DJNZR5,LOOPRET查表指令CHABIAOMOVDPTR,0200HMOVCA,ADPTRRET09共阳数码管显示表ORG0200HDB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99HDB92H,82H,0F8H,80H,90HEND结束程序附录二仿真全图附录三元件清单序号名称位号型号规格数量1电阻R1/R21002只2电阻R310K1只3瓷片电容C1/C230UF2只4电解电容C310UF1只5发光二极管黄/绿D1/D22只6NPN三极管Q1/Q2/Q3/Q4/Q5/Q6/Q7/Q890148只7四位数码管（红/蓝）共阳2只8单片机U1AT89C511只9晶振X112MHZ1只10单片机座子1只11轻触开关K1/K2/K3/K4/K5/电源开关四脚6只12导线05MM若干13万用板34541块GANEMPLOYMENTTRIBUNALCLAIEMPLOYMENTTRIBUNALSSORTOUTDISAGREEMENTSBETWEENEMPLOYERSANDEMPLOYEESYOUMAYNEEDTOMAKEACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNALIFYOUDONTAGREEWITHTHEDISCIPLINARYACTIONYOUREMPLOYERHASTAKENAGAINSTYOUYOUREMPLOYERDISMISSESYOUANDYOUTHINKTHATYOUHAVEBEENDISMISSEDUNFAIRLYFORMOREINFORMATIONABOUTDISMISSALANDUNFAIRDISMISSAL,SEEDISMISSALYOUCANMAKEACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,EVENIFYOUHAVENTAPPEALEDAGAINSTTHEDISCIPLINARYACTIONYOUREMPLOYERHASTAKENAGAINSTYOUHOWEVER,IFYOUWINYOURCASE,THETRIBUNALMAYREDUCEANYCOMPENSATIONAWARDEDTOYOUASARESULTOFYOURFAILURETOAPPEALREMEMBERTHATINMOSTCASESYOUMUSTMAKEANAPPLICATIONTOANEMPLOYMENTTRIBUNALWITHINTHREEMONTHSOFTHEDATEWHENTHEEVENTYOUARECOMPLAININGABOUTHAPPENEDIFYOURAPPLICATIONISRECEIVEDAFTERTHISTIMELIMIT,THETRIBUNALWILLNOTUSUALLYACCEPTIIFYOUAREWORRIEDABOUTHOWTHETIMELIMITSAPPLYTOYOU,TAKEADVICEFROMONEOFTHEORGANISATIONSLISTEDUNDERFURTHERHELPEMPLOYMENTTRIBUNALSARELESSFORMALTHANSOMEOTHERCOURTS,BUTITISSTILLALEGALPROCESSANDYOUWILLNEEDTOGIVEEVIDENCEUNDERANOATHORAFFIRMATIONMOSTPEOPLEFINDMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNALCHALLENGINGIFYOUARETHINKINGABOUTMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,YOUSHOULDGETHELPSTRAIGHTAWAYFROMONEOFTHEORGANISATIONSLISTEDUNDERFURTHERHELPIFYOUAREBEINGREPRESENTEDBYASOLICITORATTHETRIBUNAL,THEYMAYASKYOUTOSIGNANAGREEMENTWHEREYOUPAYTHEIRFEEOUTOFYOURCOMPENSATIONIFYOUWINTHECASETHISISKNOWNASADAMAGESBASEDAGREEMENTINENGLANDANDWALES,YOURSOLICITORCANTCHARGEYOUMORETHAN35OFYOURCOMPENSATIONIFYOUWINTHECASEIFYOUARETHINKINGABOUTSIGNINGUPFORADAMAGESBASEDAGREEMENT,YOUSHOULDMAKESUREYOURECLEARABOUTTHETERMSOFTHEAGREEMENTITMIGHTBEBESTTOGETADVICEFROMANEXPERIENCEDADVISER,FOREXAMPLE,ATACITIZENSADVICEBUREAUTOFINDYOURNEARESTCAB,INCLUDINGTHOSETHATGIVEADVICEBYEMAIL,CLICKONNEARESTCABFORMOREINFORMATIONABOUTMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,SEEEMPLOYMENTTRIBUNALSTHELACKOFAIRUPTHEREWATCHMCAYMANISLANDSBASEDWEBB,THEHEADOFFIFASANTIRACISMTASKFORCE,ISINLONDONFORTHEFOOTBALLASSOCIATIONS150THANNIVERSARYCELEBRATIONSANDWILLATTENDCITYSPREMIERLEAGUEMATCHATCHELSEAONSUNDAY“IAMGOINGTOBEATTHEMATCHTOMORROWANDIHAVEASKEDTOMEETYAYATOURE,“HETOLDBBCSPORT“FORMEITSABOUTHOWHEFELTANDIWOULDLIKETOSPEAKTOHIMFIRSTTOFINDOUTWHATHISEXPERIENCEWAS“UEFAHASOPENEDDISCIPLINARYPROCEEDINGSAGAINSTCSKAFORTHE“RACISTBEHAVIOUROFTHEIRFANS“DURINGCITYS21WINMICHELPLATINI,PRESIDENTOFEUROPEANFOOTBALLSGOVERNINGBODY,HASALSOORDEREDANIMMEDIATEINVESTIGATIONINTOTHEREFEREESACTIONSCSKASAIDTHEYWERE“SURPRISEDANDDISAPPOINTED“BYTOURESCOMPLAINTINASTATEMENTTHERUSSIANSIDEADDED“WEFOUNDNORACISTINSULTSFROMFANSOFCSKA“AGEHASREACHEDTHEENDOFTHEBEGINNINGOFAWORDMAYBEGUILTYINHISSEEMSTOPASSINGALOTOFDIFFERENTLIFEBECAMETHEAPPEARANCEOFTHESAMEDAYMAYBEBACKINTHEPAST,TOONESELFTHEPARANOIDWEIRDBELIEFDISILLUSIONMENT,THESEDAYS,MYMINDHASBEENVERYMESSY,INMYMINDCONSTANTLYALWAYSFEELONESELFSHOULDGOTODOSOMETHING,ORWRITESOMETHINGTWENTYYEARSOFLIFETRAJECTORYDEEPLYSHALLOW,SUDDENLYFEELSOMETHING,DOIT一字开头的年龄已经到了尾声。或许是愧疚于自己似乎把转瞬即逝的很多个不同的日子过成了同一天的样子；或许是追溯过去，对自己那些近乎偏执的怪异信念的醒悟，这些天以来，思绪一直很凌乱，在脑海中不断纠缠。总觉得自己自己似乎应该去做点什么，或者写点什么。二十年的人生轨迹深深浅浅，突然就感觉到有些事情，非做不可了。THEENDOFOURLIFE,ANDCANMEETMANYTHINGSREALLYDO而穷尽我们的一生，又能遇到多少事情是真正地非做不可DURINGMYCHILDHOOD,THINKLUCKYMONEYANDNEWCLOTHESARENECESSARYFORNEWYEAR,BUTASTHEADVANCEOFTHEAGE,WILLBEMOREANDMOREFOUNDTHATTHOSETHINGSAREOPTIONALJUNIORHIGHSCHOOL,THOUGHTTOHAVEACRUSHONJUSTMEANSTHATTHEREALGROWTH,BUTOVERTHEPASTTHREEYEARSLATER,HISWRITINGOFALUMNIINPEACE,SUDDENLYFOUNDTHATISNTREALLYGROWUP,ITSEEMSISNOTSOIMPORTANTTHENINHIGHSCHOOL,THINKDONTWANTTOGIVEVENTTOOUTYOURINNERVOICECANBEINTHEHIGHSCHOOLCHILDRENOFTHEFEELINGSINAPERIOD,BUTWASEVENTUALLYINFARCTIONWHENGRADUATIONPARTYINTHETHROAT,LATERAGAINSTOODONTHEPITCHHEHASSWEATPROFUSELY,LOOKEDATHISTHROWNABASKETBALLHOOPS,SUDDENLYFOUNDHIMSELFHASALREADYCANTREMEMBERHISAPPEARANCE童年时，觉得压岁钱和新衣服是过年必备，但是随着年龄的推进，会越来越发现，那些东西根本就可有可无；初中时，以为要有一场暗恋才意味着真正的成长，但三年过去后，自己心平气和的写同学录的时候，突然就发现是不是真正的成长了，好像并没有那么重要了；然后到了高中，觉得非要吐露出自己的心声才能为高中生涯里的懵懂情愫划上一个句点，但毕业晚会的时候最终还是被梗塞在了咽喉，后来再次站在他曾经挥汗如雨的球场，看着他投过篮球的球框时，突然间发现自己已经想不起他的容颜。ORIGINALLY,THISWORLD,CANPRODUCEACHEMICALREACTIONTOANEVENT,INADDITIONTORESOLUTELY,HAVETODO,ANDTIME原来，这个世界上，对某个事件能产生化学反应的，除了非做不可的坚决，还有，时间。APERSONSTIME,YOURIDEASAREALWAYSSPECIALTOCLEARWANT,WANT,LINEISCLEAR,ASIFNOTHINGCOULDSHAKEHISALSOONCESEEMEDTOBEDETERMINEDTODOSOMETHING,BUTMOREOFTENISHEBACKEDOUTATLASTDISLIKEHISCOWARDICE,FINALLYFOUNDTHATTHEREAREALOTOFLOVE,THEREAREALOTOFMISS,LIKESHADOWREALLYHAVEBEENDOOMEDTHOSEWHODO,JUSTGREENYEARSONESELFGIVEONESELFANARMINJECTION,ORISASELFRIGHTEOUSSPIRITUAL一个人的时候，自己的想法总是特别地清晰。想要的，不想要的，界限明确，好像没有什么可以撼动自己。也曾经好像已经下定了决心去做某件事，但更多的时候是最后又打起了退堂鼓。嫌恶过自己的怯懦，最终却发现有很多缘分，有很多错过，好像冥冥之中真的已经注定。那些曾经所谓的非做不可，只是青葱年华里自己给自己注射的一支强心剂，或者说，是自以为是的精神寄托罢了。ATTHEMOMENT,THESKYISDARK,THEAIRISFRESHFACTORAFTERJUSTRAINEDSUDDENLYTHOUGHTOFBLUEPLAIDSHIRTTHOSEWEREBROKENINTOVARIOUSSHAPESOFSTATIONERYFROMTHECORNERATTHEBEGINNINGOFDEEPFRIENDSHIPHAVEDECLAREDTHEENDOFTHEENCOUNTERTHATHAVENTSTARTPLANNINGTHOSEYEARS,THOSEDAYSOFDO,FINALLY,LIKEYOUTH,WILLENDINOURLIFE此刻，天空是阴暗的，空气里有着刚下过雨之后的清新因子。突然想到那件蓝格子衬衫；那些被折成各种各样形状的信纸；那段从街角深巷伊始的友谊；还有那场还没有开始就宣告了终结的邂逅计划那些年那些天的非做不可，终于和青春一样，都将在我们的人生中谢幕。BAUMGARTNERTHEDISAPPOINTINGNEWSMISSIONABORTEDRPLAYSANIMPORTANTROLEINTHISMISSIONSTARTINGATTHEGROUND,CONDITIONSHAVETOBEVERYCALMWINDSLESSTHAN2MPH,WITHNOPRECIPITATIONORHUMIDITYANDLIMITEDCLOUDCOVERTHEBALLOON,WITHCAPSULEATTACHED,WILLMOVETHROUGHTHELOWERLEVELOFTHEATMOSPHERETHETROPOSPHEREWHEREOURDAYTODAYWEATHERLIVESITWILLCLIMBHIGHERTHANTHETIPOFMOUNTEVEREST55MILES/885KILOMETERS,DRIFTINGEVENHIGHERTHANTHECRUISINGALTITUDEOFCOMMERCIALAIRLINERS56MILES/917KILOMETERSANDINTOTHESTRATOSPHEREASHECROSSESTHEBOUNDARYLAYERCALLEDTHETROPOPAUSE,ECANEXPECTALOTOFTURBUL