基于51单片机的无线篮球计分器教材

1、单片机课程设计基于51单片机的无线篮球计分器设计专业年级：2012级电气工程及其自动化参与成员：邹 勇（P121813544尚阿琪（P121813545 刘甜甜（P121813535 马 辉（P121813517 张大为（P121813555 贾双梅（P122113555扌旨导老师:黄靖涛摘要目前，随着人民生活条件的改善以及对各种比赛项目的热爱和欣赏， 采取有 线机器来进行记分的中小型比赛也开始减少， 取而代之的是利用无线控制进行记 分。无线记分系统不再沿用过去的记分功能， 而是利用无线发送与接收的形式工 作，既节省了材料费用， 也使记分器工作的时候比较不受约束， 且可以任意挪动。 因此为了使

2、记分更加方便并且记分设备的携带更加便捷， 无线记分设备在国内外 的研究都变得更加广泛和深入。本文主要设计了一个基于 CC1101 模块的无线记分器，采用的是 STC89C52 芯片，来进一步研究射频收发模块与单片机的结合， 并实现无线记分功能。 本设 计的无线记分器分别由记录端和接收显示端这两部分构成。 记录端由单片机最小 系统、CC1101无线发射模块、按键、指示灯等组成，单片机读取按键后把数据 利用CC1101无线发射模块发送给接收显示端进行显示。接收显示端由单片机最 小系统、CC1101无线接收模块、四位数码显示模块等组成，无线接收模块将接 收的数据送单片机处理后， 再将数据由数码管显示

3、出来。 根据该无线记分器的设 计框图，进行材料的选购以及硬件的搭建，并用C语言编写程序实现记分功能，分别利用四个功能按键控制 A、 B 两队的加分和减分，在记录端数码管上显示加 分或者减分，在接收端数码管上显示两队的比分情况。关键词： 无线； 射频收发模块； 记分器目录摘要 2一、系统方案设计 41.1 系统构成框图及基本功能介绍 41.2 系统各部分简介 4二、硬件电路设计 52.1 51 单片机最小系统 52.2 无线收发部分 62.2.1 CC1101 模块简介 62.2.2 无线模块单片机接口 72.3 74HC573 芯片介绍 72.4 触摸按键介绍 82.5 数码管模块介绍 92.

4、6 各模块连接概述 10三、软件设计 113.1 软件设计综述 113.2 C 程序设计 12四、硬件搭建及测试 124.1 程序的编写及烧录 124.2 硬件测试 13总结 14附录 15附录1 C程序设计15附录 2硬件调试效果图 19、系统方案设计1.1系统构成框图及基本功能介绍单片机最小 系统本设计主要采用STC89C52单片机制造而成，由无线发送模块和无线接收模 块组成无线收发系统，按键区采用 TTP226触摸按键，设置四个功能按键，分别 控制A、B两队的加减分情况，显示区分为两个部分，一部分由一组四位数码管 模块形成，处于发送端显示加或减的功能；另一部分由一组八位数码管模块形成，

5、处于接收端显示A、B两队比分情况。同时，采用74HC573锁存控制器来控制数 据在数码管上的输出。系统构成框图如图 1-1所示。兀八位数码管显示无线接收模块图1-1系统构成框图1.2系统各部分简介(1) 单片机数据在数码管上的显示。单片机的工作电压为5V，如果直接将数码管与单片机连接，则会导致电压不够，数码管显示不清。本设计中主要是采取 在单片机与数码管之间连接了74HC573芯片，使得数码管上成功显示加减分以及A、B两队的比分情况，该芯片起到了电流放大以及程序锁存的作用。(2) CC1101无线模块的电源输入。由于该模块工作于1.8-3.6V电源电压之间, 故采用3.3V电源稳压模块对其进行

6、稳压，从而使该无线模块可以正常工作。(3) CC1101无线发送与接收模块之间信息的传送。CC1101的发送器部分是基于RF频率直接合成的，将一个晶体连接至 XOSC_Q1和XOSC_Q2由晶体振荡 器产生合成器的参考频率，以及 ADC和数字部件的时钟，同时以一个四线的串 行外设接口来进行配置和存取数据缓冲器。另一方面，CC1101中具有一个低功耗中频接收机。低噪声放大器将接收到的射频信号放大，并在进行积分求取的过 程中降压转换至中频。在IF下，I/Q信号被模拟数字转换器数字化，而且均以数 字形式完成自动增益控制、精确信道滤波、调制解调位和数据包同步。1、硬件电路设计2.1 51单片机最小系统

7、vetPSORXD) PAKTXD) PZISTW) Pi3(T5n) P3,Pwti* A A 幽M WDQilGZTIE划尬# i nclude# de fine DataPort P0 定文数抠能口 程序申遇到Ddt-aPart则用PD &换fde fine MD 1#define DEL DSblt LATCH1=P27/文锁存使能端口 段锁存7991011unsigne-il char code doriy_DtLanMi6 = 0LAif oxacf 0xC7p QxBaP okaip oxAl / 显示段码值性少酹 unsigned chr code doriy_weiMa 4=

8、0Kei：P OKdiP oxbf Pdx7i ?/分别对血相应的薮码管点夷即位码 unsigned chr TempDita 8 ?存绪显示值的全高变void Delaysmg(unaignAd int t)门口|1415 II1718 void Display(unsigned char dat)19 2021while(-t);unsigned char it j = SK); while fj JBuild CLilputp37-7gz-Rar-aciDU h-i ile frcflt XOaj sDGl.iaiEJW 图4-1编写界面程序编译操作步骤:1、为该工程建立一个文件夹“无线

9、发送”；2、新建一个project文件“无线发送.uv4”，将其保存在文件夹“无线发送” 中，并设置单片机型号，即目标器件为 STC89C523、编辑源程序，建立源文件“无线发送.c”，再保存在文件夹“无线发送” 中;4、在工程项目组中添加源文件“无线发送.c；5、设置调试环境，选择调试模式为硬件仿真，将实物与计算机的USB连接, 选择串口为COM1，设置串行口波特率为115200bps,烧录界面如图4-2所示；謙 ETCJEP 肌盟聲酋电话i 05155012他罚官网iwwwETCWCLLgm 肢术站QQ：S000CA751) TCz 全球筑“一 口 X单片机型号STCS9CE2v引卿救皿v

10、串口号cnniV 担描最低液特率24007獻鬲适特车H62O07起赔地址h-odoo臣石躁代码燻冲医打开程序文件0x2000巫喑躁耽前1匝黄冲区打开EEFRffl攻件脱机下戟畑內T程帛加密启倍轴T3 二1使能轨戏倍瓏）模式!晖倨振荡器的融犬增苗 只有断电才可偉止看i谕 Z内部扩展吨用 ALE鄭用忙F4 50 T次冷启W，ri.c/n. I；）勺i旳力可下载程序 J T欣T载用户遅斥时擦殊用户肥拠（区在代码区的最信添抓卬号迭即1空白圍或械充値F?下蜕4扁程It!：垂亘编程融（MC哒项逹意腾助垂旻超寸3秒V毎次下斬前都丞前奘戴目桩件当爲标文件变优时自宮嫌軽并发送下姻令戦村巫结实验室牢口朋手Ktil

11、ffiOS翩陋序迭型张格芾品滅特：工作电J5叵 卫程帛空闾匚 卫SRAI知I匸 m 10数蚩 *1串口* ” 砒匚跆器二I眈UnreflK二|g幫鲁霏 匚僵黔翩瞬罪歸谿I“的黑工 此户以于丟友布顷昌程馬岌布顷目舉朗读取不机谨抠号成功计数0 清霎图4-2烧录界面4.2硬件测试程序编译成功之后，启动专门用于 STC系列单片机的STC-IS软件，选择正 确的单片机型号，即STC89C52再选择编译产生的.HEX文件，设置串口为C0M1, 最高波特率为115200bps。之后，使目标板处于断电状态，点击下载按钮，该软 件将与单片机进行握手，此时给目标板上电，将目标程序烧录到单片机中。然后，对实物进行检

12、测调试。单片机工作电压为 5V左右，故用电源稳压模 块对电源电压进行手动调整，并用万用表对电压进行测量，确保电源电压限定在单片机工作电压范围内。 首先，打开无线发送和接收两端的电源开关， 初始值设 置为“000-000”，显示效果图见附录 2。如果此时比赛开始 A 队得一分，触摸一 下1号按键，发送端数码管显示“Add”，此时接收端数码管显示比分为“001-000” ; 如果之后B队又得两分，长触3号按键，发送端数码管依然显示“ Add”，B队分 数跳动两下，松开按键，此时接收端数码管显示比分为“001-002”。无线记分器显示效果图见附录 2。总结本次设计过程中也遇到了不少问题， 并得到了解

13、决， 以下对其中的几个问题加以 总结。（1）CC1101无线模块在发送以及接收信号时可能受到干扰而导致不能及时 向单片机系统传输数据，编写程序时采用一定的延时，来避免这种干扰。（ 2）最初采购了四个共阳的二位数码管和两个共阳的四位数码管，利用这 些数码管焊接之后，记分器表面布线复杂，而且由于焊接的问题导致接触不良， 显示乱码，故改用焊接好的八位数码管显示模块以及四位数码管显示模块。（3）在向数码管发送程序时， LED 显示有时候会出现重影，可以在改变段 的输出内容之前，先令所有的位都停止显示，即开位、送段码、延时 15ms、 关位，再下一位，就可进行消隐。当然这次的设计中也还存在着一定的不足，

14、 比如说设计中使用的触摸按键在 工作时，用手触摸 A 组加分按钮，就容易触碰到 A 组的减分按钮，导致 A 组的 加分键和减分键指示灯同时亮起， 所以如果条件允许的话， 可以采用设计更好的 按键模块来代替这次使用的触摸按键。附录附录 1C 程序设计#include #define DataPort P0 /定义数据端口 程序中遇到 DataPort 则用 P0 替换#define a 1#define b 0sbit LATC H仁P2A7;/定义锁存使能端口 段锁存sbit LATCH2=P2A6;/位锁存unsignedcharcodedofly_DuanMa10=0xc0,0xf9,0x

15、a4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/ 显示段 码值 09un sig ned char code dofly_WeiMa=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f; 分别 对应相应的数码管点亮 ,即位码un sig ned char TempDataA3; A队存储显示值的全局变量un sig ned char TempDataB3; B队存储显示值的全局变量unsigned int numA=0;/A 队要显示的数unsigned int numB=0;/B 队要显示的数void Delaysmg(unsigne

16、d int t)while(-t);void Display_flag()unsigned char i;for(i=3;i=4;i+)DataPort=0; /清空数据，避免交替重影LATCH1=1; /段锁存LATCH1=0;DataPort=dofly_WeiMai; /取位码LATCH2=1; /位锁存LATCH2=0;DataPort=0xBF; /取显示数据，段码LATCH1=1; / 段锁存LATCH1=0;Delaysmg(200); /扫描间隙延时void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num, unsigned c

17、har name ) unsigned char i;for(i=0;iNum;i+)DataPort=0; / 清空数据，避免交替重影LATCH1=1; / 段锁存LATCH1=0;DataPort=dofly_WeiMai+FirstBit-1; / 取位码LATCH2=1; / 位锁存LATCH2=0;if(name)DataPort=TempDataAi; /取显示数据，段码 elseDataPort=TempDataBi; /取显示数据，段码LATCH1=1;/ 段锁存LATCH1=0;Delaysmg(200); / 扫描间隙延时void Display_A()TempDataA0

18、=dofly_DuanManumA/1000;/ 分解显示信息，如要显示 57， 则 57/10=5 57%10=7TempDataA1=dofly_DuanMa(numA%1000)/100; TempDataA2=dofly_DuanMa(numA%1000)%100)/10;Display(1,3,a); /A 队Display_flag(); / 显示” -“void Display_B()TempDataB0=dofly_Dua nMa numB/1000;/ 分解显示信息，如要显示 57, 则 57/10=5 57%10=7TempDataB1=dofly_DuanMa(numB%

19、1000)/100;TempDataB2=dofly_DuanMa(numB%1000)%100)/10;Display(6,3,b); /B 队Display_flag(); / 显示” -“#include #include #defineINT8Uunsigned char#defineINT16Uunsigned int#defineWRITE_BURST0x40/连续写入#defineREAD_SINGLE0x80/读#defineREAD_BURST0xC0/ 连续读#defineBYTES_IN_RXFIF00x7F/接收缓冲区的有效字节数#defineCRC_0K0x80CRC校验通过位标志*sbit SCK=P1A1;