毕业设计（论文）-长短跑自动计时器系统.doc

湖南理工学院毕业设计（论文） 学号：毕业设计(论文) 题 目： 长短跑自动计时器系统 作 者 届 别 2 0 1 5 系 别 机械工程学院 专 业 机械电子工程 指导老师 职 称 教授 完成时间 2015年5月1号 湖南理工学院毕业设计（论文） 湖南理工学院毕业设计（论文） I 摘 要 为了让学生德智体全面发展，每年定期对学生进行多次体能测试，学生的 人数在万人以上，测试的项目多。如果采用传统的人工方法，不仅耗时过长， 难以满足要求，而且对裁判的要求较高，人为因素大，精度低，大量数据的保 存以及成绩的查阅方面等都有很大的困难，几乎不可能完成。但在电子技术飞 速发展的今天，电子产品的人性化和智能化已经非常成熟，其发展前景仍然不 可估量。如今的人们需求的是一种能给自己带来方便的电子产品，当然最好是 人性化和智能化的，如何能做到智能化呢？单片机的引入就是一个很好的例子 。单片机又称单片微型计算机，也称为微控制器，是微型计算机的一个重要分 支，单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是集CP U，RAM，ROM，I/O接口和中断系统于同一硅片上的器件。单片机的诞生标 志着计算机正式形成了计算机系统和嵌入式计算机系统两个分支。尤其是美国I ntel公司的MCS- 51系列单片机，由于其具有集成度高，处理功能强，可靠性高，系统结构简单 ，价格低廉，易于使用等特点，在工业控制，智能仪器仪表，办公室自动化， 家用电器等诸多领域得到广泛的应用。美国ATMEL公司推出的AT89S5x系列在世 界的8位单片机市场中占有较大的份额，是替代MCS- 51系列单片机的主要机型。该系列中的AT89S51单片机是目前与MCS- 51单片机兼容的最具典型性、代表性的机种，同时也是各种增强型、扩展型等 衍生的基础。 本设计，采用了AT89S5单片机实现长短跑计时器的硬件设计和软件设计， 也说明了关于计时器系统的监测设备的硬件设计。其中，利用单片机设计的新 型的长短跑计时系统。它不仅能精确计时，准确地分辩各跑道运动员的比赛成 绩，并能在运动员冲过终点时记录该运动员的比赛成绩，实时性、精确性优于 人工秒表。现场监测装置由激光发射器和激光接受器组成，每个赛道上的起点 和终点均安置一现场监测装置，现场监测装置负责监视参赛者是否抢跑，终点 线上的现场监测装置负责向控制台发送该参赛者成绩的信号。并且，该装置还 具有一致性好，使用便捷，价格低廉等优点。 湖南理工学院毕业设计（论文） II 关键词关键词：AT89S51 单片机 计时器 ABSTRACT In order to let the students all-round development of morality, intelligence and physique, physical fitness test, every year regularly undertake to the student many times the number of the students in more than ten thousand people, more testing project. If use the traditional manual method, not only take too long, difficult to meet the requirements, and higher requirement for the referee, human factors, low accuracy, large amounts of data preservation and refer to the achievement of all have great difficulties, such as almost impossible. But in todays rapid development of electronic technology, electronic products, humanization and intelligent has been very mature, its development prospects are still immeasurably. Now the people demand is a kind of can bring convenience to your electronic products, preferably humanization and intelligent, of course, how intelligent can do it? The introduction of the single chip microcomputer is a very good example. Microcontroller is also called the single chip microcomputer, also known as micro controller, is an important branch of microcomputer and single chip microcomputer is developed in the mid - 1970 - a kind of large scale integrated circuit chips, is a collection of CPU, RAM, ROM, I/O interface and interrupt system on the same silicon devices. The birth of the single chip microcomputer marks computer formally formed computer systems and embedded computer system two branches. Particularly in the us Intel MCS - 51 series microcontroller, since it has high integration, strong processing power, high reliability, system structure is simple, cheap, easy to use etc, in industrial control, intelligent instruments, office automation, household appliances, and many other fields has been widely used. America ATMEL company launched AT89S5x series in the 8-bit microcontroller market of the world occupy larger share, is the main model of alternative MCS - 51 series microcontroller. The series of AT89S51 is compatible with MCS - 51 single chip microcomputer of the most typical and representative models, as well as a variety of enhanced type, extension, such as the foundation. This design, use a long dash AT89S5 microcomputer timer of hardware design and software design, also explains the hardware design of timer system monitoring equipment. Among them, the use of single-chip design of new type of long sprint timing system. It can not only precise timing, accurately determine the performance of 湖南理工学院毕业设计（论文） III each track athletes, and can finish the athletes of recorded when the athletes performance, real-time and accuracy is better than that of artificial stopwatch. Field monitoring device is composed of laser and laser receiver, starting point and end point are placed on each track a field monitoring device, field monitoring devices is responsible for monitoring the contestants is false start, the scene of the finishing line monitoring device is responsible for signal send the participant results to the console. And, the device also has a good consistency, the use is convenient, the price is low wait for an advantage. Keywords: AT89S51 single-chip microcomputer timer 湖南理工学院毕业设计（论文） IV 目 录 摘 要 . ABSTRACT. 1 概述.1 1.1工程背景.1 1.2 工程项目.1 1.3本设计介绍.2 1.4 设计要求及任务.3 2 原理.5 2.1 理论阐述.5 2.2 数字传导.5 3 硬件.7 3.1主电路设计.8 3.2 控制电路设计.8 3.3 信号装置设计.9 3.4监测系统设计.11 3.5硬件自检.13 4 软件设计.15 4.1主程序设计.15 4.2 抢跑处理.23 4.3 定时器的计时服务程序.26 4.4 成绩查询.28 5 系统说明及注意事项.30 5.1 系统功能及性能.30 5.2 使用说明.30 5.3 注意事项.31 结论 .32 参考文献 .33 致谢 .34 湖南理工学院毕业设计（论文） 1 第1章 工程概况 11工程背景 单片微计算机子20世纪70年代问世以来，已对人类社会产生了巨大的影响 。尤其是美国Intel公司的MCS- 51系列单片机，由于其具有集成度高，处理功能强，可靠性高，系统结构简单 ，价格低廉，易于使用等特点，在工业控制，智能仪器仪表，办公室自动化， 家用电器等诸多领域得到广泛的应用。美国ATMEL公司推出的AT89S5x系列在世 界的8位单片机市场中占有较大的份额，是替代MCS- 51系列单片机的主要机型。该系列中的AT89S51单片机是目前与MCS- 51单片机兼容的最具典型性、代表性的机种，同时也是各种增强型、扩展型等 衍生的基础。 单片机已在广阔的计算机应用领域中表现得淋漓尽致。从家用消费类电器 到复印机、打印机、扫描仪、传真机等办公自动化产品；从智能仪表、工业测 控装置到CT、MRI、刀等医疗设备；从数码相机、摄录一体机到航天技术、导 航设备、现代军事装备；从形形色色的电子货币如电话卡、水电气卡到身份识 别卡、门禁控制卡、档案管理卡及相关读/写卡机等等都有单片机在里面扮演重 要角色。因此，单片机已成为电子类工作者必须掌握的专业技术之一。单片机 的出现给电子技术智能化和微型化起到了很大的推动作用。关于89S51单片机， 从功能上，它包括如下部件：一个8位中央处理器（CPU）；4K可在线编程Flash ；128字节RAM与特殊功能寄存器；2个16位定时/计数器；中断逻辑控制电路； 一个全双工串行接口（UART）；32条可编程的IO口线；另外，还包括一些寄 存器如程序计数器PC 、程序状态寄存器PSW 、堆栈指针寄存器SP 、数据指针寄存器DPTR等部件。 1.2工程项目 本设计主要利用89S51单片机实现长短跑计时器的硬件设计和软件设计，详 细介绍了计时器系统的监测设备的硬件设计和利用中断、中断扩展以及定时器 湖南理工学院毕业设计（论文） 2 等软件技术实现智能计时的功能，现场监测装置由激光发射器和激光接受器组 成，每个赛道上的起点和终点均安置一现场监测装置，起跑线上的现场监测装 置负责监视参赛者是否抢跑，终点线上的现场监测装置负责向控制台发送该参 赛者成绩的信号。基于89S51单片机，设计中有键盘控制、显示电路、以及监测 装置等方面设计。从系统的设计功能上看，系统可分为三大部分，即监测部分 、键盘输入控制部分和显示部分，其中监测部分是重点。而且该系统对实时性 和精确度要求特别高。最后还介绍了长短跑计时器的使用方法和注意事项。设 计的电源可用成品，可自制。设计报告正文中包括系统总体框图、核心电路原 理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序、和 完整的测试结果用附件给出。在测试结果中给出跑道之间最小的时间间隔。 1.3本设计介绍 长短跑规则规定每位选手必须采用蹲踞式起跑及使用起跑器。在枪响之前 发令员要发“预备”及“各就位”口令让参赛者完成有关准备动作。在枪声响 起前参赛者有任何起跑动作，属起跑犯规。目前短跑采取的是 “一次抢跑”起跑原则，每次短跑比赛中只允许发生一次抢跑事件，第一次抢 跑的运动员将不会遭到处罚，而第二次抢跑的运动员则将被罚出场，即使第一 次抢跑的不是他。对于短跑赛道规则要求整个过程中参赛者不得越出其指定之 赛道。 根据要求，以AT89C51单片机为核心设计短跑计时器。系统由现场监测装置 ，控制信号装置，控制台等部分组成。现场监测装置由激光发射器和激光接受 器组成，每个赛道上的起点和终点均安置一现场监测装置，起跑线上的现场监 测装置负责监视参赛者是否抢跑，终点线上的现场监测装置负责向控制台发送 该参赛者成绩的信号。控制信号装置有信号灯和语音设备组成，起跑线上的每 个赛道上均设置红、绿、黄三信号灯和语音设置，以便使每位参赛者都能公平 一致的得到发令信号。显示装置负责显示比赛已进行时间和比赛结束后显示每 个赛道上参赛者的成绩以及抢跑的赛道。控制台上配有有一系列按键，由操作 人员控制。当系统开启后系统处于就绪状态，赛道上只有红色信号灯亮，显示 器状态位显示 “AA”等待发令人员在控制台按键发令。第一轮当操作人员按“命令”按键时 湖南理工学院毕业设计（论文） 3 显示状态位器显示 “BB”，起跑线上的语音设备都发出“嘀嘀嘀”三声。若有人抢跑则切换到第 二轮，若无人抢跑再按“命令”按键信号灯切换成黄色信号灯亮，显示器状态 位显示“CC”，语音装置发出“嘀嘀”两声。第一轮按第二次“命令”键后， 若有人抢跑则进入第二轮，若无人抢跑操作人员再按“命令”按键，信号灯切 换成绿色信号灯，同时语音装置发出“嘀”一声，显示器状态位显示已用的时 间，参赛者跑到终点时终点监测装置向系统发出记录成绩的信号，系统把该赛 道上的参赛者成绩储存下来。该轮比赛结束后操作员按“显示结果”按键，信 号灯变成红色，并显示第一道状态和结果，按“UP”显示上一赛道状态和结果 ，若当前是第一赛道则显示第8赛道状态和结果，按“DOWN”时显示下一赛道状 态和成绩，若当前是第八赛道则显示第一赛道状态和结果。若第一轮中有人抢 跑，则信号灯切换成红色信号灯，显示器状态位显示“AA”，操作人员再按“ 命令”键则分别依次是“各就位”、“预备”“起跑”，其情景和第一次相同 。若第二轮还有人抢跑则起点监测装置向系统发该赛道参赛者抢跑的信号，系 统记录该赛道状态位为“E”。若最终显示成绩时，某道的状态为“E”，则表 明该赛道参赛者抢跑，若某道状态为“A”、时间为0，则表示该赛道缺跑，某 道的状态为“A”时间不为0，则表明该赛道参赛者成绩有效。 本次设计注重对单片机工作原理以及键盘控制及显示原理的理解，以便今 后自己在单片机领域的学习和开发打下基础，提高自己的动手能力和设计能力 ，培养创新能力，丰富自己的理论知识，做到理论和实践相结合。本次设计的 重要意义还在于对单片机的内部结构和工作状态做更进一步的了解，同时还对 单片机的接口技术，中断技术，定时/计数器技术，存储方式和控制方式作更深 层次的了解。此次设计更进一步了解基本电路的设计流程，提高自己的设计理 念，丰富自己的理论知识，巩固所学知识，使自己的动手动脑能力有更进一步 提高，为自己今后的学习和工作打好基础，为自己的专业技能打好基础。 1.4本设计要求及任务 由于激光具有相干性好、方向性强、发散角小、亮度高等特点，故每个监 测装置用一对激光发射/接收器来实现，现场监测装置的硬件设计采用激光发射 /接收器装置，起跑线和终点线的每个赛道上仍都安装一个监测装置，但每个监 湖南理工学院毕业设计（论文） 4 测装置的输出口加了一个非门作为输出。与单片机相连时单片机的P0口和P1.0, 、P1.1口连接到8位串行口接收端RXD后与单片机的P3.2、P3.3口相连，采用外 部中断源的扩展方法利用中断技术进行监测装置的定位，然后进行起点抢跑或 终点计时处理。键盘控制仍采用独立式键盘，每个按键的“接零端”均接地， 每个按键的“测试端”各接一条输入线，通过检测输入线的电平状态就可以很 容易地判断哪个键被按下了。显示装置采用第一种方案中的动态显示，采用移 位寄存器4094显示驱动程序驱动七段数码管显示。该方案设计支持发令抢启动 ，可以用拍掌代替。计时器能够能够设定最大定时极限，计时器开始后，当超 过定时极限后自动停止计时，认为8个跑道全部结束，同时未到达终点的跑道要 有相应状态显示。而系统每轮至多允许8名运动员同时跑，而且占用单片机I/O 口较多，但该方案的实时性好，可靠性好，易于实现，而且一般的田径跑道几 乎最多只能同时容纳8人，该方案能满足大多数场合田径短跑比赛计时要求。计 时器能够支持远程网络数据的读取，每台计时器能够任意设定18号子机地址。 当8个跑道全部结束后，当前计时器能够自动向远程主机报告竞赛结果。主机上 能够实时显示每个计时器工作状态与实时数据。 湖南理工学院毕业设计（论文） 5 第2章 原 理 2.1理论阐述 本系统由主机和子机构成，主机用PC机模拟，至少能支持8台计时器。子机 由电源、主控电路、激光收发装置、显示模块、主从通信等组成。 主控单元采用MCS-51系列单片机。其特点是高度单片集成， 可以用比较低的成本来完成尽可能多的任务，并且可利用伟福软件、仿真器进 行仿真和调试，使用简单方便。根据实际情况，采用MCS- 51足以实现该系统的功能。 传感器选择采用激光发送接收装置。接收方便，同时可用电位器调节发射 强度，易于控制，且抗环境干扰能力强。 显示部分采用LED显示，又采用LCD显示。本设计做的是长短跑自动计时器 系统，故我们可以用LED显示提供观众成绩，而用LCD增加显示内容，使系统更 完善。 电源部分根据实际电路，需向主控单元、显示电路、激光检测电路等供电 。 2.2数字传导 支持发令枪启动，可以用拍掌代替。当外部有声音激励时，产生电平跳变 ，经过电压比较器后，输出脉冲信号，经过放大及单稳态电路之后，产生便于 湖南理工学院毕业设计（论文） 6 单机检测的信号。电路如图所示。 图2. 1数字传导电路图 湖南理工学院毕业设计（论文） 7 第3章 硬件设计 硬件的设计应考虑到软件的可实现性，只有软硬件达到最好的结合才能显 示出系统的优越性，所以软硬件设计要想结合。 根据设计任务与要求，可初步将系统分为五大功能模块：主电路模块、监 测装置电路模块，信号电路模块、控制台电路模块和 5V稳压电源模块。 进一步细说，主电路选用AT89S51作为中央处理器；监测装置电路用一对激 光发射/接收器组成；控制电路由“发令键”、“成绩查询键”UP“键”、“DO WN”键、“复位”键，5个按键组成；信号电路由蜂鸣器、信号灯、显示器组成 ，显示器由七个数码管和4094移位寄存器组成；音响电路用蜂鸣器； 稳压电路把电源电压稳定在 5V。系统整体的模块图如图3所示。 图3-1 系统整体模块图 湖南理工学院毕业设计（论文） 8 3.1 主电路设计 主电路是整个系统的核心部分，以89S51单片机为中央处理器。主电路模块 包括现场监测模块、信号模块、控制模块，复位模块和晶振电路模块等几部分 组成。 现场监测模块接P0口、P3.2和P3.3。监测装置与系统连接采用外部中断源 扩展的连接方法，每个赛道的起点和终点都安装监测装置，同一赛道起点和终 点的两个监测装置经过保护电阻连接到单片机P0口上的同一接口上，然后P0口 通过8位串行口接收端RXD连接到外部中断接口P3.2和P3.3上。 信号模块接P1口、P2口的P2.0、P2.1、P2.2和P3口的P3.0。P1口连接信号 模块的显示器，其中P1.0、P1.1连接道号状态显示器，P1.2、P1.3连接分显示 器，P1.4、P1.5连接秒显示器，P1.6、P1.7连接毫秒显示器。P2口中，P2.0、P 2.1、P2.2口连接信号模块的红色信号灯、黄色信号灯和绿色信号，其中P2.0连 接红灯，P2.1连接黄灯，P2.2连接绿灯。P3.0连接蜂鸣器。 控制模块由P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、和RST五个接口连接。其中，P2.3接 “发令”按键，P2.4连接“显示成绩”按键， P2.5连接”UP”按键，P2.6连接“DOWN”按键。 3.2 控制台电路设计 控制台由“复位”按键电路、“命令”按键电路、“查看结果”按键电路 、“UP”按键电路以及“DOWN”按键电路组成。控制模块由P2.3、P2.4、P2.5 、P2.6、和RST五个接口连接。 P2.3接“发令”键，P2.4连接“显示成绩”键， P2.5连接”UP”键，P2.6连接“DOWN”键。 复位电路连接+V电源、地线，通过电容、电阻、和按键接在单片机的VCC、 RST、VSS三接口上。复位电路是连接电源和单片机的通道，负责向系统提供电 源和复位。其功能是复位到系统初始化状态，而且其功能的实现是通过硬件电 路来实现的。 图3- 2是控制台电路的电路连接、信号灯电路的连接以及音响设备电路的连接的原理 图。 湖南理工学院毕业设计（论文） 9 3.3 信号装置设计 信号电路由显示器，信号灯、音响设备组成。 显示装置用的设计采用移位寄存器4094与数码杆连接的方法。其中，道号 状态显示器由两个4094移位寄存器和两位数码管组成，接在P1.0、P1.1两个接 口；分显示器也由两个4094移位寄存器和两位数码管组成，接在P1.2、P1.3两 个接口；秒显示器由两个4094移位寄存器和两位数码管组成，接在P1.4、P1.5 两个接口上；毫秒显示器由三个4094移位寄存器和三位数码管组成，接在P1.6 、P1.7两个接口。其连接原理图见图3-3。 信号灯由红色信号灯、黄色信号灯、绿色信号灯组成。其中P2.0接红色信 号灯、P2.1接黄色信号灯、P2.2接绿色信号灯。 音响设备使用驱动电路连接蜂鸣器，用单片机的P3.0接口连接蜂鸣器的驱 动设备。 信号灯和音响设备电路的连接见图3-2。 图3-2 控制台电路原理图 湖南理工学院毕业设计（论文） 10 图3-3 显示器电路原理图 湖南理工学院毕业设计（论文） 11 3.4监测装置设计 激光由于具有亮度高，方向性、准直性、相干性好等的优点，所以采用激 光来发射和接收实现监测系统的监测情况。在赛道的一侧，放置一个激光发射 器，而在另一侧，则对应的放置一个接收的激光装置，但是，要注意发射的激 光光束，必须要射到相对应的，用来接收的装置的感应器上。这样，在系统开 始启动之后，当无人经过监测装置时，发射器发出的激光光束随即会照射到接 收器的感应器件上去，然后系统会接受到输出的高电平。运动员跑步经过时， 激光的光束就会被运动员的身体给挡住，感应器上就会无法感应到到激光光束 的照射，系统会接收到输出的低电平。 3.4.1 监测装置激光发射器 激光发射器是负责产生激光信号，然后发送给接收装置。图3-2- 1是激光电路的原理图。它们由PIC12C508A芯片、9014三极管、以及激光发射管 等器件一起连接组成的，在+5V的电压下，激光发射管LD发射出激光束。 图3.4.1 激光发射器电路原理图 激光接收器则是负责监视激光发射器和自己之间的激光路是不是畅通，随 即会对检测到的具体情况进行下处理，传送给系统。系统输出低电平，就是有 物体遮挡了，即是有人通过了。输出高电平，就是激光光路无人阻挡，即是没 有运动员通过。 湖南理工学院毕业设计（论文） 12 激光接收器的电路原理图如图3-4- 2所示。图中的IRM8881V可对接收到的激光信号进行放大。锁相环则起译码作用 。与单片机连接时，则需要把OUT与单片机的相关接口相连接。 图3-4-2 激光接收器的电路原理图 3.4.3 监测装置与系统的连接 系统的监测系统装置好之后，然后把现场监测装置和单片机连接起来。系 统一共有8个赛道，赛道上的起点安置现场监测装置，终点也得安置。起点的装 置是为了看运动员又没有抢跑的行为，而终点上的监测装置，则是为了看运动 员有没有到达终点。但考虑到I/O接口要节省一点，那么同一赛道上的两个监测 装置的输出端，它们的端口则接到单片机的同一接口。 8个赛道上的监测装置的接口，连接对应的单片机上的8个接口，单片机可 以接收到监测装置检测到情况和信息。外部中断源扩展，就把8个接口和一个8 位串行口接收端RXD连接到单片机两外部中断接口上。这样处理之后，系统就知 道这是哪一个接口的信号，即分辨出运动员是在哪一个赛道上跑步。 图3-2- 3是监测装置与系统连接的示意图。如图监测装置与系统连接可采用外部中断源 扩展的连接方法，每个赛道的起点和终点都安装监测装置，同一赛道起点和终 湖南理工学院毕业设计（论文） 13 点的两个监测装置经过保护电阻连接到单片机P0口上的同一接口上，然后P0口 通过8位串行口接收端RXD连接到外部中断接口P3.2和P3.3上。 图3-4-3 监测装置连接电路原理图 3.5硬件的自检 智能仪器具有强大的控制和数据处理功能。主要包括：硬件故障的自检， 自动测量功能，仪器测量精度的提高，干扰的数字滤波算法的消除。所谓自检 ，就是利用事先编制好的检测程序对仪器的主要部件进行自动检测，并对故障 进行定位。自检功能给智能仪器的使用和维修带来很大的方便。简单的说：自 诊断和自测试。它是智能仪器的一项重要功能。 自检的内容通常包括：ROM、RAM、键盘、总线、显示器、主要接插件的检查。 湖南理工学院毕业设计（论文） 14 自检过程中，如果检测仪器出现某些故障，应该以适当的形式发出指示。智能 仪器一般借助于本身的显示器，以文字或数字的形式显示“出错代码”，出错 代码通常以“Error X”字样表示，其中“X”为故障代号，操作人员根据“出错代号”，查阅仪器 手册便可确定故障内容。 自检一般有三种类型： 1、开机自检 开机自检在仪器电源接通或复位之后进行 2、周期性自检 智能仪器大部分自检操作应在测量过程中定期地、反复地进行，以保证 仪器一直处于最佳的工作状态。通常在每次测量的间歇插入一项自检操作，多 次测量之后便可完成全部自检。可以把自检例程按顺序编成序号，把各自检子 程序入口地址制成自检项目表，程序可根据自检序号和自检项目表的首地址找 到自检例程（子程序散转）。 3、键控自检 在键盘上设置自检键，操作者根据需要按下自检键进行某项自检操作。 智能仪器的软件总体设计中都包括：开机初始化、自检或自校正、测试功 能与数据处理等几部分。 智能仪器仪表已不再是简单的硬件实体，而是硬件、软件相结合，软件如 果做的好就可以完善硬件，可大大减少人力物力资源。 湖南理工学院毕业设计（论文） 15 第4章 系统软件实现 系统软件模块分为：主程序模块，抢跑中断1处理模块，计时中断0处理模 块，成绩查询模块 4.1主程序设计 在硬件连接中，P0口和现场监测装置相连并与P3.2、P3.3相连。P2.0连接 红灯，P2.1连接黄灯，P2.2连接绿灯。P2.3连接“发令”键，P2.4连接“显示 成绩”键，P2.5连接”UP”键，P2.6连接“DOWN”键。P1.0、P1.1连接道号 状态显示器，P1.2、P1.3连接分显示器，P1.4、P1.5连接秒显示器，P1.6、P1. 7连接毫秒显示器。P3.0连接蜂鸣器。 存储单元中用，30H37H单元依次存放18赛道的道号和状态，38H 3FH存储18赛道用时的分钟数，40H47H存储18赛道用时的数钟，48H 4FH存储1 8赛道用时的毫秒数。用51H存储开跑以来时间的分钟数，52H存储秒数，53H存 储毫秒数。 代码中用XSZ模块显示道号和状态，用XSF模块显示分钟数，XSM模块显示秒 数，XSHM模块显示毫秒数。INT0模块处理中断0计时处理，INT1模块处理中断1 抢跑处理。 初始化时，赛道1 8的状态分别为1A、2A、3A、4A、5A、6A、7A、8A，赛道1 8的分钟数，秒钟数，毫秒数都为0。状态显示器显示十六进制数据，分钟显示 器、秒数显示器、毫秒显示器都显示十进制数据。 图4-1是主程序流程图。 湖南理工学院毕业设计（论文） 16 图4-1主程序流程图 湖南理工学院毕业设计（论文） 17 这程序代码如下： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT0 ORG 0013H LJMP INT1 ORG 0030H MAIN:MOV R4,#0H;存放计数器数据 MOV 30H,#1AH MOV 31H,#2AH MOV 32H,#3AH MOV 33H,#4AH MOV 34H,#5AH MOV 35H,#6AH MOV 36H,#7AH MOV 37H,#8AH MOV 38H,#0 MOV 4FH,#0 MOV 51H,#0AAH MOV 52H,#0H MOV 53H,#0H CLR EA MOV P0,#0FFH;P0口置高电平 SETB P2.0 CLR P2.1 CLR P2.2 湖南理工学院毕业设计（论文） 18 LCALL XSZ LCALL XSF LCALL XSM LCALL XSHM;初始化，状态AA JB P2.3,$;=各就位 CLR P3.0 LCALL TDELAY SETB P3.0 LCALL TDELAY CLR P3.0 LCALL TDELAY SETB P3.0 LCALL TDELAY CLR P3.0 LCALL TDELAY SETB P3.0;三声蜂鸣器 MOV 51H,#0BBH;状态显示BB LCALL XSZ YB:MOV A,P0 JNZ QP1;=判断是否有人抢跑 JB P2.2,YB;判断“预备” CLR P3.0 LCALL TDELAY SETB P3.0 LCALL TDELAY CLR P3.0 LCALL TDELAY SETB P3.0;两声蜂鸣器 湖南理工学院毕业设计（论文） 19 CLR 2.0 SETB P2.1 CLR P2.2 MOV 51H,#0CCH LCALL XSZ;状态显示CC KP:MOV A,P0 JNZ QP1;判断抢跑 JB P2.2,KP;“起跑”？ QP:CLR EA;禁止中断 CLR 2.0 CLR P2.1 SETB P2.2 CLR P3.0 LCALL TDELAY SETB P3.0;一声蜂鸣器 MOV 51H,#0DDH LCALL XSZ;状态显示DD XS1:INC 53H ;=计时显示程序 LCALL XSHM;调显示毫秒 JB P2.2,XSCJ;判断是否按显示成绩 MOV A,53H CJNE A,#999,XS1；判断是否到99毫秒 XM:INC 52H；到999ms，m+1 LCALL XSM MOV 53H,#0；ms清0 湖南理工学院毕业设计（论文） 20 MOV A,52H CJNE A,#2,KZD CJNE A,#59,XS1；判断是否到59s KZD:SETB IT0 SETB EX0 CLR IT1 CLR EX1 SETB EA;开跑两秒允许中断0，禁止中断1 LJMP XS1 XF:INC 51H；59s，f+1 LCALL XSF MOV 52H,#0 ；s清零 SJMP XS1 QP1:SETB IT1;=抢跑处理模块 SETB EX1 CLR IT0 CLR EX0 SETB EA;禁止中断0，允许中断1 SETB P2.0 CLR P2.1 CLR P2.2 MOV 51H,#0AAH LCALL XSZ;状态显示AA LCALL XSF LCALL XSM LCALL XSHM JB P2.3,$;等待发“各就位”命令 湖南理工学院毕业设计（论文） 21 CLR P3.0 LCALL TDELAY SETB P3.0 LCALL TDELAY CLR P3.0 LCALL TDELAY SETB P3.0 LCALL TDELAY CLR P3.0 LCALL TDELAY SETB P3.0;三声蜂鸣器 MOV 51H,#BBH;状态显示BB LCALL XSZ YB1:JB P2.2,$;等待按“预备” CLR P3.0 LCALL TDELAY SETB P3.0 LCALL TDELAY CLR P3.0 LCALL TDELAY SETB P3.0;两声蜂鸣器 MOV 51H,#0CCH;状态显示CC CLR 2.0 SETB P2.1 CLR P2.2 JB P2.2,$;等待按“跑” LCALL QP TDELAY:MOV R6,#14H;显示延时子程序 湖南理工学院毕业设计（论文） 22 DL1: MOV R7, #19H ; DL2: DJNZ R7,DL2 DJNZ R6,DL1 RET XSSJ: XHM:INC 53H LCALL XSHM MOV A,53H CJNE A,#999,XHM XM:INC 52 LCALL XSM MOV A,52H CJNE A,#59,XM XF:INC 51H LCALL XSF XSZ:MOV A,50H；显示状态程序 RET XSF:MOV A,51H;显示分程序 RET XSM:MOV A,52H;显示秒程序 RET XSHM:MOV A,53H;显示毫秒程序 RET 湖南理工学院毕业设计（论文） 23 XSTAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H; 0，1，2，3显示字型码 DB 99H,92H,82H,0F8H,; 4，5，6，7显示字型码 DB 80H,90H,88H,83H; 8，9，A，B显示字型码 DB 0C6H,0A1H,86H,8EH; C，D，E，F显示字型码 END 4.2 抢跑处理 若第一轮有人抢跑，则系统运行QP1程序，此时系统允许中断1，不允许 中断0，若此时有人抢跑，则监测系统触发中断1，中断1负责记录抢跑信息，然 后中断返回。 抢跑中断1处理流程图如图4-2所示。抢抢跑中断1处理程序代码如下： 湖南理工学院毕业设计（论文） 24 图4-2 中断1流程图 湖南理工学院毕业设计（论文） 25 抢跑中断1处理程序代码如下： INT1:PUSH PSW PUSH ACC JNB P1.0,EXT0 JNB P1.1,EXT1 JNB P1.2,EXT2 JNB P1.3,EXT3 JNB P1.4,EXT4 JNB P1.5,EXT5 JNB P1.6,EXT6 JNB P1.7,EXT7 EXIT:POP ACC POP PSW RETI EXT0:MOV 30H,#1EH LJMP EXIT EXT1:MOV 31H,#2EH LJMP EXIT EXT2:MOV 32H,#3EH LJMP EXIT EXT3:MOV 33H,#4EH LJMP EXIT EXT4:MOV 34H,#5EH LJMP EXIT EXT5:MOV 35H,#6EH LJMP EXIT EXT6:MOV 36H,#7EH LJMP EXIT EXT7:MOV 37H,#8EH LJMP EXIT 湖南理工学院毕业设计（论文） 26 4.3 计时处理 若第一次按“起跑”键前无人抢跑，或第一次抢跑第二次按“起跑”键 ，则系统禁止中断。延时两秒后系统禁止中断1，允许中断0。若此时运动员跑 到终点，则监测系统触发中断0进行记录成绩。 中断0的流程图如图4-3所示。 图4-3 计时中断0处理流程图 湖南理工学院毕业设计（论文） 27 中断0处理程序代码如下： INT0:PUSH PSW PUSH ACC JNB P1.0,EXT00 JNB P1.1,EXT01 JNB P1.2,EXT02 JNB P1.3,EXT03 JNB P1.4,EXT04 JNB P1.5,EXT05 JNB P1.6,EXT06 JNB P1.7,EXT07 EXIT0:POP ACC POP PSW RETI EXT00: MOV 30H,#1BH MOV 38H,51H MOV 40H,52H MOV 48H,53H LJMP EXIT0 EXT01: MOV 31H,#2BH MOV 39H,51H MOV 41H,52H MOV 49H,53H LJMP EXIT0 EXT02:MOV 32H,#3BH MOV 3AH,51H MOV 41H,52H MOV 4AH,53H LJMP EXIT0 EXT03:MOV 33H,#4BH 湖南理工学院毕业设计（论文） 28 MOV 3BH,51H MOV 42H,52H MOV 4BH,53H LJMP EXIT0 EXT04: MOV 34H,#5BH MOV 3CH,51H MOV 43H,52H MOV 4CH,53H LJMP EXIT0 EXT05: MOV 35H,#6BH MOV 3DH,51H MOV 44H,52H MOV 4DH,53H LJ