实训项目篮球记分牌单片机设计

1、 2009 级学生单片机 课程设计单片机课程设计报告书课题名称篮球赛计时计分电路姓名学号院系通信与电子工程学院专业电子信息工程指导教师2012 年 6 月 14 日一、设计任务及要求： 。设计任务 设计一个单片机系统用于篮球比赛计时计分，满足以下功能要求： 能记录整个赛程的比赛时间，并能修改比赛时间、暂停比赛时间；能随时 刷新甲、乙两队在整个比赛过程中的比分；中场交换比赛场地时，能交换甲、 乙两队比分的位置；比赛结束时，能发出报警声。设计要求1. 画出总体设计框图， 以说明计时计分器独立的功能模块组成， 标出各个 模块之间互相联系。2. 设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。3. 选择合适的

2、元器件， 在面板上接线验证、 调试各个功能模块的电路， 在 接线验证时设计、 选择合适的输入信号和输出方式， 在确定电路充分正确性同时， 输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。4. 在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线进行合理布 局，进行整个计时计分电路的接线调试。指导教师签名：2012 年 6 月 14 日二、指导教师评语：指导教师签名：年月日三、成绩验收盖章年月日篮球计时计分电路课程设计湖南城市学院通电与电子工程学院电子信息工程专业 ,益阳 ,413000 ）1 设计任务设计目的1. 了解计时计分器组成及工作原理。2. 进一步掌握计时计分器的设计方法3. 进一步掌握芯

3、片的逻辑功能及使用方法。4. 熟悉集成电路的引脚安排 . 。设计指标设计一个单片机系统用于篮球比赛计时计分，满足以下功能要求：（1）能记录整个赛程的比赛时间，并能修改比赛时间、暂停比赛时间。（2）能随时刷新甲、乙两队在整个比赛过程中的比分。（3）中场交换比赛场地时，能交换甲、乙两队比分的位置。（4）比赛结束时，能发出报警声。设计要求1. 画出总体设计框图，以说明计时计分器独立的功能模块组成，标出各 个模块之间互相联系。2. 设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。3. 选择合适的元器件，在面板上接线验证、调试各个功能模块的电路， 在接线验证时设计、 选择合适的输入信号和输出方式， 在确定电路充

4、分正确性同 时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。4. 在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线进行合理布 局，进行整个计时计分电路的接线调试2、设计思路与总体框图本设计是采用 AT89C52单片机为核心设计的一个用于赛场的篮球计时计分器。本设计采用定时器 T0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。单片机 P3 口（）是计时计分显示共用的扫描口， P0 口是计时数据输出口， P2 口是计分数据输出口。计时部分计时范围宽，而 且可定时设定与小时、分钟调整；计分部分调整灵活，显示范围宽，足以满足 各种规模赛程需要。两个显示模块均采用动态扫描

5、方式显示。图 1 所示为计时计分器的总体框图。C1C2XTAL122p18XTAL2C3RSTP0.7/AD729256AT89C52LEDP1P1P1P1P1P1P1P1.5.6.7P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDPSEN ALE EAP3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0.0/T2 .1/T2EX .2.

6、3.4R3470LS2SPEAKERC10uCXR1YSTALU119R847039369RESPACK-8211011RP2RESPACK-83332242526383734图 1 计时计分 器结构框图3、系统硬件电路的设计、时钟电路MCS-51 内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器， 此放大器的 输入和输出端分别是引脚 XTAL1和 XTAL2，在 XTAL1 和 XTAL2 上外接时钟 源即可构成时钟电路。 有内部和外部两种时钟产生方式。 本设计采用的是 外部方式。C122pU1C2X1CRYSTALCRYSTAL1922pXTAL1XTAL2RSTP0.0/AD0P0.1/AD1

7、P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0/T2P3.0/RXDP1.1/T2EXP3.1/TXDP1.2P3.2/INT0P1.3P3.3/INT1P1.4P3.4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RD189AT89C52293031 1234567839 3837 3635343332 21 2223 24252627 28 10111213141516

8、17、复位电路复位电路的基本功能是： 系统上电时提供复位信号， 直至系统电源稳定后， 撤销复位信号。 为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分 - 合过程中引起的抖动而影响复位。上电复位设利用电容充电来实现的，即上电瞬间 RST/Vpd 端的电位与 Vcc 相同，随着充电电流的减少， RST/Vpd 的电位下降， 最后被嵌位在 0V。按钮 电平复位是当按下按钮后， 电源 Vcc 通过电阻 R施加在单片机复位端 RST/Vpd上，实现单片 机复位。本设计采用的是上电 +按钮电平复位电路，是上电自动复位与按钮电平复位电路的 组合，当振荡频率选时。电容 C取 1

9、0u， R取 10K，Rs取 1K。1k R2C310uR110k8U1XTAL1P0.0/ADP0.1/ADP0.2/ADXTAL2P0.3/ADP0.4/ADP0.5/ADP0.6/ADRSTP0.7/ADP2.0/AP2.1/AP2.2/A1PSENP2.3/A1ALEP2.4/A1EAP2.5/A1P2.6/A1P2.7/A1P1.0/T2P3.0/RXP1.1/T2EXP3.1/TXP1.2P3.2/INTP1.3P3.3/INTP1.4P3.4/TP1.5P3.5/TP1.6P3.6/WP1.7P3.7/R19189292430253145 2278123456151617AT89

10、C523 269 222310DD11101201112314373621、按键控制电路设计采用的是用查询方式的，也就是把按键接在P1 口，用程序查询方式查询那个按键按U1下，执行相应的操作。XTAL1XTAL2RSTPSEN ALE EA38373635343332 2122232425262728 1011121314151617P1.0/T2P1.1/T2EXP1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A

11、11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD、数码管显示电路数码管实际上是由 7个发光管组成 8字形构成的，加上小数点就是 8 个。 我们分别把他命名为 A,B,C,D,E,F,G,H 。假设我们要显示一个数字 2, 那么 A 、 B、G、E、D这 5个段的发光管亮就可以了， C、F、H不亮，同时由于接法为共 阳接法，那么为低电平是亮，为高电平是灭。从高往低排列， 写成二进制为 01111110， 把他转化为 16 进制则为 A2H。本设计采用的是

12、数码管动态显示。、定时报警电路U118XTAL2RST2930311234P2.2/A10P2.3/A11ALEEAP2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP1.1/T2EXP1.2P1.3P3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P1.4P3.4/T0P1.5P1.6P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDP1.7AT89C52P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9242627281011121314151617定式报警电路

13、4、软件设计、程序流程图篮球比赛中，得分可分为 1 分、 2 分、 3 分三种情况，但为了方便我们在 这只设置加 1分，得 2分、 3分的情况可用按 2次、3次加 1分得到。还设置 了定是报警键。根据这样的设计要求，结合数码管的显示以及 52 单片机中计 数器的工作实现方式、接口应用、中断控制等可设计出程序流程图如下：、程序分析本设计采用 AT89S52单片机中的一个 16 位的定时 / 计数器 T0，分别由 TH0和 TL0 组成，它们均是 8 位寄存器，在特殊功能寄存器中占地址 8AH-8DH。它们用 于存放定时或计数的初始值。此外，内部还有一个 8 位的方式寄存器 TMOD和一 个 8

14、位的控制寄存器 TCON。用于选择和控制定时 / 计数器的工作。5 程序设计仿真在计算机中打开 PROTEU软S 件，建立新的项目，在元件库中选择相应的元件，放在编辑窗口中，依次连线，组成仿真原理图。计时工作仿真状态图：RP11甲乙两队 计分工作仿真状态图：234567RESPACK-86. 总结与体会总结1. 根据原理和芯片引脚图，分功能设计原理图，并根据接线顺序分步骤验 证。2. 容易出现故障为接触不良。a) 集成块引脚方向预先弯好对准面板的金属孔，再小心插入。b) 导线的剥线长度与面包板的厚度相适应(比板的厚度稍短) 。c) 导线的裸线部分不要露在板的上面，以防短路。d) 导线要插入金属

15、孔中央。3. 注意芯片的控制引脚必须正确接好4. 检查故障时除测试输入、输出信号外，要注意电源、接地和控制引脚。5. 要注意芯片引脚上的信号与面包板上插座上信号是否一致 (集成块引脚与 面包板常接触不良)。体会这次课程设计历时二个星期左右， 通过这两个星期的学习， 发现了自己的 很多不足， 自己知识的很多漏洞， 看到了自己的实践经验还是比较缺乏， 理论联 系实际的能力还急需提高。回顾起此次单片机课程设计，我仍感慨颇多，的确， 从选题到定稿，从理论到实践，在接近两星期的日子里，可以说得是苦多于甜， 但是可以学到很多很多的的东西， 同时不仅可以巩固了以前所学过的知识， 而且 学到了很多在书本上所没

16、有学到过的知识。 通过这次课程设计使我懂得了理论与 实际相结合是很重要的， 只有理论知识是远远不够的， 只有把所学的理论知识与 实践相结合起来， 从理论中得出结论， 才能真正为社会服务， 从而提高自己的实 际动手能力和独立思考的能力。 在设计的过程中遇到问题， 可以说得是困难重重， 这毕竟第一次做的， 难免会遇到过各种各样的问题， 同时在设计的过程中发现了 自己的不足之处， 对以前所学过的知识理解得不够深刻， 掌握得不够牢固， 比如 说不懂一些元器件的使用方法， 对 C 语言程序设计掌握的不够通过这次课程 设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。7. 参考文献：附1*程 序 名：篮球记分牌测

17、试程序编辑时间： 2012-06-14编 辑 者 :修改时间：硬件平台： MCU:At89C51 晶振： 12MHz硬件连接：功能说明：按下 K1键，甲队加 1分 按下 K2键，乙队加 1分 按下 K5交换记分牌 按下 K3键，开始 / 停止比赛 按下 K4：调整比赛时间 第 14 位数码管为比赛时间的分和秒，第58 位数码管分别为两队的分数测试结果： OK注意 : / 头文件 #include #include #include #include #include比赛时间显示缓冲区 / 两队得分显示缓冲区 / 比赛时分秒 / 两队的比赛得分 / 比赛完成标志位 / 定时累加计数 / 保存键值

18、/ 变量定义unsigned char disp_buff14=1,2,0,0; / unsigned char disp_buff24=0; unsigned char minute=12,second=0; unsigned char score1=0,score2=0; bit volatile finish_flag=0;unsigned char num=0;unsigned char key=0;/ 定时器 T0 初始化函数 void initial()TMOD=0x80;TH0=(65536-10000)/256;TL0=(65536-10000)%256;EA=1;ET0=1;

19、TR0=1;函 数 名：数码管显示缓冲区数组处理函数 入口参数：无 出口参数：无*/void dispose(void)disp_buff10=minute/10;disp_buff11=minute%10;disp_buff12=second/10;disp_buff13=second%10;disp_buff20=score1/10;disp_buff21=score1%10;disp_buff22=score2/10;disp_buff23=score2%10; / 分钟的十位/ 分钟的个位/ 秒钟的十位/ 秒钟的个位/ 甲队得分的十位 / 甲队得分的个位 / 乙队得分的十位 / 乙队得

20、分的个位/ 主函数void main(void)unsigned char temp;initial();while(1)key=key_scan(); switch(key)case 1:score1+;/ 定时器 T0 初始化/ 按键扫描/K1 按下，甲队加 1 分if(score1=100) score1=99;break;case 2:score2+;if(score2=100)/K2 按下，乙队加 1 分 score2=99;break;case 5:temp=score1; /K5 按下，交换记分牌 score1=score2; score2=temp; break;case 3:

21、TR0=TR0; /K3 按下，停止或开始比赛break;case 4:if(TR0=0) / 停止比赛时，按下 K4 键可以调整比赛时间 minute+;if(minute=60)minute=0;break;default:break;dispose();diaplay(disp_buff1,disp_buff2);if(finish_flag)P1=0x08;minute=second=0;/ 定时器 T0 中断服务函数void T0_time()interrupt 1TH0=(65536-20000)/256;TL0=(65536-20000)%256;num+;if(num=250)

22、num=0;if(second=0)if(minute=0) / 比赛时间到，则停止计时TR0=0;finish_flag=1;elsesecond=60;minute-;second-;程 序 名：8 位共阳七段数码管动态显示程序编辑时间：2012-06-14编 辑 者：x_z_yQ Q：6修改时间：硬件平台：MCU： At89c51晶振：12MHz8 位共阳七段数码管硬件连接：第 14 位数码管段选P0位选 P30,P31,P32,P33第 58 位数码管段选P2位选 P30,P31,P32,P33注 意：/ 头文件#include#include #include #include/ 变

23、量定义 unsigned char code disptable= 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71; / 定义 0F 所对应的十六进制数组 disptable/*函 数 名：一位数码管显示函数 入口参数： unsigned char num 对应的第几个数码管 unsigned char dat1， dat2 对应要显示的数出口参数：无 */ void seg_display(unsigned char num,unsigned char dat1,unsign

24、ed char dat2) P3&=0xf0;P0=disptabledat1;P2=disptabledat2;P3=_cror_(0x08,num); / 消影/ 第 14 位数码管段选/ 第 58 位数码管段选 / 位选/*对应要显示的数缓冲数组指针函 数 名：八位数码管显示函数 入口参数： unsigned char *disp_buff1,*disp_buff2 出口参数：无 */ void diaplay(unsigned char *disp_buff1,unsigned char *disp_buff2) / 循环扫描数码管unsigned char i; for(i=0;i4

25、;i+) seg_display(i,disp_buff1i,disp_buff2i);delay_ms(3);/*程 序 名： STC89C52RD+四 个独立按键的程序编辑时间: 2012-06-14编译环境：keil c硬件平台：STC89C52RD单+ 片机，晶振四个独立按键功能描述：sbit K1=P10;/K1 甲对加分键sbit K2=P11;/K2 乙队加分键sbit K3=P12;/K3 开始 / 停止比赛sbit K4=P15;/K4 调整比赛时间sbit K5=P16;/K5 甲乙队交换记分牌注 意：/ 头文件 #include #include #include函 数 名：三个独立键盘扫描函数函数入口：无函数出口：无*/unsigned char key_scan(void) unsigned char key=0;if(K1=0)delay_ms(2); if(K1=0)while(K1=0); key=1;else if(K2=0)delay_ms(2); if(K2=0)whil