篮球记分牌课程设计实验报告

1、XX学校 电子技术课程设计报告题 目 篮球计分器 学 院 自动化与电气工程学院 专 业 XXX 班 级 XXX 学 号 XXXXXXXXXX 学生姓名 XXXXX 指导教师 XXXXXx 完成日期 201X年 XX月XX日 篮球记分牌摘要围绕设计要求对篮球记分牌进行设计。首先根据功能要求提出单片机STC89S52RC为控制核心的设计方案；其次进行硬件系统和软件系统的设计，并且根据本次设计所用的V3.72开发板原理图进行设计，然后根据所设计的电路图级程序用Proteus和Keil进行了仿真，验证了设计方案的正确性，最后，把程序烧进开发板中来完成篮球记分牌的硬件电路。调试和测试结果表明基本上都能满

2、足此次课程设计的要求。本次课程设计，有效加深和巩固了单片机的基础知识，提高了我们的实际动手能力，具有及其深远的意义。关键词：单片机 独立按键 蜂鸣器 at24c02 数码管一、 设计要求1. 比赛开始，比分能够全部清零，数码管前2位，末二位做记分用，当中2位做24秒倒计时用。2. 24秒倒计时时间到，蜂鸣器响、指示灯亮，重新开始倒计时（按下开始键），蜂鸣器停止鸣叫、指示灯灭。3. 比分进行增加后，倒计时从24秒重新开始倒计时。任意时刻24秒可以重新开始倒计时。必要时候能够关闭倒计时。4. 利用AT24C02或者单片机内部资源保存比分，支持复位保存，掉电保存功能。二、 系统设计及仿真2.1、系统

3、总体设计六位数码管指示灯电源单片机蜂鸣器AT24C02独立按键图2-1系统结构图本系统采用单片机STC89S52RC为控制核心，系统主要包括显示模块、按键控制模块、蜂鸣器报警模块等。下面对各模块的设计进行论证。1) 显示模块单片机系统中，往往需要多位显示。动态显示是一种最常见的多位显示方法，应用非常广泛。所有数码管段选都连接在一起的时候，怎么让数码管显示不一样的数字呢？动态显示是多个数码管，交替显示，利用人的视觉暂停作用使人看到多个数码管同时显示的效果。首先我们来看一下显示模块电路原理图：图2-2 74ls138结构图图2-3 数码管段选图本实验使用的是，通过P22、P23、P24控制3-8译

4、码器来对数码管进行位选，通过P0口经过573的驱动控制数码管的段选2) 按键控制模块方案一：采用矩阵键盘。矩阵键盘的长各分接口分别于单片机的I/O口连接，可以通过连接数量较少的I/O口，扩展出多个按键。但其缺点是电路更复杂，编程更麻烦。方案二：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。根据所拥有的单片机以及其电路内部图，在此采用了方案二。3) 报警模块报警模块中，信号由单片机输出经PNP型三极管放大后进入蜂鸣器发出声响进行比赛时间的提示功能。图2-4 蜂鸣器原理图2.2单元电路设计为使该电子记分牌更加方便和灵活，本设计将其划分为5个模块，下面将对

5、各个模块逐一介绍。按键控制模块STC89S52RC图2-5 系统硬件组成框图数码管显示模块掉电保护模块蜂鸣器报警模块晶振和复位电路1) 数码管显示模块.图2-6 数码管实物图图2-7数码管内部原理图本设计采用共阴极数码，其8个发光二极管的阴极在数码管内部全部连接在一起，所以称“共阴”，而它们的阳极是独立的，通常在设计电路时一般把阴极接地。当我们给数码管的任意一个阳极加一个高电平时，对应的这个发光二极管就点亮了。本设计中所选用的数码管是2块四位共阴数码管，段选在 P0口上，使用74ls138位选（P2.2,P2.3,P2.4）。2) 按键控制模块单片机的IO口既可作为输出也可作为输入使用，当检测

6、按键时用的是它的输入功能，我们把按键的一端接地，另一端与单片机的某个I/O口相连，开始时先给该IO口赋一高电平，然后让单片机不断地检测该I/O口是杏变为低电平，当按键闭合时，即相当于该I/O口通过按键与地相连，变成低电平，程序一旦检测到I/O口变为低电平则说明按键被按下，然后执行相应的指令。图2-8 独立按键工作原理端口功能端口功能P3.0开始P3.4暂停P3.1+1分P3.5+2分P3.2复位P3.6-3分P3.3队伍交换表2-1 设计用按键功能3) 蜂鸣器报警模块蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、

7、定时器等电子产品中作发声器件。本设计用的蜂鸣器就是常常说的交流蜂鸣器交流蜂鸣器是需要给蜂鸣器一个脉冲才会响，使用P1.5口控制，指示灯使用P1.7。4) 单片机晶振电路和复位电路 晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。 晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。 复位是单片机的初始化操作

8、，其作用是使CPU中的各个部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。当单片机的ALE及 两脚输出高电平，RST引脚高电平时，单片机复位。单片机的复位电路有上电复位和手动按钮复位两种形式，RST/VPD端的高电平直接由上电瞬间产生高电平则为上电复位；若通过按钮产生高电平复位信号称为手动按钮复位。 图2-9晶振和复位电路模块电路图5) 掉电保护模块在一些应用系统设计中.有时需要对工作数据进行掉电保护，如电子式电能表等智能化产品。若采用普通存储器，在掉电时需要备用电池供电，并需要在硬件上增加掉电检测电路，但存在电池不可靠及扩展存储芯片占用单片机过多口线的缺点。采用具有IIC总线接口的串行E

9、EPROM器件可很好地解决掉电数据保存问题，且硬件电路简单。基于此本设计使用AT24C02芯片用于掉电保护。图2-10 AT24C02引脚图图2-11 AT24C02设计电路图E0、E1、E2三个引脚为AT24C02的硬件地址线，根据引脚上的电平决定当前器件的硬件地址。WP为AT24C02的写保护引脚，当该引脚为高电平时，器件只读不写。SCL、SDA分别为器件的IIC协议接口。2.3 系统原理图和仿真结果根据上述模块选择分析，设计出基于STC89S52RC单片机的篮球计分牌电路原理图所示：电源电路为单片机以及其他模块提供标准5V电源，晶振模块为单片机提供时钟标准，使系统各部分能协调工作，复位电

10、路为单片机提供复位功能，单片机作为主控制器，根据输入信号对系统进行相应的控制，数码管显示选手当前的得分，按键设置模块用来刷新选手的得分，当选手得分或者失分时可以通过这所设定的按钮对选手分数重新设置。蜂鸣器用作24s倒计时结束提示，当24S倒计时时间到，蜂鸣器响，指示灯亮，重新开始倒计时，蜂鸣器停止鸣叫，指示灯灭。当比分进行增加后，倒计时从24秒重新开始倒计时。任意时刻24秒可以重新开始倒计时。必要时候能够关闭倒计时（利用AT24C02或者单片机内部资源保存比分，支持复位保存，掉电保存功能）。图2-12系统仿真图图2-13 系统运形图三、 系统实现与测试3.1系统调试为预先排除软件和硬件的错误，

11、本设计需经过软件调试、硬件调试和软硬兼联合调试。1) 硬件调试本阶段中所采用的V2.0开发板对各个模块的功 能进行调试，主要检查硬件间连线是否正确并调试各模块能否实现指定的功能。2) 软件调试软件调试采用Keil软件完成。在写好源程序之后，建新工程，选择at89c51；接着新建文档编辑程序，编辑完存为.C，把保存的.C文件加入到工程里。检查无语法错误后生成.HEX文件。3) 硬件软件联调软硬件联合调试主要是运用Proteus完成。将系统原理图在Proteus环境下画好之后，将软件调试阶段Keil生成的.HEX文件下载到单片机里，在电脑上进行软件仿真。3.2测试结果 经过纠错修正，本次系统设计结

12、构较好，单片机最小系统能正常工作，按键模块能实现控制功能，液晶显示模块能根据按键模块输入的控制信息进行显示，蜂鸣器报警模块能按程序设定的要求报警。实物结果图如图所示：图3-1实验设计实物图四结论课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。本次设计叙述了篮球计时计分器的基本原理及使用方法，给出了一种篮球计时计分器的设计方案。利用单片机程序设计原理，来实现篮球计时计分器的各项功能。此次设计的篮球计时计分器，电路简单，而且易懂，使操作使用者使用非常方便，成本较低，灵敏可靠,记录准确,连接简单，具有非常高的使用价值。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