体育比赛记分系统

比如篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的记分系统是一种得分类型的系统。篮球比赛的记分系统由单片机计分器等多种电子设备组成，同时，根据目前高水平篮球比赛要求，完善的篮球比赛记分系统设备应能够与现场成绩处理，现场大屏幕，电视转播车等多种设备相联，以便实现高比赛现场感，表演娱乐观众等功能目标。关健词：单片机，计分器，篮球比赛的记分系统T">TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章系统概述 1\o"CurrentDocument"1.1引言 1\o"CurrentDocument"1.2设计内容及要求 1\o"CurrentDocument"1.2.1设计内容 1\o"CurrentDocument"1.2.2设计要求 2\o"CurrentDocument"第2章系统方案设计 2\o"CurrentDocument"2.1总体方案 22.2系统组成 3\o"CurrentDocument"第3章硬件设计 3\o"CurrentDocument"3.1 AT89C51的介绍 33.2复位电路 3\o"CurrentDocument"3.4显示电路 7\o"CurrentDocument"第4章软件设计 84.1主程序设计 8\o"CurrentDocument"4.2键盘识别及处理程序设计 9\o"CurrentDocument"4.3显示子程序设计 10\o"CurrentDocument"4.4复位程序设计 11课程学习体会 12\o"CurrentDocument"总结 13\o"CurrentDocument"参考文献 14\o"CurrentDocument"附录 15第1章系统概述1・1引言体育比赛记分系统是对体育比赛过程中所产生的比分等数据进行快速采集记录，加工处理，传递利用的信息系统。根据不同运动项目的不同比赛规则要求，体育比赛的记分系统包括测量类，评分类，命中类，制胜类得分类等多种类型。由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特的优点，使单片机迅速得到了推广应用，目前已经成为测量控制应用系统中的优选机种和新电子产品的关键部位。世界各大电气厂家，测控技术企业，机电行业，竞相把单片机应用于产品更新，作为实现数字化，智能化的核心部件。篮球计时计分器就是以单片机为核心的计时计分系统，由计时器，计分器，综合控制器和24秒控制器等组成。1.2设计内容及要求1.2.1设计内容给甲、乙两队分别设置加分按钮，各按钮按下分别实现给甲、乙队加1〜9分。给甲、乙两队分别设置减分按钮，各按钮按下分别实现给甲、乙队减1〜9分。设置一个复位按钮，按下实现甲、乙队总分回到初试分及显示预置分通过甲、乙两队加分按钮实现。1.2.2设计要求方案合理、正确，系统稳定、可靠。软件设计要求尽可能精练、简短和运行可靠。硬件电路要求简单明了，以节约成本。第2章系统方案设计2.1总体方案此记分器的设计采用模块化结构，主要由以下2个组成，即键盘模块、以及译码显示模块。以单片机为核心，配以一定的外围电路和软件，以实现比赛计分器的功能。它由硬件部分和软件部分组成。系统设计方案的硬件电路设计方框图如图2-1所示。2.2系统组成硬件电路由复位按钮、80C51单片机、矩阵键盘和两个4位共阴极LED显示器等组成。软件部分主程序主要由系统初始化段、键盘识别、键值处理、两个4位共阴极LED显示器扫描显示子程序组成。第3章硬1件设计3.1AT89C51的介绍AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁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100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MCS-51指令集和输出管脚相兼容。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，AT89C2051是它的一种精简版本°AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。3.2复位电路为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V±5%，即4.75〜5.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当 VCC超过4.75V

低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。目前为止，单片机复位电路主要有四种类型：（1）微分型复位电路；（2）积分型复位电路；（3）比较器型复位电路；（4）看门狗型复位电路现在详细介绍看门狗复位电路：看门狗型复位电路主要利用CPU正常工作时，定时复位计数器，使得计数器的值不超过某一值；当CPU不能正常工作时，由于计数器不能被复位，因此其计数会超过某一值，从而产生复位脉冲，使得CPU恢复正常工作状态。典型应用的Watchdog复位电路如图3-1所示。0一47应R^1060TH-TH-图3-10一47应R^1060TH-TH-图3-1看门狗型复位电路此复位电路的可靠性主要取决于软件设计，即将定时向复位电路发出脉冲的程序放在何处。一般设计，将此段程序放在定时器中断服务子程序中。然而，有时这种设计仍然会引起程序走飞或工作不正常［3］。原因主要是：当程序“走飞”发生时定时器初始化以及开中断之后的话，这种“走飞”情况就有可能不能由Watchdog复位电路校正回来。因为定时器中断一真在产生，即使程序不正常,Watchdog也能被正常复位。为此提出定时器加预设的设计方法。即在初始化时压入堆栈一个地址，在此地址内执行的是一条关中断和一条死循环语句。在所有不被程序代码占用的地址尽可能地用子程序返回指令RET代替。这样，当程序走飞后，其进入陷阱的可能性将大大增加。而一旦进入陷阱，定时器停止工作并且关闭中断，从而使Watchdog复位电路会产生一个复位脉冲将CPU复位。当然这种技术用于实时性较强的控制或处理软件中有一定的困难。3.3键盘控制电路在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键（9键）。如图3-2所示。F1.7P1■6F1.5F1■4P1.2F1-2FT.1F1.0・V-*.切— 图3-2矩阵式键盘电路需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，上图中，列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O口则作为输入。这样，当按键没有按下时，所有的

输出端都是高电平，代表无键按下。行线输出是低电平，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。具体的识别及编程方法如下所述。矩阵式键盘的按键识别方法确定矩阵式键盘上何键被按下介绍一种“行扫描法”。行扫描法行扫描法又称为逐行（或列）扫描查询法，是一种最常用的按键识别方法，如上图所示键盘，介绍过程如下。判断键盘中有无键按下将全部行线Y0-Y3置低电平，然后检测列线的状态。只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按键之中。若所有列线均为高电平，则键盘中无键按下。判断闭合键所在的位置在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它线为高电平。在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键，矩阵键盘与80C51的接口电路如图3-3所示。KTAL1POD^DOPOJ.^EUPa2i'AD2KTAL2P0.3i'^D3PO乩过凹P05i^D&PQ.Si'ADBRSTP0：KTAL1POD^DOPOJ.^EUPa2i'AD2KTAL2P0.3i'^D3PO乩过凹P05i^D&PQ.Si'ADBRSTP0：7^D7P2.1i'AJ9P2PSENPlE1ALEP2.4'A12HaFQ知拍F1EWl14R2?^A15Pi.Dra&RXDPi.1P3.1JTXDPl.7P3iiirrraPl.3P3挪「Pi.£|P34.ITDFIEP3&TIPI.DP3"浪P1.7P3西成i333335"2g'iF一"1一±4-±±.09-<--l-i'21HiHf-Hi-JiA.EcDHH③旦图3-3矩阵键盘与80C51的接口电路3.4显示电路显示器采用两个四位共阴极LED显示器，来实现显示器的动态扫描，八个二极管连接一个阴极的结构，只要另一段为高电平，二极管就会发光，从而形成一段。将八段顺序排列后就成为具有一定编码的共阴显示器了。动态扫描的频率有一定的要求，频率太低，LED将出现闪烁现象。如频率太高，由于每个LED点亮的时间太短，LED的亮度太低，肉眼无法看清，所以一般均取几个ms左右为宜，这就要求在编写程序时，选通某一位LED使其点亮并保持一定的时间，程序上常采用的是调用延时子程序。显示电路如图3-4所示。图3-4显示电路接线图第4章软件设计4.1主程序设计主程序主要由系统初始化段、开中断、键盘识别、键值处理、两个4位共阴极LED显示器扫描显示子程序和中断处理子程序等组成。通过对以上各段和子程序的结合，以实现系统功能。该系统主程序流程图如下图4-1图4-1主程序流程图4.2键盘识别及处理程序设计按键识别及处理程序主要由键盘识别和键值处理组成。其中键盘识别子程序不断地对键盘进行判断是否有键按下。当有键按下时则转到键码处理即甲、乙总分处理子程序对相应按键进行相应处理，即可实现对甲、乙两队总分的计算与处理。键盘识别即依次判断第一列、第二列、第三列、第四列是否有键按下。如果有键按下，先得出列，再反向赋值得出行，最后得出所在行和列的位键值处理即先定义0〜9这九个按键，再对三次按键值进行保存，再来判断是甲队还是乙队加减分，再判断是加还是减，最后判断加或减多少分，实现分别给甲、乙总分进行加分和减分。键值处理即甲、乙总分处理子程序流程图如下图4-2所示。图4-2键值处理子程序流程图4.3显示子程序设计由于该系统使用的是8位LED显示器显示计分器比分，因此显示采用动态扫描显示方法，即由显示器扫描显示子程序控制显示器逐个循环从左至右依次点亮各个显示器。这样虽然在任一时刻只要一个显示器点亮，但是由于人眼具有视觉残留效应，看起来与全部显示器持续点亮效果一样。显示器扫描显示子程序显示每一位用如图4-3所示流程方法完成。上一位显示■从80C51的P1口送显示器位码读相应位存储单元数据（中间两位显示“一一”无此步）由读得数据查表确定段码由80C51送相应显示器位下一位图4-3显示子程序流程图4.4复位程序设计按钮与单片机P0.6/AD6引脚相连，当每次按下该按钮后，系统将通过软件实现对计分复位功能。在主程序运行过程中，只要系统识别到与单片机P0.6/AD6引脚相连的按键按下，程序则会转去执行复位程序，完成对甲、乙总分寄存单元的清零，显示器各位的显示数寄存单元的复位，执行完毕后，返回主程序。流程图如4-4所示。课程学习体会为期两周的单片机课程设计拉下了帷幕，我深刻体会到了其中的苦与乐，感悟甚是深切.在没有做课程设计以前，觉得课程设计只是对知识的单纯总结，但是通过这次课程设计发现自己的看法有点太片面，课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，也是对自己能力的一种提高，通过这次课程设计使自己明白了原来的那点知识是非常欠缺的，要学习的东西还很多，通过这次课程设计，明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作和生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质，并将理论与实际相结合，学以致用，不再是纸上谈兵，。对我们学生来说，理论与实际同样重要，这是我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。我在整个设计过程中懂得了许多东西，当遇到一不了的问题，跟同伴一起商量、合作，或许能收到事半功倍的效果。不管学什么，一定要打好基础，并将其学好、学精，但空有知识也不一定就能说明什么，还得能为己所用;还有更重要的是培养了独立思考和设计的能力，树立了对知识应用的信心，相信会对今后的学习工作和生活有非常大的帮助，并且提高了自己的动手实践操作能力，使自己充分体会到了在设计过程中的成功喜悦。虽然这个设计做的不是很完美，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益；最后,也是我感触比较深的一点，这次课程设计时为数不多的独立完成的一次，虽然过程中遇到很多困难，让自己犯愁过，彷徨过，急躁过，可当自己很快调整好心态，从跌倒的地方爬起来继续，最后取得成功,不止是成功后的喜悦，也是一次锻炼！总结通过这次课程设计，明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作和生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质，并将理论与实际相结合，理论与实际同样重要。实习中，我感受到了老师对学生的那种悔人不卷的精神，每天的固定时间，老师都来给我们指导，使我们少走弯路，顺利完成实习任务，请允许我向你们致意崇高的敬意，感谢你们，老师！在这次课程设计中，我在整个设计过程中懂得了许多东西，也培养了独立思考和设计的能力，树立了对知识应用的信心，相信会对今后的学习工作和生活有非常大的帮助，并且提高了自己的动手实践操作能力，使自己充分体会到了在设计过程中的成功喜悦。虽然这个设计做的不是很理想，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我受益良多。参考文献、《微型计算机原理及应用》许立梓编机械工业出版社2002、《微型计算机接口技术及应用》刘乐善编华中理工大学出版社2000、《计算机硬件技术基础试验教程》邹逢兴编高等教育出版社2000、《16位微型计算机原理接口及其应用》周佩玲编中国科学技术大学出版社2000、《微型计算机原理与接口技术》吴秀清编中国科学技术出版社2001、《微型计算机接口技术》邓亚平编清华大学出版社2001附录ORG0000HSTART:MOV2AH,#100MOV4AH,#100MOVDPTR,#TABMOV6AH,#0FEHMOV6BH,#0FDHMOV6CH,#0DFHMOV6DH,#0F7HMOV6EH,#0EFHMOV6FH,#0FBHMAIN:MOVP2,#0F0HK0:JBP2.4,K1MOVA,P2MOV30H,AMOVP2,#0FFHMOVP2,#0FHMOVA,P2ORLA,30HMOV31H,ALJMPKKK1:JBP2.5,K2MOVA,P2MOV30H,AMOVP2,#0FFHMOVP2,#0FHMOVA,P2ORLA,30HMOV31H,ALJMPKKK2:JBP2.6,K3MOVA,P2MOV30H,AMOVP2,#0FFHMOVP2,#0FHMOVA,P2ORLA,30HMOV31H,ALJMPKKK3:JBP2.7,LLMOVA,P2MOV30H,AMOVP2,#0FFHMOVP2,#0FHMOVA,P2ORLA,30HMOV31H,ALJMPKKKK:MOVDPTR,#TABMOVA,31HMOV31H,#0HCJNEA,#07EH,Z0MOVA,#4HADDA,2AHMOV2AH,ALJMPLOOPZ0:CJNEA,#07DH,Z1MOVA,2AHSUBBA,#4HMOV2AH,ALJMPLOOPZ1:CJNEA,#07BH,Z2MOVA,#4HADDA,4AHMOV4AH,ALJMPLOOPZ2:CJNEA,#077H,Z3MOVA,4AHSUBBA,#4HMOV4AH,ALJMPLOOPZ3:CJNEA,#0D7H,Z4MOVA,2AHSUBBA,#2HMOV2AH,ALJMPLOOPZ4:CJNEA,#0EBH,Z5MOVA,#1HADDA,2AHMOV2AH,ALJMPLOOPZ5:CJNEA,#0DBH,Z6MOVA,#2HADDA,2AHMOV2AH,ALJMPLOOPZ6:CJNEA,#0BBH,Z7MOVA,#3HADDA,2AHMOV2AH,ALL:LJMPLOOPZ7:CJNEA,#0EDH,Z8MOVA,4AHSUBBA,#1HMOV4AH,ALJMPLOOPZ8:CJNEA,#0DDH,Z9MOVA,4AHSUBBA,#2HMOV4AH,ALJMPLOOPZ9:CJNEA,#0BDH,Z10MOVA,4AHSUBBA,#3HMOV4AH,ALJMPLOOPZ10:CJNEA,#0EEH,Z11MOVA,#1HADDA,4AHMOV4AH,ALJMPLOOPZ11:CJNEA,#0DEH,Z12MOVA,#2HADDA,4AHMOV4AH,ALJMPLOOPZ12:CJNEA,#0BEH,Z13MOVA,#3HADDA,4AHMOV4AH,ALJMPLOOPZ13:CJNEA,#0E7H,Z14MOVA,2AHSUBBA,#1HMOV2AH,ALJMPLOOPZ14:CJNEA,#0B7H,LOOPMOVA,2AHSUBBA,#3HMOV2AH,ALJMPLOOPLOOP:MOVA,2AHMOVB,#100DIVABMOV3AH,AMOVA,BMOVB,#10DIVABMOV3BH,AMOV3CH,BMOVR0,#3AHMOVR1,#6AHMOVR3,#3L0P1:MOVA,@R0MOVCA,@A+DPTRMOVP1,AMOVA,@R1MOVP0,AMOVR6,#0FFHDJNZR6,$MOVP0,#0FFHINCR0INCR1DJNZR3,L0P1MOVA,4AHMOVB,#100DIVABMOV5AH,AMOVA,BMOVB,#10DIVABMOV5BH,AMOV5CH,BMOVR0,#5AHMOVR1,#6DHMOVR3,#3LOP2:MOVA,@R0MOVCA,@A+DPTRMOVP3,AMOVA,@R1MOVP0,AMOVR6,#8FHDJNZR6,$MOVP0,#0FFHINCR0INCR1DJNZR3,LOP2JNBP0.6,SSLJMPMAINSS:LJMPSTARTTAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH学习体会总结1、 单片机定义单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。2、 单片机应用领域目前，单片机的应用领域主要包括：办公自动化设备；单片机在机电一体化中的应用；在实时过程控制中的应用；单片机在日常生活及家用电器领域的应用；在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比；在计算机网络和通信领域中的应用；商业营销设备；单片机在医用设备领域中的应用；汽车电子产品；航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域。3、 MCS51单片机的内部资源中央处理器CPU数据存储器RAM程序存储器ROM并行输入/输出后（p0~p3口）定时器/计数器中断控制总线控制时钟电路。4、 存储器构成和操作时序存储器构成：程序存储器（内部ROM，外部ROM），数据存储器（内部RAM，外部RAM）。操作时序：（1）振荡周期:也称时钟周期,是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期.（2）状态周期:每个状态周期为时钟周期的2倍，是振荡周期经二分频后得到的.（3）机器周期:一个机器周期包含6个状态周期s1~s6，也就是12个振荡周期.一个机器周期内,cpu可以完成一个独立的操作.（4）指令周期:它是指CPU完成一条操作所需要的全部时间.每条指令执行时间都是有一个或几个机器周期组成.MSC-51系统中，有单个周期指令,双周期指令和四周期指令.5、 中断系统组成及优先级MCS-51系列单片机有5个中断源，中断分为2个中断优先级，即高优先级和低优先级，每个中断源的优先级都可以由软件来设定.51单片机中断系统的组成:它由4个与中断有关的特殊功能寄存器（TCON、SCON的相关位作中断源的标志位）、中断允许控制寄存器IE、中断优先级管理（IP寄存器）和中断顺序查询逻辑电路等组成。6、 接口扩展及应用MCS-51单片机I/O接口扩展方法通常采用下面三种方法：1利用缓冲器或锁存器实现I/O接口扩展，通常选用74系列的138、244、245、373、377等常用芯片实现I/O扩展。2利用可编程芯片8255、8155等，利用程序对芯片进行设置，软硬件结合实现对I/O接口的扩展。3串行扩展方法，利用MCS-51单片机串行口同步移位寄存器工作方式进行I/O接口扩展。7、SPI、I2C总线与串行口的区别SPI:高速、全双工、同步串行口。三或四个信号用于数据交换：SIMO:从进，主出SOMI:从出，主进UCLK:时钟，由主机驱动，从机用它发送和接收数据STE:从机发送允许，用于四线模式中控制多主从系统中的多个从机三线SPI组成：串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)。SPI总线可以实现多个SPI设备互相连接。提供SPI串行时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master)，其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。主从设备间可以实现全双工通信，当有多个从设备时，还可以增加一条从设备选择线。四线SPI模式用附加控制线，来允许从机数据的发送和接收，它由主机控制。SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输，在主器件的移位脉冲下,数据按位传输，高位在前，地位在后，为全双工通信。如果用通用IO口模拟SPI总线，必须要有一个输出口（SDO）,一个输入口（SDI）,另一个口则视实现的设备类型而定，如果要实现主从设备，则需输入输出口，若只实现主设备，则需输出口即可，若只实现从设备，则只需输入口即可。UART需要固