单片机报告篮球比赛计分计时器.doc

《单片机报告篮球比赛计分计时器.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机报告篮球比赛计分计时器.doc（25页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、 单片机应用技术课程设计题目：篮球比赛计分计时器系 别： 电子电气工程系 专 业： 应用电子技术 班 级： 09电 信 姓 名： 秦明坤 阮美玲 李元菊 学 号： 30 03 35 指导教师： 陈科 李海斌 完成时间： 2011年 6 月23日 四川职业技术学院课程设计任务书 电子电气工程 系 应用电子技术 专业 09 年级 电信 班学生 秦明坤 阮美玲 李元菊 学号 30 3 35 日期 11年06月23 日 课程设计题目 篮球比赛计分计时器 课程设计内容与要求：1、 设计任务 设计一个用于赛场的LED数码管显示的篮球赛计时计分器。2、 设计要求 （1）能记录整个赛程的比赛时间，并能修改比赛

2、时间、暂停比赛时间；（2）能随时刷新甲、乙两队在整个赛程中的比分； （3）中场交换比赛场地时，能交换甲、乙两队比分的位置； （4）比赛时间结束时，能发出报警指令。 指导教师 陈科 李海斌本课程设计评语：指导教师（签名）时间 年 月 日本课程设计成绩：指导教师（签名）时间 年 月 日目录第一章 绪论61.1 选题背景和意义61.2 选题设计要求7第二章 篮球计分计时器的硬件设计72.1 系统的构成框图72.1.1 各部分功能介绍82.2 单片机概述92.2.1 AT89S52的主要特性102.2.2 AT89S52管脚说明112.3 最小系统电路132.3.1 时钟电路132.3.2 复位电路1

3、4第三章 篮球计分计时器的软件设计163.1 编程设置及总流程框图16第四章 系统调试17第五章 结束语18参考文献19附录20篮球比赛计分计时器设计【摘要】：随着单片机在各个领域的广泛应用，许多用单片机作控制的球赛计时计分器也应运而生，如用单片机控制LCD液晶显示器的计时计分器，用单片机控制LED七段显示器的计时计分器等等。本次设计的篮球计时计分系统以AT89S52单片机为核心元件，利用它内部的计数器T0完成比赛的计时，通过七段共阴极LED来显示比分和时间。报警部分采用蜂鸣器为音响器件。本系统具有赛事时间设置、赛事时间启/停设置、24s倒计时控制；比分刷新控制；报警等功能。且造价低廉、操作简

4、单、携带方便，适合于学校或小团体作为赛程计时计分工具。【关键词】：篮球计时计分系统 七段共阴LED数码管AT89S52第一章 绪论1.1 选题背景和意义 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，其计时计分系统是一种得分类型的系统。该系统由计时器，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，完善的篮球比赛计时计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。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

5、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 选题设计要求任务： 设计一个用于赛场的篮球计时计分器。要求： 1、能记录整个赛程的比赛时间，并能修改比赛时间。 2、能随时刷新甲、乙两队在整个过程中的比分。 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。第二章 篮球计分计时器的硬件设计2.1 系统的构成框图基于单片

6、机的篮球比赛计时计分系统的构成框图如图1-1所示AT89S52记时显示复位晶振控制键盘记分显示计时报警图1-1 电路设计 图1-2本系统采用单片机AT89S52作为本设计的核心元件。利用7段共阳LED作为显示器件。在此设计中共接入了12个7段共阳LED显示器，其中6个用于记录AB队的分数，每队2个LED显示器显示范围可达到0999分，足够满足赛程需要，另外4个LED显示器则用来记录赛程时间，其中2个用于显示分钟，2个用于显示秒钟。赛程计时采用到计时方式。即比赛前将时间设置好，比赛开始时启动计时，直至计时到零为止。计时范围可达到099分钟，也完全满足实际赛程的需要。2.1.1 各部分功能介绍 1

7、. 赛程时间设置通过按键“设置确定”、“时间加”、“时间减”来设置赛程时间。篮球比赛的一节时间为12分钟，通过按“设置确定”键，进入时间设置，按“时间加”、“时间减”调整时间，再按“设置确定”确定时间设置。 2. 赛程时间启动/停止设置当时间设置好之后，比如每节时间为12分钟，则数码管14上分别显示1200，即12表示时间，00表示秒钟。这时，如果裁判吹响开始哨声，则立即按下K7按键，即比赛开始，计时显示由1200变为1159、1158一直到0000时为止，即表示比赛结束。在比赛过程中，遇到换人。暂停等时按下键时间停止计时，数码管上的数值保持不变。当比赛继续进行时，应立即按下“开始暂停”键，继

8、续进行计时。 3. 比分刷新控制由于在比赛中，两队的比分在不断变化，所以需要设置比分刷新控制，该功能由按键“A加分”、“B加分”完成，具体如下：A加分：甲队比分加1；B加分：乙队比分加1； 4. 24s显示控制24s值在程序中设置，由数码管5、6来显示，即数码管5、6显示24.比赛开始时按下“24s开始复位”键24s随赛程时间一起计时，即计时显示由24变成23、22、21直到00.然后再由24s开始重新计时。比赛过程中，当进攻的一方改变时，应立即按下“24s开始复位”键，即使24s重新计时。 5. 计时计分显示 计时计分显示采用七段共阴LED数码管显示，其中计分6个数码管，赛程时间4个数码管，

9、24秒2个数码管，数码管显示格式分别是：000 000和00 00以及00。 6. 计时结束后报警当赛程时间或24s计时结束时，系统会自动发出报警声提示。2.2 单片机概述单片机就是在一块硅片上集成了中央处理器（CPU）、存储器(RAM、ROM、EEP-ROM、Flash Memory)和输入、输出接口（并行IO、串行通信口）、振荡电路、计数器等电路的一块集成电路，这样的集成电路具有一台计算机的基本功能，因而被称为单片机微型计算机，简称单片机。INTEL公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机。图2-1 AT89S52引脚图AT89S52具有P

10、DIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。它是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89S52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。本次设计以CPU选用AT89C5l作为篮球计分计时器的控制芯片AT89S52的结构简单并可以在编程器上实现闪烁式的电擦写达几万次以上使用方便等优点。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M

11、CS-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AT89S52是一种高效微控制器，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。如图2-1所示为AT89S52单片机基本构造 图2-12.2.1 AT89S52的主要特性与MCS-51 兼容 4K字节可编程FLASH存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年 全静态工作：0Hz-24MHz 三级程序存储器锁定 1288位内部RAM 32可编程I/O线 两个16位定时器/计数器 5个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路2.2.2 AT89S52管脚说

12、明 VCC（40）：供电电压，接5V的电压。 GND（20）：接地。 P0口（3932）：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口（18）：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH

13、编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口（2127）：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口(1017)：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的

14、双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89S52的一些特殊功能口，同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST(9)：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG(30)：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用

15、于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN(29)：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP（31）：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESE

16、T；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1（19）：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2（18）：来自反向振荡器的输出。2.3 最小系统电路除了单片机外，单片机能工作的最小电路还包括时钟和复位电路，通常称为单片机最小系统电路（图2-2） 图2-22.3.1 时钟电路单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种微操作的时间基准，时钟信号通常用两种电路形式得到:内部振荡和外部振荡。MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，引脚XTALl和XTAL2分别是此放大电器的输入端和输出端，

17、由于采用内部方式时，电路简单，所得的时钟信号比较稳定，实际使用中常采用这种方式，如图2-3所示在其外接晶体振荡器(简称晶振)或陶瓷谐振器就构成了内部振荡方式，片内高增益反向放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起可构成一个自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。图2-3中外接晶体以及电容C2和C1构成并联谐振电路，它们起稳定振荡频率、快速起振的作用，其值均为30P左右，晶振频率选12MHz 图2-32.3.2 复位电路为了初始化单片机内部的某些特殊功能寄存器，必须采用复位的方式，复位后可使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初始状态开始正常工作。单片机的复位（图2-4）是靠外电路来实现的

18、，在正常运行情况下，只要RST引脚上出现两个机器周期时间以上的高电平，即可引起系统复位，但如果RST引脚上持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。复位后系统将输入/输出(1/0)端口寄存器置为FFH，堆栈指针SP置为07H, SBUF内置为不定值，其余的寄存器全部清0，内部RAM的状态不受复位的影响，在系统上电时RAM的内容是不定的。复位操作有两种情况，即上电复位和按键复位。 图2-44位7段数码管 实训中使用的数码管如图2-5 图2-5数码管共12根引脚，定义如图2-6 图2-6引脚定义：1E 2D 3Dp 4C 5G 6位选4 7B 8位选3 9位选2 10F 11A 12位选1第三章 篮

19、球计分计时器的软件设计3.1 编程设置及总流程框图 本次设计的程序流程框图如图3-1所示：按键查询开始比赛是否暂停加分减分显示是是七位动态计时否否程序初始化开始是定时中断倒计时暂停否六位动态计分程序返回 图3-1第四章 系统调试整个篮球赛计时计分器的测试过程如下：（1）在比赛之前，接通电源，系统自动复位，此时计时电路与计分电路中的共阳极数码管全部显示为00：00、24和000 : 000；（2）按计时电路中的“设置确定”、“时间加”、“时间减”键来设置比赛时间，例如比赛时间一节为12分钟，则通过按“设置确定”、“时间加”、“时间减”键，使计时数码管显示为“12”即可。（3）设置好时，等待赛程开

20、始，当裁判吹响开始哨声时，立即按“开始暂停”键，启动计时。（4）当24秒进攻时间结束时，喇叭会自动发出警告并暂停比赛计时，然后再加减甲乙两队比分。第一节结束时，扬声器会发出5秒钟响声，通知第一节结束。（5）在整个赛程中，我们还要对两队比分及时刷新；“A加分”、“B加分”键完成甲队，乙队加分。（6）当一次进攻在24秒进攻时间内结束时，我们还可以通过“24s开始复位”键来复位24秒进攻时间。（7）如果在赛程过程中，一方教练申请暂停时，经裁判批准，我们立即按“开始暂停”键，即可以暂停计时，暂停时间到时，再按“开始暂停”键继续计时，直至比赛结束，扬声器会发出5秒的响声。第五章 结束语通过这次的课程设计

21、，我对一些专业的电子设计有了更深的了解，同时也尝试着去应用自己所掌握的知识。这次课程设计主要对电路的设计，单片机AT89S52的应用，各种设计软件的操作的一个综合性的考核。经过这次的设计，我感受很深。课程设计不仅给我们提供了一个很好的展现和应用自己所学知识的平台，又是检验自己所学的知识和实现知识价值能力的一个机会。在设计过程中不可避免的会遇到很多的问题，给我的感觉就是下手很难，很不顺手，看似很简单的电路，要动手把它给设计出来，是很难的一件事，主要原因是我们没有经常动手设计过电路。尤其是在最后调试部分，会因为各种原因使得自己得不到满意的结果，由于单片机系统的知识似懂非懂，而且很多知识当时弄明白了

22、，现在要用的时候又不记得，造成需要花费大量的时间去重新查阅各种资料和程序命令，但一旦问题解决了，会使得自己得到重来没有过的兴奋与自豪。对我而言，知识上的收获可喜，精神上的丰收更加珍贵。让我知道了学无止境的道理，就像这次设计由于对单片机知识的不扎实，导致浪费很多时间在查阅资料和了解程序指令意思上。我们每个人永远都不要只满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折就是一份财富，经历是一份拥有。我相信，这次的课程设计必将成为我人生旅途上最美好回忆。参考文献 1王静霞.单片机应用技术（C语言版）.北京：电子工业出版社2彭为，黄科，雷道仲.单片机典型系统设计实例精讲.北京

23、：电子工业出版社.2006 3樊明龙，任丽静.单片机原理与应用.北京：化学工业出版社.2005.6 4李东生.Protel99 SE电路设计技术入门与应用.第一版.北京：电子工业出版社.2002 5何立民.MCS-51单片机应用系统设计.北京：北京航天航空大学出版社.1990 6王新贤.通用集成电路速查手册.山东：山东科学技术出版社.2004 7罗温萍等.球类比赛计时计分系统.江西：赣南师范学院学报.2003年第三期 附录元件清单元件数量规格单片机1AT89S52晶振112MHz瓷片电容230pF电解电容110uF电阻110K排阻1470轻触开关6蜂鸣器1三极管1S90154位7段数码管43线

24、8线译码器274ls1386位反相器274ls04插针10MT05641B程序#include sbit plus1=P10;sbit plus2=P11;sbit pause=P12;sbit stop_=P13;sbit set_=P14;sbit buzz=P37; int fen2=0,0; unsigned char code num=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90; char tim2=0,0; unsigned char sec=24,c,e=0,time;/bit a=0,b=1,d=0,f=0,g=0,h=0

25、; /a设置标志位、b 24秒开始停止标志位、d开始暂停标志位、f初始时间保存标志位、void delay() unsigned char j,k; for(k=0;k5;k+) for(j=0;j100;j+); void dis() P2=0x00;P0=numfen0/100;delay();P0=0xff; P2=0x01;P0=num(fen0%100)/10;delay();P0=0xff; P2=0x02;P0=num(fen0%100)%10;delay();P0=0xff; P2=0x03;P0=numfen1/100;delay();P0=0xff; P2=0x04;P0=

26、num(fen1%100)/10;delay();P0=0xff; P2=0x05;P0=num(fen1%100)%10;delay();P0=0xff; P2=0x06;P0=numtim0/10;delay();P0=0xff; P2=0x07;P0=numtim0%10;delay();P0=0xff; P2=0x18;P0=numtim1/10;delay();P0=0xff; P2=0x28;P0=numtim1%10;delay();P0=0xff; P2=0x38;P0=numsec/10;delay();P0=0xff; P2=0x48;P0=numsec%10;delay(

27、);P0=0xff;void set() a=a; if(f=1) time=tim0; f=0;void jia() if(a=1) tim0+; if(a=0&h=0) fen0+; if(a=0&h=1) fen1+; f=1;void jian() if(a=1) tim0-; if(a=0&h=0) fen1+; if(a=0&h=1) fen0+; f=1;void stop() b=b; if(b=1) sec=24;void paus() if(a=0) d=d; if(d=1) g=1; if(d=0) g=0; void key() if(set_=0) delay();

28、if(set_=0) set();while(set_=0)dis(); if(plus1=0) delay();if(plus1=0) jia();while(plus1=0)dis(); if(plus2=0) delay();if(plus2=0) jian();while(plus2=0)dis(); if(stop_=0) delay();if(stop_=0) stop();while(stop_=0)dis(); if(pause=0) delay();paus();while(pause=0)dis(); void jiao() int tmp; tmp=fen0; fen0=

29、fen1; fen1=tmp; e=3;void main() TMOD=0x01; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; P3=0xff; while(1) dis(); key(); if(e=2) jiao();h=1; if(d=0|b=1) if(c=19) buzz=1; void jishi() interrupt 1 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; c+; if(c=20) c=0; if(g=1) tim1-; if(tim10) tim1=59; tim0-; if(tim00) buzz=0; g=0; d=0; e+; tim0=time;tim1=0; if(b=0) sec-; if(sec=0) b=1; sec=24; buzz=0;