片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告電子記分牌

1、第一章 系統(tǒng)概述1.1 背景知識 現(xiàn)在大多數(shù)比賽活動(dòng)中，都會(huì)遇到要向觀眾和選手展示選手得分的情況，需要用到電子記分牌。由于單片機(jī)的集成度高，功能強(qiáng)，實(shí)用性好，特別是它具有重量輕，功耗低，價(jià)格便宜，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，是單片機(jī)迅速得到了推廣應(yīng)用，目前已成為測量控制應(yīng)用系統(tǒng)中的優(yōu)選機(jī)種和新電子產(chǎn)品的關(guān)鍵部位。本次設(shè)計(jì)的記分牌，也是充分利用了單片機(jī)的以上優(yōu)點(diǎn)，因而具有電路簡單，成本較低，靈敏可靠，操作方便的優(yōu)點(diǎn)。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1.2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1） 選51單片機(jī)，晶振采用12MHz。（2） 啟動(dòng)時(shí)現(xiàn)實(shí)的初始分?jǐn)?shù)為50。（3） 選手每答對一題加1分；每打錯(cuò)加分和減

2、分一題減1分。加分和減分分別由“加”、“減”按鈕（K1和K2）實(shí)現(xiàn)。（4） 積分范圍為0099。（5） 裁判按下復(fù)位按鈕（K3）時(shí)，數(shù)碼管顯示初始分?jǐn)?shù)50。（6） 按鍵按下時(shí)有提示聲，當(dāng)有鍵按下時(shí)蜂鳴器發(fā)出聲音，按鍵釋放時(shí)停止發(fā)聲。1.2.2 設(shè)計(jì)要求（1） 按照要求完成系統(tǒng)分析及方案設(shè)計(jì)。（2） 完成硬件原理圖的設(shè)計(jì)，并選擇相關(guān)元器件。（3） 完成軟件流程圖的設(shè)計(jì)，編寫相應(yīng)的單片機(jī)控制程序。（4） 撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1 總體方案 電子記分牌的設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)主控模塊、顯示模塊、按鍵模塊、電源模塊、發(fā)聲模塊等組成，系統(tǒng)框圖如圖所示。圖2.1 方案設(shè)計(jì)框圖2.2 系統(tǒng)組成 硬

3、件電路由晶振電路、復(fù)位電路、80C51單片機(jī)、獨(dú)立式鍵盤、顯示電路和蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路組成。 軟件部分主程序由初始化、顯示程序、鍵盤掃描和按鍵處理程序、蜂鳴器發(fā)聲程序和延時(shí)子程序等組成。第三章 基本硬件電路設(shè)計(jì)3.1 時(shí)鐘電路單片機(jī)的時(shí)鐘信號用來提供單片機(jī)片內(nèi)各種微操作的時(shí)間基準(zhǔn)。80C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶振或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如下圖所示。電容器Cl，C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，

4、其電容值一般在30pF。晶振頻率的典型值為12MHz。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘情號比較穩(wěn)定，實(shí)用電路中使用較多，電路如圖3.1。圖3.1 時(shí)鐘電路圖3.2 復(fù)位電路復(fù)位操作則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的初態(tài)開始運(yùn)行。當(dāng)80C51單片機(jī)的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。復(fù)位電路要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。圖3.2 復(fù)位電路圖3.3 鍵盤控制電路 由于在本設(shè)計(jì)中，一共需要三個(gè)按鍵，分別是加一鍵、減一鍵和復(fù)位鍵，考慮到使用按鍵較少，故選擇用獨(dú)立式按鍵。獨(dú)立式按鍵使用簡單，適合于

5、按鍵較少的系統(tǒng)，其基本思想是將每個(gè)按鍵接在一根I/O口線上，當(dāng)鍵沒有被按下時(shí)，對應(yīng)的I/O口顯示高電平，當(dāng)有鍵被按下時(shí)，相應(yīng)的I/O口顯示低電平，單片機(jī)就是通過檢測I/O口的高低電平來判斷是否有鍵被按下和具體的哪個(gè)鍵被按下，電路如圖3.3。圖3.3 按鍵電路圖3.4 顯示電路 顯示電路由兩個(gè)靜態(tài)顯示的數(shù)碼管組成，分別接在P2口和P0口，,由于采用了共陽極數(shù)碼管，故每位接一個(gè)非門電路，當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的按鍵程序時(shí)，就可以分別顯示高位和低位，從而顯示當(dāng)前分?jǐn)?shù)，電路如圖3.4。 圖3.4 顯示電路圖3.5 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路 設(shè)計(jì)要求當(dāng)有鍵按下時(shí)，蜂鳴器響，按鍵釋放時(shí)，蜂鳴器停止響。本設(shè)計(jì)采用三極管放大

6、電路來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。當(dāng)沒有鍵被按下時(shí)，P1.7口為低電平，三極管不導(dǎo)通，蜂鳴器不響；當(dāng)有鍵被按下時(shí)，單片機(jī)將P1.7口置為高電平 ，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器響，電路如圖3.5。 圖3.5 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路 3.6 電路原理圖 根據(jù)以上分析，基于80C51單片機(jī)的電子記分牌電路中，電源電路為單片機(jī)以及其他模塊提供標(biāo)準(zhǔn)5V電源。晶振電路為單片機(jī)提供時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)各部分能協(xié)調(diào)工作。復(fù)位電路為單片機(jī)提供復(fù)位功能。單片機(jī)作為主控制器，根據(jù)輸入信號對系統(tǒng)相應(yīng)的控制。數(shù)碼管顯示當(dāng)前的分?jǐn)?shù)。按鍵電路用來刷新選手的得分。蜂鳴器用作按鍵提示，當(dāng)有鍵按下時(shí)蜂鳴器發(fā)出聲音，按鍵釋放時(shí)停止發(fā)聲，總電路圖如圖3.6。 圖3.6

7、電路原理圖第四章 軟件設(shè)計(jì)4.1 程序流程圖圖4.1 主程序流程圖4.2 匯編語言程序 ORG 0000H MOV R1,#50H ;初始化 CLR P1.7 MOV DPTR,#TAB KB0: MOV A,R1 ; 顯示程序 SWAP A ANL A,#0FH MOVC A,A+DPTR MOV P0,A MOV A,R1 ANL A,#0FH MOVC A,A+DPTR MOV P2,ASTART: MOV A,P3 ; 查詢有無鍵被按下 MOV R0,A CJNZ A,#00H,KB1 LJMP KB3KB1: LCALL TM10ms ;調(diào)用10ms延時(shí)子程序消抖 MOV A,P3

8、CJNZ A,R0,KB3 SETB P1.7 ;若有鍵按下，讓蜂鳴器響 MOV A,KP CJNZ A,#00H,START ;判斷標(biāo)志位，是否已被執(zhí)行過 LJMP KB2 ;若沒被執(zhí)行過，則轉(zhuǎn)執(zhí)行KB2: JNB P3.5,K1 ;K1鍵按下，轉(zhuǎn)加1子程序 JNB P3.6,K2 ;K2鍵按下，轉(zhuǎn)減1子程序 LJMP K3 ;K3鍵按下，轉(zhuǎn)復(fù)位子程序K1: MOV A,R1 ;加1子程序 ADD A,#01H DA A MOV R1,A SETB KP LJMP KB0K2: CLR C ; 減1子程序 MOV A,#9AH SUBB A,#01H ADD A,R1 DA A MOV R1

9、,A SETB KP LJMP KB0K3: MOV R1,#50H ; 復(fù)位子程序 ETB KP LJMP KB0KB3: CLR P1.7 ;讓蜂鳴器斷 CLR KP ;清零執(zhí)行標(biāo)志位 LJMP KB0TM10ms: MOV R2,#14H ;10ms延時(shí)子程序TM: MOV R3,#0FFHTM3: DJNZ R3,TM3 DJNZ R2,TM RETTAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH第五章 總結(jié) 本次設(shè)計(jì)敘述了電子記分牌的基本原理及使用方法，給出了電子記分牌的設(shè)計(jì)方案、工作原理、硬件電路圖以及軟件流程圖和匯編語言程序。本次設(shè)計(jì)

10、的記分牌，充分利用了單片機(jī)的種種優(yōu)點(diǎn)，具有電路簡單，成本較低，靈敏可靠，操作方便的優(yōu)點(diǎn)。 在做本次課程設(shè)計(jì)的過程中，我學(xué)到了很多東西，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)自己存在不少的問題。通過本次課程設(shè)計(jì)，我對單片機(jī)有了更深的認(rèn)識和理解，通過親身實(shí)踐掌握了它的工作原理，尤其是理解了單片機(jī)通用I/O口的原理以及連接使用，為以后學(xué)習(xí)和工作使用單片機(jī)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。本次課程設(shè)計(jì)也培養(yǎng)了我獨(dú)立思考和設(shè)計(jì)的能力，提高了自學(xué)的能力，并且學(xué)會(huì)了通過查閱資料掌握有關(guān)新知識的法方，為以后的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。在本次課程設(shè)計(jì)過程中，我也意識到自己的知識是很欠缺的，尤其是運(yùn)用到實(shí)踐中的能力還有待提高。同時(shí)，自己的實(shí)踐能力還很差，不能把所學(xué)的知識靈活的順利的運(yùn)用到實(shí)踐中去。 在本次課程設(shè)計(jì)過程中，我和同組的同學(xué)團(tuán)結(jié)協(xié)作，互相幫助，互相學(xué)習(xí)，一起查閱資料，一起克服困難，得到了事半功倍的效果。 在本次課程設(shè)計(jì)中，雖然遇到了很多困難，但是有老師的悉心指導(dǎo)，是我們的設(shè)計(jì)少走了很多彎路，才使我們的設(shè)計(jì)順利