籃球比賽計時計分器的畢業(yè)設計

題目籃球比賽計時記分器摘要單片機，亦稱單片微電腦或單片微型計算機。它是把中央處理器(CPU)、隨機存取存放器(RAM)、只讀存放器(ROM)、輸入/輸出端口(I/O)等主要計算機功效部件都集成在一塊集成電路芯片上微型計算機。本設計是基于AT89C51單片機籃球計時計分器，利用7段共陽LED作為顯示器件。在此設計中共接入了1個四位一體7段共陽LED顯示器，4個7段共陽LED顯示器，前者用來統(tǒng)計賽程時間，其中2位用于顯示分鐘，2位用于顯示秒鐘，后者用于統(tǒng)計甲乙隊分數，每隊2個LED顯示器顯示范圍可達成0~99分。賽程計時采取倒計時方式，比賽開始時開啟計時，直至計時到零為止。其次，為了配共計時器和計分器校正調整時間和比分，我們特定在本設計中設置了5個按鍵，用于調整分數和暫停等功效。采取單片機控制是這個系統(tǒng)按鍵操作使用簡練，LED顯示，安裝方便。關鍵詞：AT89C51；

LED顯示；計時計分器目錄1緒論 11.1課題背景 11.2本課題研究主要內容 12單片機基本組成及工作原理 22.1單片機基本組成 22.2單片機外圍附加電路 52.2.1時鐘電路 52.2.2復位電路 63籃球比賽計時計分器硬件電路設計 73.1主電路圖 73.2LED顯示電路 83.3元器件清單 104籃球比賽計時計分器軟件程序設計 114.1主程序流程圖 114.2匯編語言程序 13總結 18致謝 19參考文件 201緒論1.1課題背景籃球比賽是依照運動隊在要求比賽時間里得分多少來決定勝敗，所以，籃球比賽計時計分系統(tǒng)是一個得分類型系統(tǒng)。籃球比賽計時計分系統(tǒng)由計時器，計分器等多個電子設備組成，同時，依照現在高水平籃球比賽要求，完善籃球比賽計時計分系統(tǒng)設備應能夠與現場成績處理，現場大屏幕，電視轉播車等多個設備相聯，方便實現高比賽現場感，演出娛樂觀眾等功效目標。1.2本課題研究主要內容這次畢業(yè)設計主要任務是：設計制作一個用于賽場籃球賽計時計分器。主要功效以下：1、能統(tǒng)計整個賽程比賽時間，并能修改比賽時間、暫停比賽時間。2、能隨時刷新甲、乙兩隊在整個賽程中比分。3、中場交換比賽場地時，能交換甲、乙兩隊比分位置。4、比賽時間結束時，能發(fā)出報警指令。2單片機基本組成及工作原理2.1單片機基本組成MCS-51是指由美國INTEL企業(yè)生產一系列單片機總稱，這一系列單片機包含了很多品種，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最經典產品，該系列其它單片機都是在8051基礎上進行功效增、減、改變而來，所以人們習慣于用8051來稱呼MCS51系列單片機，而8031是前些年在我國最流行單片機，所以很多場所會看到8031名稱。INTEL企業(yè)將MCS51關鍵技術授權給了很多其它企業(yè)，所以有很多企業(yè)在做以8051為關鍵單片機，當然，功效或多或少有些改變，以滿足不一樣需求，其中89C51就是這幾年在我國非常流行單片機，它是由美國ATMEL企業(yè)開發(fā)生產。AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內含4kbytes可重復擦寫Flash只讀程序存放器和128bytes隨機存取數據存放器（RAM），器件采取ATMEL企業(yè)高密度、非易失性存放技術生產，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，內置功效強大微型計算機AT89C51提供了高性價比處理方案。AT89C51具備PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應不一樣產品需求。它是一個低功耗高性能單片機，40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內含2個外中止口，2個16位可編程定時計數器,2個全雙工串行通信口，AT89C51能夠按照常規(guī)方法進行編程，也能夠在線編程。其將通用微處理器和Flash存放器結合在一起，尤其是可重復擦寫Flash存放器可有效地降低開發(fā)成本。AT89C51單片機主要由中央處理器，控制器，存放器，I/O接口，定時器/計數器，中止控制系統(tǒng)，內部總線等部分組成。圖1為C51單片機管腳結構圖。圖2是AT89C51單片機內部結構示意圖。它包含了作為微型計算機所必需基本功效部件,各功效部件經過片內單一總線連成一個整體,集成在一塊芯片上。C51單片機是在一塊芯片中集成了CPU、存放器(包含RAM和ROM)、定時器/計數器和多個功效I/O線等一臺計算機所需要基本功效部件.主要包含1個8位CPU、1個片內振蕩器及時鐘電路、128BRAM、4KBROM、2個16位定時器/計數器、32條可編程I/O線和一個可編程全雙工串行接口、5個中止源、2個中止優(yōu)先級嵌套中止結構。AT89C51主要特征：與MCS-51兼容4K字節(jié)可編程FLASH存放器壽命：1000寫/擦循環(huán)數據保留時間：全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz三級程序存放器鎖定128×8位內部RAM32可編程I/O線兩個16位定時器/計數器5個中止源可編程串行通道低功耗閑置和掉電模式片內振蕩器和時鐘電路AT89C51管腳說明：VCC（40）：供電電壓，接±5V電壓。GND（20）：接地。P0口（39～32）：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P0口管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數據存放器，它能夠被定義為數據/地址第八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口（1～8）：P1口是一個內部提供上拉電阻8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是因為內部上拉緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口（21～27）：P2口為一個內部上拉電阻8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并所以作為輸入時，P2口管腳被外部拉低，將輸出電流。這是因為內部上拉緣故。P2口當用于外部程序存放器或16位地址外部數據存放器進行存取時，P2口輸出地址高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數據存放器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功效存放器內容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口(10～17)：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，因為外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是因為上拉緣故。P3口也可作為AT89C51一些特殊功效口，以下表所表示：P3口管腳備選功效：P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中止0）P3.3/INT1（外部中止1）P3.4T0（記時器0外部輸入）P3.5T1（記時器1外部輸入）P3.6/WR（外部數據存放器寫選通）P3.7/RD（外部數據存放器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST(9)：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期高電平時間。ALE/PROG(30)：當訪問外部存放器時，地址鎖存允許輸出電平用于鎖存地址地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率1/6。所以它可用作對外部輸出脈沖或用于定時目標。然而要注意是：每當用作外部數據存放器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。假如微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN(29)：外部程序存放器選通信號。在由外部程序存放器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數據存放器時，這兩次有效/PSEN信號將不出現。/EA/VPP（31）：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存放器（0000H-FFFFH），不論是否有內部程序存放器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存放器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1（19）：反向振蕩放大器輸入及內部時鐘工作電路輸入。XTAL2（18）：來自反向振蕩器輸出。圖1AT89C51引腳結構圖289C51單片機內部結構2.2單片機外圍附加電路2.2.1時鐘電路時鐘電路在單片機系統(tǒng)中起著非常主要作用，是確保系統(tǒng)正常工作基礎。在一個單片機應用系統(tǒng)中，時鐘是保障系統(tǒng)正常工作基準振蕩定時信號，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率大小決定了單片機系統(tǒng)工作快慢。為達成振蕩周期是12MHZ要求，這里要采取12MHZ晶振，另外有兩個22P獨立電容，兩晶振引腳分別連到XTAL1和XTAL2振蕩脈沖輸入引腳。如圖3所表示。圖3時鐘電路XTAL1（19腳）：芯片內部振蕩電路輸入端。XTAL2（18腳）：芯片內部振蕩電路輸出端。XTAL1和XTAL2是獨立輸入和輸出反相放大器，它們能夠被配置為使用石英晶振片內振蕩器，或者是器件直接由外部時鐘驅動。圖3中采取是內時鐘模式，即采取利用芯片內部振蕩電路，在XTAL1、XTAL2引腳上外接定時元件（一個石英晶體和兩個電容），內部振蕩器便能產生自激振蕩。通常來說晶振能夠在1.2～12MHz之間任選，甚至能夠達成24MHz或者更高，不過頻率越高功耗也就越大。2.2.2復位電路單片機在開機時或在工作中因干擾而使程序失控，或工作中程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)，在這種情況下都需要復位。復位作用是使中央處理器CPU以及其余功效部件都恢復到一個確定初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)重新開始工作。89C51單片機復位靠外部電路實現，信號由RESET(RST)引腳輸入，高電平有效，在振蕩器工作時,只要保持RST引腳高電平兩個機器周期，單片機即復位。復位后，PC程序計數器內容為0000H。片內RAM中內容不變。復位電路通常有上電復位、手動開關復位和自動復位電路3種。51單片機高電平復位。以當前使用較多AT89系列單片機來說，，在復位腳加高電平2個機器周期（即24個振蕩周期）可使單片機復位。復位后，主要特征是各IO口展現高電平，程序計數器從零開始執(zhí)行程序。復位方式有兩種。1.手動復位：按鈕按下，復位腳得到VCC高電平，單片機復位，按鈕松開后，單片機開始工作。2.上電復位：上電后，電容電壓不能突變，VCC經過復位電容（10μF電解）給單片機復位腳施加高電平5V，同時，經過10KΩ電阻向電容器反向充電，使復位腳電壓逐步降低。經一定時間后（約10毫秒）復位腳變?yōu)?V，單片機開始工作。如圖4所表示。我們采取手動復位方式。圖4復位電路3籃球比賽計時計分器硬件電路設計3.1主電路圖計分電路計時電路3.2LED顯示電路計算機運行結果和運行狀態(tài)能夠經過顯示器顯示出來。單片機應用系統(tǒng)中慣用顯示器有LED和LCD兩種方式。LED顯示最為普遍，發(fā)光二極管LED（LightEmittingDiode）是一個通電后能發(fā)光半導體器件，其導電性質與普通二極管類似。LED數碼顯示器就是由發(fā)光二極管組合而成一個新型顯示器件，不過因為低功耗要求，LCD顯示器越來越被廣泛地使用。LED數碼管顯示器是由若干個發(fā)光二極管組成，當發(fā)光二極管導通時，對應點或線段發(fā)光，將這些發(fā)光二極管排成一定圖形，控制不一樣組合二極管導通，就能夠顯示出不一樣字形和符號。單片機系統(tǒng)中慣用LED顯示器為七段顯示器，再加上一個小數點，所以也能夠把它稱之為八段數碼管顯示器。其機構形式有共陰極和共陽極兩種。共陰極是把全部組成八段數碼管發(fā)光二極管陰極連在一起，通常接地，經過控制每一只發(fā)光二極管陽極電平來使其發(fā)光或熄滅，陽極為高電平則發(fā)光，陽極為低電平則熄滅；共陽極是把組成八段數碼管全部發(fā)光二極管陽極連起來，通常為高電平（如+5V），經過控制每一只發(fā)光二極管陰極電平高低來使其發(fā)光或是熄滅，陰極為低電平發(fā)光，為高電平則熄滅。圖中com端在應用時候能夠作為位選端，8只發(fā)光二極管被分成兩組所以有兩個com端，在使用時候它們并聯起來。七段數碼管示意圖字型共陽極段碼共陰極段碼字型共陽極段碼共陰極段碼0C0H3FH990H6FH1F9H06HA88H77H2A4H5BHB83H7CH3B0H4FHCC6H39H499H66HDA1H5EH592H6DHE86H79H682H7DHF84H71H7F8H07H空白FFH00H880H7FHP8CH73H附：段碼表3.3元器件清單名稱電路板導線電解電容單片機石英晶體振蕩器電容七段共陽數碼管電阻按鈕規(guī)格47μFAT89C5112MHZ30μF220Ω數量1若干21245664籃球比賽計時計分器軟件程序設計4.1主程序流程圖一節(jié)比賽結束倒計時為零定時開啟（暫停按鍵是否按下設定時間如0-24分鐘開始1.倒計時流程圖：一節(jié)比賽結束倒計時為零定時開啟（暫停按鍵是否按下設定時間如0-24分鐘開始Y NY N開始倒計時開始倒計時Y NY N2.計分程序流程圖：開始開始讀取P0口值讀取P0口值總分存放器R0,R2清零總分存放器R0,R2清零取出低4位取出低4位是否有鍵按下？是否有鍵按下？Y NY N按鍵去抖動按鍵去抖動再次讀出P0口值再次讀出P0口值取出低4位取出低4位是否真有按鍵按下是否真有按鍵按下NNYY哪個按鍵按下？哪個按鍵按下？乙減1乙加1甲減1甲加1乙減1乙加1甲減1甲加1等候按鍵釋放等候按鍵釋放將總分轉換成BCD碼將總分轉換成BCD碼經過編碼器不用查表進行輸出數值經過編碼器不用查表進行輸出數值4.2匯編語言程序匯編語言是和機器親密相關，是面向機器語言。其主要優(yōu)點是占用資源少、程序執(zhí)行效率高。不過不一樣CPU，其匯編語言可能有所差異，所以不易移植。C語言是一個結構化高級語言，其優(yōu)點是可讀性好，移植輕易，是普遍使用一個計算機語言。缺點是占用資源較多，執(zhí)行效率沒有匯編高。該系統(tǒng)軟件全部采取匯編語言編寫，匯編語言有三種基本結構：次序結構、選擇結構、和循環(huán)結構。1.次序結構它是一個最基本、最簡單編程結構。在這種結構中，程序由低地址向高地址次序執(zhí)行指令程序。2.分支結構分支程序結構能夠分為兩種形式，如圖所表示。分支程序結構它們分別相當于高級語言中IF-THEN-ELSE語句和CASE語句，依照不一樣條件做不一樣處理。在分支結構中，程序首先對一個條件語句進行測試。當條件為真時，執(zhí)行一個方向程序，當條件為假時，執(zhí)行另一個方向程序。T代表條件，當T條件成立是，執(zhí)行A操作，不然執(zhí)行B操作。倒計時：MOVR0,#00HMOVR1,#00HMOVR2,#01HLOOP1:ACALLDISPLAYJBP1.0,LOOP1ACALLDELAY1JBP1.0,LOOP1MOVR0,#00HMOVR1,#00HMOVR2,#01HSETBP1.2CLRP1.3ACALLDISPLAYLOOP12:JBP1.1,LOOP13;ACALLDELAY1;JBP1.1,LOOP13LOOP14:JBP1.0,LOOP14ACALLDELAY1JBP1.0,LOOP14SJMPLOOP13LOOP13:CJNER2,#00,LOOP4CJNER1,#00,LOOP5CJNER0,#00,LOOP6CLRP1.2SETBP1.3MOVR2,#00HMOVR1,#00HMOVR0,#00HACALLDISPLAYLJMPLOOP1LOOP5:CJNER0,#00,LOOP7DECR1MOVR0,#09HLOOP3:ACALLDELAYACALLDISPLAYLJMPLOOP12LOOP6:DECR0LJMPLOOP3LOOP7:DECR0LJMPLOOP3LOOP4:CJNER1,#00,LOOP8CJNER0,#00,LOOP9DECR2MOVR1,#05HMOVR0,#09HLJMPLOOP3LOOP9:DECR0LJMPLOOP3LOOP8:CJNER0,#00,LOOP10DECR1MOVR0,#09HLJMPLOOP3LOOP10:DECR0LJMPLOOP3DELAY:MOVR5,#200D1:MOVR6,#10D2:MOVR7,#250D3:DJNZR7,D3DJNZR6,D2DJNZR5,D1RETDELAY1:MOVR3,#100D4:MOVR4,#100D5:DJNZR4,D5DJNZR3,D4RETDISPLAY:MOVA,R0MOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTRMOVP2,AMOVA,R1MOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTRMOVP0,AMOVA,R2MOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTRMOVP3,ARETTAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90HEND計分器：MOVR0,#00HMOVR1,#00HLOOP1:ACALLDISPLAYJBP3.0,LOOP4ACALLDELAYJBP3.0,LOOP4CJNER0,#09,LOOP2MOVR0,#00HINCR1LOOP3:ACALLDISPLAYSJMPLOOP1LOOP2:INCR0SJMPLOOP3LOOP4:JBP3.1,LOOP7ACALLDELAYJBP3.1,LOOP7CJNER0,#08,LOOP5MOVR0,#00HINCR1SJMPLOOP3LOOP5:CJNER0,#09,LOOP6MOVR0,#01HINCR1SJMPLOOP3LOOP6:INCR0INCR0SJMPLOOP3LOOP7:JBP3.3,LOOP9ACALLDELAYJBP3.3,LOOP9CJNER0,#00,LOOP8MOVR0,#09HDECR1SJMPLOOP3LOOP8:DECR0SJMPLOOP3LOOP9:JBP3.2,LOOP1ACALLDELAYJBP3.2,LOOP1CJNER0,#07,LOOP10MOVR0,#00HINCR1SJMPLOOP3LOOP10:CJNER0,#08,LOOP11MOVR0,#01HINCR1SJMPLOOP3LOOP11:INCR0INCR0INCR0SJMPLOOP3DELAY:MOVR3,#200D4:MOVR4,#200D5:DJNZR4,D5DJNZR3,D4RETDISPLAY:MOVA,R0MOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTRMOVP2,AMOVA,R1MOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTRMOVP0,ARETTAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H總結本文介紹了一個利用AT89C51設計籃球計時計分器設計。文章對計時計分器組成結構和設計部分元件功效做了詳細介紹。經過這次畢業(yè)論文設計，讓我學到了許多沒有學到知識，增強了自己獨立思索能力和實際動手能力，尤其是一些專業(yè)性很強知識和老師們一些工作經驗讓我受益匪淺，這是我在短時間內都不能學到。對所學知識進行了一次綜合總結和利用，在寫作過程中，使我在排版方面和繪畫電路圖方面得