基于单片机的篮球比赛计分器设计毕业论文
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毕业论文(设计)题目基于单片机的篮球计时记分器设计内容提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。
本设计以基本篮球规则为依据,可对篮球比赛实现实时控制,解决篮球比赛时计分与计时的问题。
该装置包含硬件设计和软件编程,主要是以AT89C51单片机为核心元件,编程控制LED七段数码管作显示的球赛计时计分系统,计时部分采用CD4511(七段BCD码译码器)进行硬件译码;计分部分采用CD4094(8位移位存储总线寄存器)作为串行口扩展显示器接口,并利用74LS21(双四输入与门)来实现比分的刷新功能。
报警部分采用蜂鸣器为音响器件。
该系统具有赛程定时设置,赛程时间暂停,及时刷新甲、乙双方的成绩以及赛后成绩暂存等功能。
且价格低廉、操作简单、携带方便,适合学校单位举办友谊比赛等赛事的计时计分辅助工具。
关键词单片机;篮球赛计时;篮球赛计分;显示Design of Timing and Scoring of Basketball Competition Based on microcontrollerAuthor: yang lu Tutor: wang danAbstractWith a wide range of SCM applications in various fields, many with a sinle chip timing for the control of the game scoring device have emerged, such as liquid crystal display LCD with MCU control the timing of scoring device, LED seven segment display with MCU timing control points and more.This design based on the basic rules of basketball, the game of basketball can achieve real-time control, total points and timing can be solved in the game of basketball. The device includes hardware design and software programming, mainly based on AT89C51 MCU as the core components, and programmed to control the LED segment digital tube for the display of the game time scoring,Part time using CD4511 (seven segment BCD decoder) for hardware decoding; scoring part is CD4094 (8-bit shift register storage bus) serial port expansion, monitor port, and use 74LS21 (Dual four-input AND gate) to achieve the score of the refresh function. Buzzer to sound the alarm part of the device used. The system is set up with the schedule from time to time, schedule time to pause, refresh in time A, B, and after the two sides achieved a temporarysuccess functions. It is inexpensive, stable performance, easy to operate and easy to carry and so on. A wide range suitable for all types of schools or small groups as time-points race.key wordsMCU; basketball time; basketball scoreboard; Show目录错误!未找到引用源。
毕业设计作品(产品)作品名称基于单片机AT89C51篮球比赛计时计分系统设计二级学院电气工程学院专业电气自动化班级电气1303学生姓名陈勇杰学号201320130074指导教师郑斌2015年11 月目录摘要 (1)第一章绪论 (2)1.1设计背景 (2)1.2设计目的 (2)1.3设计要求 (3)第二章系统硬件电路设计 (4)2.1单片机概述 (4)2.2 AT89C51性能介绍 (4)2.3振荡电路 (7)2.4 LED显示电路 (8)2.5按键控制电路 (11)第三章系统软件设计方案 (12)3.1系统总流程图 (12)3.2计时器显示流程图 (13)3.3计分器显示流程图 (15)第四章仿真与调试 (18)4.1软件简介 (18)4.2仿真结果 (19)总结 (22)致谢 (24)参考文献 (25)附录1 源程序 (26)摘要【摘要】本课题中的系统主要使用AT89C51芯片作为核心元件,结合外部的显示电路及按键控制电路,构成了一个篮球计时计分器。
整体电路主要由AT89C51芯片、按键控制、显示模块、报警模块这四个模块组成。
设计中主要使用Keil软件和Proteus软件。
Keil软件主要用来对C语言程序进行编译。
Proteus软件主要用来对硬件电路进行仿真。
整个设计可以实现计分显示、计时显示和比赛结束报警等功能。
设计结果表明,在篮球比赛中使用计时计分器可以准确的记录比分和比赛时间,也可以增加篮球比赛的观赏性。
【关键词】AT89C51,篮球,计时器,计分器第一章绪论本文介绍的是基于单片机控制的篮球计时计分器的发展和前景,论述其系统的组成框图,对各部分电路的功能及其器件进行论证,主要包括篮球计时计分器的显示电路,复位电路、振荡电路、按键控制电路的实现方案及各部分电路使用器件。
并设计软件部分的程序流程图、编写相应的程序。
最后,应用Proteus软件,实现了功能仿真。
1.1设计背景在日常生活中单片机将我们的生活变的更加智能,许多繁琐的系统如果改由单片机进行设计,便能使系统更简洁、更智能。
1 概述............................................ 错误!未定义书签。
1.1 研究背景................................... 错误!未定义书签。
1.2 基本功能及设计思绪......................... 错误!未定义书签。
2 总体方案设计.................................... 错误!未定义书签。
2.1 方案选取...................................... 错误!未定义书签。
2.2 总体设计...................................... 错误!未定义书签。
3 硬件电路设计.................................... 错误!未定义书签。
3.1 电源电路................................... 错误!未定义书签。
3.2 晶振电路................................... 错误!未定义书签。
3.3 键盘电路................................... 错误!未定义书签。
3.4 复位电路................................... 错误!未定义书签。
3.5 显示电路................................... 错误!未定义书签。
4 系统软件设计.................................... 错误!未定义书签。
4.1 主程序设计................................. 错误!未定义书签。
4.2 加分程序设计............................... 错误!未定义书签。
4.3 互换程序设计............................... 错误!未定义书签。
2009届毕业设计(论文)题目:基于单片机的篮球赛计时计分器学院、系:电子技术系专业:电子科学与技术学生姓名:肖植班级:电科07521学号: 043指导老师 : 张京摘要本设计是篮球计时计分器,主要在篮球比赛中用于记录整个赛程的比赛时间和显示甲、乙两队在比赛过程中的比分情况。
该计时计分器有部分组成:一部分用来实现计时功能,其基本原理和定时闹相似;另一部分用来实现计分功能,其基本原理和计数器相似,只不过所要记录和显示的对象是按键按下的次数,每按下一次计数值加一。
该设计能够实现计时和计分功能,采用共阴极数码管进行动态显示,加分的部分用按键来完成,每按一次发送一个计数脉冲,计数值加一。
关键词:计时计分动态显示AbstractThis design is time basketball scoring device, mainly for recording in the basketball game of playing time throughout the race and display A and B teams score during the game situation.This time scoring machine has parts: used to achieve the timing function, the basic principles and similar time downtown; another part of the scoring functions used to implement the basic principles and counter similar to, but want to record and display the objects are keyPress the number of times, each time you press the count plus one.The design can achieve timing and scoring functions, the use of dynamic common cathode LED display, plus some to complete with buttons, each time sending a pulse count, the count plus one.Key Words:to keep time to keep score dynamic to show目录中文摘要 (I)英文摘要 (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1发展背景. (1)1.2系统功能 (10)1.3课题运用的知识点 (10)1.4课题组成 (10)第二章课论基础 (9)2.1 单片机概述··········································································································2.1.1 AT89C51性能介绍 ··························································································2.2七段数码管的基本介绍·····················································································2.2.1简介 ····················································································································2.2.2硬件译码·············································································································2.2.3软件译码·············································································································2.2.4显示方法·············································································································第三章系统原理的设计 ······················································································3.1课题的技术和量化要求·······························································································3.2系统的组成框图··········································································································第四章硬件部分的设计···························································································4.1 单片机接口电路··········································································································4.2 数码显示电路··········································································································第五章软件部分设计···································································································5.1 按键模块············································································································5.1.1 简介············································································································5.1.2 键盘处理的流程图····················································································5.1.3 源代码········································································································ 5.2 显示模块········································································································5.2.1 简介············································································································5.2.2 显示的流程图····························································································5.2.3 源代码········································································································5.3 成绩调整模块 ································································································5.3.1 简介············································································································5.3.2 成绩调整流程图························································································5.3.3 源代码········································································································ 5.4 延时模块 ·······································································································5.4.1 简介············································································································5.4.2 延时的流程图····························································································5.4.3 源代码········································································································课题设计总结···········································································································附录一原理图····················附录二源程序设计··················参考文献·······················致谢······································································································································第一章绪论1.1发展背景体育比赛计时记分系统是对体育比赛过程中所产生的时间、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。
分类号编号华北水利水电学院North China University of Water Resources and Electric Power 毕业设计题目:基于51单片机的球赛计时计分器院系信息工程学院专业电子信息工程姓名学号200711719指导教师2011 年 5 月23日华北水利水电学院毕业设计任务书设计题目:基于51单片机的球赛计时计分器专业:电子信息工程班级学号:200711719姓名:指导教师:设计期限:2011年3月7 日开始2011年5月25日结束信息工程学院2011年3月一、毕业设计的目的1、围绕课程设计的内容,培养学生查询相关资料以及文献检索的能力,培养学生对新知识新技术的独立的学习能力和应用能力;2、培养学生对以往所学知识的综合运用能力;在理解课堂所讲知识的基础上,提高学生的自学能力;3、培养学生了解并逐步熟悉科学研究的整个过程,养成良好的科学态度以及实事求是、严谨塌实的工作作风;培养学生独立分析问题和解决问题的科学研究的能力;4、通过本课程设计,培养学生在单片机应用系统的软、硬件相结合方面的综合能力,既要培养学生在软件编程方面的能力,同时还要培养学生在硬件方面的实践能力以及综合调试等能力。
二、主要设计内容及基本要求1、能记录整个赛程的比赛时间,并能修改比赛时间、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。
5、共接入10个八段LED显示器,其中6个用于记录甲、乙两队的分数,每队3个LED显示器显示分数范围可达到0—999分;4个LED显示器则用来记录赛程的时间,其中2个用于显示分钟;2个用于显示秒钟。
赛程计时采用倒计时方式,计时范围可达到0—99分钟。
6、为了配合计时器和计分器校正、调整时间和比分,在设计中设立了7个按键。
其中4个用于输入甲、乙两队的分数;另外3个则用于完成设置、调整、启动和暂停赛程时间等功能。
摘要本设计是要完成篮球比赛计时计分系统,实现两队双方比分、时间的显示,以及对比分、时间的调整的功能。
整个篮球比赛计时计分设计系统由硬件和软件组成。
其中硬件主要由最小系统、显示部分电路和按键部分电路三个部分组成。
其中最小系统主要由单片机和相关的外围电路组成,用来作为整个设计的核心,选用单片机STC89C52RC,配合其中烧制的程序达到相应的控制功能。
显示部分电路主要LCD1602显示器与其相关电路组成。
用来显示两队双方的分数、系列赛局之比,以及小节时间和24秒进攻时间。
按键部分电路由独立式按键组成,共13个按键,用来控制不同的功能,双方比分和局数的加减和时间的调整,以及对整个设计的启动、暂停和复位。
软件部分主要由主程序、显示子程序和键盘模块子程序组成。
本设计的硬件电路设计采用Altium Designer软件,绘制原理图,封装后,形成PCB图,后利用Keil软件来进行编译,将生成的HEX文件装入芯片中,采用Proteus 软件仿真,检验功能是否正常。
进行硬件实物调试,最终通过调试,基本完成预期功能,达到目标。
关键词: STC89C52RC LCD1602显示器计时计分器ABSTRACTThis design is to complete the system of basketball game timing and scoring, the two tea ms score, time display, and contrast, function.Time adjustment of the whole time basketball scoring system design consists of hardwar e and software. The hardware mainly consists of the minimum system, showing the three part circuit and the key part of the circuit. The minimum system consists of microcontroller and rel ated peripheral circuit, is used as the core of the whole design, single chip STC89C52RC, wit h the firing of the program to the corresponding control function. The display part mainly rela ted circuit LCD1602 display circuit. To display the two sides series game scores, the ratio of s ection and time and 24 seconds. The key part circuit is composed of independent keys, a total of 13 buttons used to control different functions, both the score and the number of board plus Reduction and time adjustment, and the start of the entire design, pause and reset. The softwar e part includes the main program, keyboard module and display subroutine subprogram. The hardware circuit design of the design using Altium Designer software, drawing principle diagr am, package, PCB map, after the use of Keil software to compile HEX the file is loaded into t he chip, using the Proteus software, check whether the normal function. The hardware debugg ing, finally through debugging, the basic completion of the intended function, achieve the goa l.Keyword: STC89C52 LCD1602 display Timing and scoring device目录第一章绪论 (1)1.1课题来源及意义 (1)1.2国内外发展现状 (1)1.3课题的研究目标及研究思路 (2)第二章系统方案设计 (3)2.1系统设计方案 (3)2.1.1设计任务分析 (3)2.1.2系统总体设计方案 (3)2.1.3显示方案的选择 (3)2.2系统基本功能介绍 (5)2.3篮球比赛计时计分过程 (6)第三章系统硬件设计 (7)3.1最小系统 (7)3.2显示部分硬件设计 (10)3.3报警器 (12)3.4按键开关 (12)3.5系统总体电路设计 (13)3.6器件的选择与价格 (14)3.7PCB图 (14)第四章软件编程设计 (16)4.1主程序设计 (16)4.1.1液晶显示部分设计 (18)4.1.2键盘模块部分设计 (18)4.2软件开发平台 (20)第五章调试 (21)5.1软件调试 (21)5.2实验调试 (23)5.2.1实验方案 (23)5.2.2 调试流程 (23)5.3结果及结论 (25)结论 (26)谢辞 (27)参考文献 (28)附录 (29)第一章绪论1.1课题来源及意义体育比赛计时计分器是对体育比赛过程中所产生的时间、比分等数据进行快速采集记录、加工处理、传递利用的工具。
毕业设计论文基于51单片机的篮球比赛计分器设计系别: 机电工程系专业名称: 自动化学号: 26100102059学生姓名: 黎俊杰指导教师: 卢满怀指导单位: 机电工程系完成时间: 2010年5月5日电子科技大学中山学院毕业设计(论文)任务书电子科技大学中山学院毕业设计(论文)成绩评定表基于51单片机的篮球比赛计分器设计概要本系统是采用单片机AT89C51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2个7段共阳LED显示器,用于记录该队的分数,2个LED显示器显示范围可达到0~99分,基本满足赛程需要。
当比赛队得1分时,按下S1键加1分,得2分时按S2键加2分,得3分时按下S3键加3分。
如分数计错需减分时,每按一次S4键减1分。
采用单片机控制是这个系统按键操作使用简洁,LED显示,安装方便。
解决了篮球比赛计分器的安装问题,节约了线材,适合在各种规模的体育场馆使用,完全可以代替传统的用钟表进行计时的方法,当然稍加改动也可以用于其他球类比赛,是体育器材向智能化发展的一个实例。
关键词:AT89C51 LED显示定时/计数器Based on the basketball game JiFenQi 51 SCM designAlmost toThis system is used for the design of single-chip AT89C51 core components. Use a total of seven sections Yang LED display device. In the design of the CPC access for 7 total Yang LED display, to record the team score, 2 LED display range of 0-99 points can be achieved, basically meeting schedule needs. When the team have 1 points, press the button and S1, according to two points with 2 points, S2 keys to 3 points press S3 button and three points. If plan to reduce the wrong scores points, each time you press the button minus 1. S4 'Using single-chip microcomputer control system is the key operation, the LED display concise and easy installation. To solve the problem of the basketball game JiFenQi installation, saving a wire, suitable for all kinds of sports venues, can completely replace the traditional method of using clock time, of course, revising can also be used to other ball games, sports equipment to the development of intelligence is an example of.Keywords: AT89C51 LED display time/counters目录引言 (1)1 设计意义与要求 (7)1.1 设计意义 (7)1.2 设计要求 (7)2系统总体方案及硬件设计 (10)2.1 AT89C51简介 (10)2.2 数码管显示原理 (10)2.3 系统总体方案 (11)3 编程设计 (12)3.1 定时/计数器 (12)3.2 程序流程图 (13)3.3 程序分析 (15)4 Proteus软件仿真 (16)4.1 Proteus仿真软件简介 (16)4.2 仿真过程 (16)5 调试分析............................................................................. 错误!未定义书签。
毕业设计(论文)本次设计用由AT89C51编程控制LCD作显示的球赛计时计分系统。
该系统具有赛程时间暂停,及时刷新甲、乙双方的成绩等功能。
它具有价格低廉,性能稳定,操作方便并且易于携带等特点。
广泛适合各类学校或者小型团体作为赛程计时计分。
篮球比赛计时计分器是为了解决篮球比赛时计分与计时准确的问题。
此装置利用单片机AT89C51完成了计时和计分的功能。
本文详细地介绍了系统硬件与软件的设计过程,采用该装置可根据实际情况进行比分修改和时间的准确显示,具有低功耗,可靠性,安全性以及低成本等特点。
二、本课题的基本内容、重点和难点,工作进度安排等。
1)基本内容本设计是基于AT89C51单片机的篮球计时计分器,利用7段共阴LED作为显示器件。
在此设计中共接入了1个四位一体7段共阴LED显示器,2个两位一体7段共阴LED显示器,前者用来记录赛程时间,其中2位用于显示分钟,2位用于显示秒钟,后者用于记录甲乙队的分数,每队2个LED显示器显示范围可达到0~99分。
赛程计时采用倒计时方式,比赛开始时启动计时,直至计时到零为止。
其次,为了配合计时器和计分器校正调整时间和比分,我们特定在本设计中设立了7个按键,用于设置,调整时间,启动,调整分数和暂停等功能。
采用单片机控制是这个系统按键操作使用简洁,LED显示,安装方便。
2)重点和难点(1)按键加减能够在数码管上同步显示,没有延时(2)消除按键抖动2014届毕业设计(论文)资料第二部分设计说明书目录摘要 (1)绪论 (2)第一章单片机A T89C51的简介 (3)第二章设计方案 (6)2.1本设计的基本功能介绍 (6)2.2系统框图 ...................................................................................................62.3 系统硬件组成电路 62.3.1显示器及接口 (6)2.3.2单片机(AT89C51) (8)2.3.2按键电路 (8)2.3.3复位电路 (8)2.3.4时钟电路 (8)第三章硬件电路设计 (9)3.1 最小系统设计 (9)3.1.1晶振电路(时钟电路) (10)3.1.2复位电路 (10)3.2 EA/VPP(31 脚)的功能和接法 (11)3.3 P0 口外接上拉电阻 (12)3.5按键电路 (13)第四章软件设计 (15)4.2按键流程图 (16)4.2.1按键切换 (16)4.2.2按键加减 (17)4.3中断流程图 (18)4.4软件调试 (19)总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)附录1 原理图 (23)附录2 程序 (24)摘要本设计是基于AT89C51单片机的篮球计时计分器,利用7段共阴LED作为显示器件。
目录摘要: (3)ABSTACT (3)第一章绪论 (5)1.1设计意义 (5)1.2系统的基本要求及本人所做工作 (5)第二章方案选择及设计思想 (6)2.1系统显示模块 (6)2.1.1 1602接口说明 (6)2.1.2 1602A的部分使用说明 (7)2.2单片机设计模块 (8)2.3键盘模块 (10)第三章硬件设计 (10)3.1原理框图 (10)3.2工作原理 (11)3.2.1 LCD显示器LCD1602 (11)3.2.2时钟电路 (11)3.2.3复位电路 (12)3.2.4按键电路 (12)3.3元件清单 (13)3.4电路图 (13)第四章软件设计流程及描述 (14)4.1系统模块层次结构图 (14)4.2程序流程图 (14)4.3初始化程序 (16)4.3.1 T0,T1的初始化 (16)4.3.2 LCD初始化 (16)4.4LCD内部程序 (16)4.4.1读忙判断程序 (16)4.4.2 写函数 (17)4.5按键扫描 (18)第五章测试 (19)5.1测试工具 (19)5.2测试结果 (19)5.3仿真图 (19)第六章总结 (20)参考文献 (20)附录 (20)致谢............................................. 错误!未定义书签。
篮球计时计分器设计摘要:此次设计隶属于计算机控制技术弱电课程设计,主要通过基于单片机AT89S51芯片作为本次核心控制元件,利用1602aLCD作为显示器件,键盘输入电路等相关的软件的有机结合以及喇叭等辅助器件,构成了一个满足基本设计要求的篮球计时计分器。
本系统可满足倒计时方式显示单节比赛剩余时间,可暂停,显示双方得分,按键输入可修改分值,如有错误可进行分值的相应修改。
整场比赛结束时有声音提示。
系统符合一般篮球计时器的工作要求。
采用液晶显示器1602aLCD,因为其微功耗、小体积、使用灵活等诸多优点在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用,而且有利于硬件实物的成功。
基于单片机的篮球比赛计分器设计毕业论文目录摘要 (I)Abstract (II)1.1 目的及意义 (1)1.1.1设计(论文)的目的 (1)1.1.2设计(论文)的意义 (1)1.2 研究现状 (2)1.3 论文的主要工作 (3)1.4 章节安排 (3)第2章设计方案 (4)2.1 设计要求 (4)2.2 设计思路 (4)2.3 系统的硬件框图 (4)第3章器件介绍 (6)3.1 AT89C51单片机 (6)3.1.1 简介 (6)3.1.2主要功能 (7)3.1.3管脚说明 (8)3.2 LCD1602显示器 (10)3.2.1 DS1602的特性 (10)3.2.2管脚功能 (11)3.3 晶振 (13)3.4 蜂鸣器 (13)3.4.1 蜂鸣器的分类 (13)3.4.2 蜂鸣器的驱动方式 (15)3.5 排阻 (16)3.6 按键 (17)3.7 三极管 (18)3.7.1 三极管的分类 (19)3.7.2 三极管的工作状态 (19)3.8 电容 (20)第4章软件设计 (22)4.1 Proteus软件 (22)4.2 Keil软件 (23)4.2.1 Keil C51单片机软件开发的整体结构 (24)4.3 Proteus仿真实验结果 (25)4.3.1 时间显示 (26)4.3.2 分数显示 (28)4.3.3 倒计时功能 (29)4.3.4 24秒报警电路 (30)4.3.5 第二小节比赛 (31)4.3.6 交换电路 (33)4.3.7 按键电路 (33)4.3.8 复位电路 (34)4.3.8 晶振电路 (36)第5章硬件设计 (37)5.1 Protel DXP 软件 (37)5.2 Protel 原理图 (38)5.2.1 原理图绘制的步骤 (38)5.3 PCB版图 (39)5.4制板 (40)5.5 焊接、调试 (41)5.6实物图 (41)结论 (45)致谢 (46)参考文献 (47)第1章绪论1.1目的及意义1.1.1设计(论文)的目的随着科学技术的发展,单片机在我们生活中越来越被广泛的使用,由于单片机的集成度高,功能强,通用性好,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优点使单片机迅速得到广泛的应用,现在已经成为各种电子产品中的关键部分。
世界上的各大电气厂家,电子产业,都把把单片机应用于产品更新,实现产品数字化,智能化的核心器件。
篮球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,综合控制器等组成[1]。
本次实验使用AT89C51编程来控制LCD显示器作为显示的球赛计时计分系统。
它具有赛程定时设置,赛程时间暂停,以及及时刷新甲、乙两队的成绩和上半场结束后成绩保留等功能。
它价格低廉,性能稳定,而且操作方便易于携带。
适合学校或小型的团体比赛作为赛程计时计分。
通过这次的实验,可以了解、熟悉并掌握有关单片机开发方面的知识,并且进一步加深对单片机的应用以及掌握单片机和外围接口的一些方法和技巧,这主要体现在以下的方面:(1) 篮球比赛计时计分系统含盖了8051系列单片机的最小应用系统,同时也在此基础上扩展了一些外围接口。
(2) 可以了解到LCD显示器的结构、工作原理和接口实例和具体连接以及编程方法。
(3) 怎样利用串行口来扩展显示接口等。
(4) 蜂鸣器的工作原理及使用方法。
1.1.2设计(论文)的意义单片机现在已经成为在工业控制领域中不可或缺的智能化控制工具,通过此次设计的篮球比赛计分器,我们可以更加清楚的了解单片机程序设计的基本指令功能、编程步骤,它的每一部分会实现什么功能,认识到它的优缺点,以便于我们日后应用它可以更加熟练,提高对单片机系统软件设计的能力。
篮球比赛是根据运动员在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统。
它是由计时器,计分器等多种电子设备组成,本次设计的篮球计时计分系统以篮球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,综合控制器等组成。
利用它部的计数器T0完成比赛的计时,通过LCD显示器来显示比分和时间。
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、赛事得分,报警等功能。
造价低廉、操作简单、携带方便,适用于小型的赛程计时计分工具。
篮球计分器的设计,它替代了人为的用秒表来计时,和计分板来计分,为竞赛提供了很好的计分系统,解决了以前的计分记时不精确,加快了比赛的节奏,使比赛更加具职业性、规则性和观赏性。
1.2 研究现状篮球以投篮为核心的对抗性体育运动,1892年1月,美国的詹姆士奈斯密斯创建了篮球这一体育项目。
因为篮球的出现,篮球计时计分器也随之发展。
起先,它并没有十分正规的计时计分器,只是用简单的时钟来记录比赛时间。
直到1932年,国际篮联的诞生,它以美国大学使用的篮球规则作为基础,规定了第一份统一的世界使用的竞赛规则,与此同时篮球计时计分器也跟着步入了电子时代,逐渐开始出现了比赛的计时钟和运用简单的电路组成的计分电路。
20世纪70年代,单片机以具有极高的性价比得到了人们的关注和重视,广泛的应用,发展及快。
篮球计数器也逐渐以单片机为核心来设计电路,使其功能更加强大,现在的篮球比赛计分器已经能够与现场成绩处理,现场的大屏幕,电视转播等多种设备相联,实现高比赛现场感,能够实时的传达给观众[2]。
1.3 论文的主要工作本次设计是以51系列单片机为核心,使用LCD显示屏来显示比赛时间和两队的比赛分数,此系除了统具有正常的比赛计时,和倒计时报警功能外,还可以随时暂停比赛时间。
根据要求,绘制原理图,编写程序,并进行程序仿真,画出PCB版图,并制作实物。
篮球比赛计分器包含了单片机的最小应用系统,在此基础上增加了一些实用性强的外围接口,需要掌握LCD显示器的结构、工作原理以及显示器的接口通信,学习利用串行口来扩展显示接口等。
在实验过程中需要解决的主要问题:(1)LCD显示器的接口与单片机的连接以及编程方法。
(2)串行口来扩展显示接口等。
(3)按键的处理和设定。
(4)蜂鸣器电路的使用。
1.4 章节安排本次试验一共分为五章。
第一章:研究此次实验的目的及意义,研究的现状以及论文的主要工作。
第二章:对此次实验进行设计,写设计方案,画硬件系统框图。
第三章:对本次实验所需要的器件进行介绍。
第四章:进行实验的软件设计,编写程序,进行Proteus仿真。
第五章:进行硬件设计,绘制PCB版图,焊板,调试。
第2章设计方案2.1 设计要求基于51单片机的篮球计时计分器,不仅在时间上具有修改时间以及暂停时间的功能,而且还具有10秒倒计时功能,蜂鸣器发声,在计时停止时,蜂鸣器停止发声,显示器上显示第二节比赛。
在比分上,可以对两队的比分进行分数的加减,能够修改两队的比分,在第二小节开始时计时器重新开始计时。
2.2 设计思路篮球计时计数器的核心是51单片机,本次设计采用的是AT89C51单片机,它具有四个输入/输出接口,其中P0和P3端口作为按键程序的设定端口,P3.3按键用来启动比赛时间,P3.4用来暂停比赛时间,P3.1和P3.2用来修改比赛的时间,P1.3按键用来计算客队的分数,当客队得分时进行累加,P1.6按键用来计算主队的分数,当主队得分时进行累加,P1.4按键用来更改客队的分数,P1.7按键用来更改主队的分数,P1.2用来接蜂鸣器做倒计时功能,P0端口作为LCD显示器的接口。
2.3 系统的硬件框图图2-1为系统的整体框图。
图2-1 系统的硬件框图图中以AT89C51单片机为核心,包括计时电路、显示电路、按键电路、报警等电路模块,实现计时功能、显示功能以及报警功能等。
其中显示电路采用LCD液晶显示器来显示,显示分数围可达到0—999;报警电路采用蜂鸣器发声来进行提醒;晶振电路采用12MHZ的石英晶体来组成时钟震荡电路;按键电路采用四角按键来进行客、主两队的时间和分数的设置、启动和暂停等。
第3章器件介绍3.1 AT89C51单片机3.1.1 简介AT89C51是一个CMOS 8位具有高性能、低电压的单片机,片含随机存取数据存储器和Flash只读存储器。
Flash只读存储器是可以反复擦写的。
它是使用 ATMEL公司的非易失性和高密度存储的开发方式生产的,并且兼容MCS-51的指令,具有的微型计算机部的强大功能,是一款性价比很高的单片机[3]。
AT89C51微处理器,使用工业生产标准的C51核,在引脚排布及其部功能上与8XC52的这一系列相同,它的功能包括初始化数据RAM、IC 部存储器及外部接口部件等,与主板CPU通信,进行红外遥控信号的解码与接收。
主要引脚脚有:VCC和VSS分别接正负端的5V电源,RST为复位端,外接电容和电阻构成复位电路,P0~P3是编程常用的输入输出口,XTAL1和XTAL2为晶体振荡器I/O端口,外接6MHZ或12MHz 晶体震荡频率[4],引脚图如图3-1所示。
图3-1单片机引脚图外部引脚状态表如图3-1所示。
3.1.2主要功能AT89C51的主要功能如下所示:(1)8k的 Flash Rom可反复擦写;(2)具有MCS51系统指令的功能;(3)32个双向输入/输出口;(4)具有3个可编程计时/定数器中断的功能;(5)时钟震荡频率为0-24MHz;(6)8个中断源,其中2个为外部中断源;(7)2个串行的中断;(8)低功耗掉电和空闲模式;(9)3个加密端口,2个读写中断口位;(10)有TQFP、PDIP、PLCC、PQFP及封装形式,用来供用不同产品的需求;(11)具有一个看门狗定时器;(12)含有26个特殊功能寄存器。
3.1.3管脚说明GND:接地。
VCC:电压端口。
P0口:它是一组8 位的双向I/O 口,也可作数据/地址总线复用口。
当作为输出口使用时,每位能吸收8 个TTL电路的电流方式驱动,当端口P0 写作“1”时,可作为输入高阻抗端使用。
在访问程序存储器或数据存储器时,这组口用作数据总线和分时转换地址线复用。
在程序校验时,P0端口输出指令,校验时,要在电路外接上上拉电阻。
在Flash 编程时,接收指令。
P1口:P1 部本身含有上拉电阻的8 位双向输入/输出口,因为部含有上拉电阻,所以当某个端口被外部信号制成低电平时会输出一个电流。
同时P1.1 和P1.0 还可以分别用作计数/定时2 的外部计数输入,如表3-2所示。
Flash 程序校验和编程期间,P1 端可以接收低8 位的地址。
P2口:P2口是一个部含有上拉电阻的双向I/O口,当P2口被写“1”时,部上拉电阻被拉高,并且用作输入。
作为输入时,P2口的引脚将被外部拉低,输出电流。
这是因为部进行上拉的缘故。
P2口当用作外部数据存储器或外部程序存储器的16位地址进行存取时,地址的高八位输出。