篮球比赛倒计时计分器开题报告
- 格式:doc
- 大小:43.00 KB
- 文档页数:5
1.1设计的内容与要求设计一个单片机系统用于篮球比赛计时计分,满足以下功能要求:(1)能记录整个赛程的比赛时间,并能暂停。
(2)能随时刷新甲、乙两队在整个比赛过程中的比分。
(4)比赛结束时,能发出报警声。
在篮球比赛过程中需要对参赛双方的比分进行快速的采集记录和加工处理,需要一个快捷方便的计分系统。
该计分系统是一种得分类型的系统,即根据不同球队的不同得分,进行相应的处理,并且能够实时的显示出来。
又因为篮球比赛是分节进行的,所以还需要有倒计时功能的计时器,以便于观众实时了解赛况。
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,功耗低,价格便宜,可靠性高和使用方便等独特的优点,目前已经成为测量控制应用系统中的优选元器件。
篮球计时计分器就是以单片机为核心的计时计分系统,有计时器、计分器、直流电源、时钟电路、按键等组成,完全能够实现上述的功能。
1.2设计的目的及意义随着科学技术发展的日新月异,单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域,因此掌握单片机的一些基本功能就显的十分重要。
本次设计是采用AT89S52来编程控制LED七段数码管,使其能够显示篮球比赛的时间和计分,该系统具有赛程时间实时显示、时间暂停以及刷新A/B球队的成绩等功能。
通过本次设计可以了解、熟悉有关单片机的开发设计过程,并更进一步加深对单片机的了解和应用,掌握单片机与外围接口的一些方法与技巧,以及AT89S52单片机的最小应用系统的构成。
还可以了解LED数码管的结构、工作原理、编程方法以及相关的接口实例与具体连接。
通过本次设计可以很好的把课本的理论知识和实践有机的联系起来,是我们对理论知识有更深一步的掌握,为以后的学习打下坚实的基础。
2.1任务分析充分了解本设计要求,明确设计的全部功能、要求及技术指标;熟悉AT89S52单片机与控制对象的各种参数、关系和特点。
按题目要求能记录整个赛程的比赛时间,并能暂停,则需要暂停按键和7段共阴极LED数码管,其中时间显示按每节10分钟倒计时显示分和秒;能随时刷新A/B两队在整个比赛过程中的比分,加分有误时可通过按键实现减分调整,则需要有加减分按键、切换按键等。
篮球计时计分系统设计报告电信131 魏荣根电信132 李卓壮郑浩目录1.系统设计要求及设计思路2.硬件电路设计2.1主控电路2.2按键控制模块2.3显示模块2.4定时报警模块3.软件开发流程及代码分析4.实验总结引言•篮球计时计分器硬件电路设计•篮球计时计分器软件设计篮球计时计分器系统以AT89C51单片机为核心,系统显示部分包括计时显示和计分显示两部分,均采用共阳极LED动态扫描方式显示。
系统采用单片机定时器TO中断计时,计时范围宽,可进行定时设定,也可以调整小时、分钟、秒等值;计分部分调整灵活,显示范围宽,足以满足各种规糢赛程需要。
1. 系统设计要求及设计思路1.系统设计要求为实现篮球计时计分器系统的设计,本系统应该满足以下几点要求:•能设置整个赛程的比赛时间,在比赛过程中能根据需要暂停和开始计时。
•能根据比赛情况刷新比赛双方的比分。
•中场交换比赛场地时,能交换甲、乙两队比分的位置。
•比赛结束时,能发出报警声。
2.系统设计思路根据设计任务与要求,设计思路如下:系统主要功能包括记分和计时两部分,能实现两队比分的加分、减分、汁时以及其他多种显示效果;系统控制模块有:2位动态显示记分模块、4位动态显示计时模块、两队加分减分模块、按键查询模块、分秒控制模块等。
具体实现过程:釆用7段LED数码管动态显示整个赛程的比赛时间和两队的比分情况。
通过4个按键和外部中断0实现输入功能,用于赛前时间调整、比赛过程比分纪录、时间启停以及比赛结束以后的声音报警等功能。
2.硬件电路设计根据设计要求与设计思路,确定该系统的设计方案,图6-1为该系统设计方案的硬件电路设计框图。
硬件电路主要由4部分组成:主控电路、按键控制电路、显示模块和定时报警模块。
下面对其进行一一介绍。
2.1主控电路系统的主控电路即为单片机最小系统,前丨M几章已经介绍过,其电气原理图如图6-2所示, 这串.不再赘述。
2.2按键控制模块系统共涉及9个按键,采用查询方式进行键盘扫描,具体电气原理图如图所示:2.3显示模块系统采用共阳极数码管显示,前面也已作详细介绍,在此不再赘述。
24秒篮球倒计时数电实验报告法商学院《数字电路课程设计》课程设计报告专业: 应用电子技术班级: 应电11301姓名: 周灵姓名: 李雄威指导教师:沈田课程设计任务书设计题目:篮球竞赛24秒倒计时器设计任务与要求:设计一个篮球竞赛24秒倒计时电路,该电路能实现如下功能:1)24秒倒计时显示功能;2)设置外部控制开关,控制计数器的重置“24”、启动和暂停功能;3)计数器递减至0(即时间到)时,数码管显示“00”,同时发出光电报警信号。
一、电路设计原理经过对电路功能的分析,整个电路主要由控制电路、秒脉冲信号发生器、计数器、译码器和报警电路五个部分组成。
示意图如图1所示。
其中计数器和控制电路是系统的主要模块。
计数器完成24秒计时功能,而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准,但本设计对此信号要求并不是太高,故电路可采用555集成电路或由TTL与非组成的多谐振荡器构成。
主体电路:24秒倒计时。
24秒计数芯片的置数端清零端共用一个开关,比赛开始后,24秒的置数端无效,24秒的倒数计时器开始进行倒计时,逐秒倒计一之到零。
选取“00”这个状态,通过组合逻辑电路给出截断信号,让该信号与时钟脉冲在与门中将时钟截断,使计时器在计数到零时停止。
图1-1 24秒计时器系统设计框图二、单元电路分析(一)控制电路控制电路由74LS00芯片和74LS10芯片组成,实现计数器的复位、计数和保持“24”数字显示,以及报警的功能。
如图2-1-1为EWB控制电路仿真图。
图2-1-1 EWB控制电路仿真图(1)开关A:启动按钮、复位按钮开关A接地时,计数器保持“24”状态不变,处于等待状态;当开关A闭合时,计数器开始计时,当计数器递减计数到零时,控制电路产生报警信号;当开关A再次接地时,计数器立即复位到预置数值,即“24”。
信电学院课程设计说明书(2020 /2021学年第二学期)课程名称:电子技术课程设计题目:篮球30秒倒数计时器专业班级:自动化3班学生姓名:程江峰学号:100410317指导教师:马志钢设计周数:两周课设成绩:2021年7月5日目录一、课程设计摘要--------------------------------------------二、课程设计正文一、课程设计任务与要求二、方案设计(系统操纵电路框图及说明)3、元器件详细介绍4、系统原理图、印制板图及其说明五、安装、调试及性能测试与分析六、课程设计总结及心得三、课程设计总结四、附录(PCB图)五、参考文献一、课程设计摘要通过电子技术课程设计的综合训练,培育独立试探、分析问题、解决问题的能力,培育工程实践能力、创新能力和综合设计能力。
依照所学模拟电子技术、数字系统与逻辑设计的理论,对模拟电子线路、数字电子线路和模拟与数字综合电子线路进行设计、安装与调试。
按时电路是数字系统中的大体单元电路,它要紧由计数器和振荡器组成。
按时电路要紧利用分立元件,中规模集成器件555按时器。
用555按时器实现的按时电路要紧应用单稳态触发器原理,实现按时器的功能。
在实际工作中,按时器的应用处合很多,例如,篮球竞赛规那么中,队员持球时刻不能超过30秒,确实是按时电路的一种具体应用。
篮球竞赛30秒按时器电路要紧利用555按时器产生时钟脉冲,触发计数器进行从30至00倒计数,并将计数结果通过译码电路和数码管显示,当计数器减至00时,报警电路进行报警。
二、课程设计正文一、课程设计任务与要求30秒计时功能,两位数字显示,计时刻隔为1秒。
完成硬件制作实现30秒减计数,每次减计时终止后,蜂鸣器报警提示,数码管显示00;电路需设置外部开关,可使按时器直接复位,并具有启动计时、暂停/持续计时功能。
二、方案设计(系统操纵电路框图及说明)设计原理框图:30秒按时器电路的原理框图由图2.1可知,30秒按时电路要紧由秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助操纵电路五部份组成。
《数字电子技术》课程设计报告篮球竞赛24S计时器要求:一、功能要求1、具有显示24S计时功能;2、设置外部操作开关,控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能;3、计时器为24S递减计时器,其计时时间间隔为1S;4、计时器减计时到零时,发出报警信号。
二、设计要求1、根据设计要求选择合适的元器件,并掌握其使用方法;2、画出电路原理图(或仿真电路图);3、先进行电路的仿真与调试,通过后才能答辩;三、制作要求自行装配和调试,具有一定的分析和解决问题的能力。
四、设计报告的编写要求编写设计报告,附上有关资料和图纸,并谈谈自己心得和体会姓名:学号:专业:班级:成绩:评阅人:篮球竞赛24S计时器计时器在许多领域均有普遍的应用,篮球竞赛中除了有总时间倒计时外,为了加快竞赛节奏,新的规则还要求进攻方在24秒内有一次投篮动作,否则视为违例。
本课程设计“篮球竞赛24S时器的设计”,可用于篮球竞赛中,用于对球员持球时间24秒限制。
一旦球员的持球时间超过了24秒,它自动的报警从而判定此球员的违例。
一、设计要求(一)设计指标1、具有显示24S计时功能;2、设置外部操作开关,控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能;3、计时器为24S递减计时器,其计时时间间隔为1S;4、计时器减计时到零时,发出报警信号。
(二)设计要求1、画出电路原理图(或仿真电路图);2、元器件及参数选择;3、电路仿真与调试;(三)制作要求自行装配和调试,并能发现问题和解决问题。
(四)编写设计报告写出设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。
二、原理框图1、篮球24S计时器的构成十位显示个位显示译码驱动译码驱动控制电路计数器计数器秒脉冲发生器报警电路经过对电路功能的分析,整个24秒倒计时电路可由秒脉冲信号发生器、计数器、译码器、控制电路、报警电路组成。
2、信号发生器脉冲的发生由时钟信号源提供U8A74LS08DJ1Key = BV110 Hz5 V17VDD 01093、 计数器计数器由两片74LSl92同步十进制可逆计数器构成。
课程设计报告课程名称:电子技术课程设计设计题目:篮球比赛倒计时器专业:自动化班级: 1班学号:学生:时间: 2012 年 2 月 20 日~ 2 月26 日―――――――以下指导教师填写―――――分项成绩:出勤成品答辩及考核总成绩:总分成绩指导教师:前言电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节,是将理论知识与实践能力相结合的重要环节,是真正锻炼学生能力的环节。
为今后进行复杂的综合型电子系统的设计和调试打下基础。
在许多领域中计时器均得到普遍应用,诸如在体育比赛,定时报警器、游戏中的倒时器,交通信号灯等。
本课程设计“篮球比赛倒计时器的设计”,可用于篮球比赛中,用于对球员持球时间24秒限制。
一旦球员的持球时间超过了24秒,它自动的报警从而判定此球员的违例。
本设计主要能完成:电路具有24.0秒时间显示功能;系统设置外部操作开关,控制计时器的置数、启动/连续和暂停功能;计数过程中,无论处于何种状态,当按下置数键时,计数重新开始;计时器为递减计时,其计时间隔为0.1秒;当计时器递减计时到零时,显示器显示0,同时发出CP 同步闪烁报警信号等。
整个电路的设计借助于Proteus仿真软件以及数字电路相关理论知识,并在Proteus下设计和进行仿真,得到了预期的结果。
目录第1章绪论 (1)1.1课程设计意义 (1)1.2 设计任务及要求 (1)1.2.1 设计任务 (1)1.2.2 基本要求及目标 (1)第2章电路框图及工作原理 (1)2.1 设计方案 (1)2.2 电路框图 (2)第3章单元电路的设计 (2)3.1 24进制计数器的设计 (2)3.2 数码显示电路的设计 (4)3.3 0.1秒脉冲的设计 (5)3.4 报警电路的设计 (7)3.5 整机工作原理 (7)第4章电路仿真 (8)心得体会 (10)参考文献 (11)第1章绪论1.1 课程设计意义电子课程设计是学生在修完“数字电子技术基础”、“模拟电子技术基础”和“电子技术基础实验”后开设的设计课程。
篮球竞赛30s计时器设计报告名称:篮球竞赛30S计时器设计题目:篮球竞赛30s 计时器设计院系:电气工程学院班级:09电信(z)学号:0902560135 0902560136学生姓名:吉春莹纪永祥指导教师:设计周数: 3成绩:日期:2012 年 5 月8日摘要:本文设计了一个篮球竞赛30秒计时器。
它的主要功能是用两个可预制数减法计数器组成两位二—十进制减法计数器实现从30秒递减到0秒。
采用了以三十进制计数器作为核心电路。
此计数器由两片74LS192构成,一片用做十进制,另一片用做三进制,其组合起来就可构成三十进制计数器。
用8421BCD码七段显示译码器可显示从30到0的连续变化。
控制电路实现的功能有启动和暂停/连续、译码显示电路的显示、灭灯等。
控制器随计数器计数的状态而发生改变。
主要解决方案是在篮球竞赛中计时。
此电路的优点是可以自动完成计时任务,而且能在30秒结束后发警报光。
关键词:控制电路;减法计数器;秒脉冲发生器;数码管前言随着信息时代的到来,电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用,运用模电和数电知识设计的电子产品成为社会生活不可缺少的一部分,特别是在各种竞技运动中,计时器成为检验运动员成绩的一个重要工具。
电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节,是将理论知识和实践能力相统一的一个环节,是真正锻炼学生能力的一个环节。
在许多领域中计时器均得到普遍应用,诸如在体育比赛,定时报警器、游戏中的倒时器,交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做为各种药丸,药片,胶囊在指定时间提醒用药等等,由此可见计时器在现代社会是何其重要的。
在篮球比赛中,规定了球员的持球时间不能超过30秒,否则就犯规了。
本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”,可用于篮球比赛中,用于对球员持球时间30秒限制。
一旦球员的持球时间超过了30秒,它自动的报警从而判定此球员的犯规。
本设计主要能完成:显示30秒倒计时功能;系统设置外部操作开关,控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能;在直接清零时,数码管显示器灭灯;计时器为30秒递减计时其计时间隔为1秒;计时器递减计时到零时,数码显示器不灭灯,同时发出光电报警信号等。
篮球比赛计时计分器的设计与实现2010年6月摘要体育比赛中的计时计分系统是对体育比赛过程中所产生的时间、比分等数据信息进行快速采集、加工处理、传递和利用的系统。
此系统能否清晰、稳定、精确的反应体育比赛中的客观数据,直接影响到比赛的公平性和公正性。
本文针对上述情况研制了篮球赛计时计分器。
该系统以单片机为核心,利用7段共阴LED作为显示器件。
为了配合计时器和计分器校正、调整时间和比分,在本设计中设立了8个按键,分别用于记录甲、乙两队的分数;设置、调整、启动、暂停赛程时间等功能,本系统还设计了定时报警系统。
实践证明,该系统精度高、稳定性好、抗干扰性强,具有一定的应用前景和使用价值。
关键词:计时器;计分器;单片机;LED显示器AbstractSports timing subsystems of the sports that are generated in the course of time, lead to rapid collection of data and other records, processing, transmission of information systems. The system can clear, stable and accurate response in the sports of the objective data, a direct impact on the fairness of the competition and impartiality. In this paper, the above development of a basketball game-time points. The system is singlechip as the core, the use of paragraph 7 overcast as the LED display. To tie in with the timer and points for correction, to adjust the time and score, in the design of the establishment of the seven keys were used to record A, B two scores; set up, adjust, and suspend the race start time, and other functions. The system also designed the regular alarm system. Practice has proved that the system of high precision, good stability, strong anti-interference, have a certain value in use and application prospects.Key words: timer; points; singlechip; LED display目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.1.1 篮球赛计时计分器发展过程 (2)1.1.2 篮球赛计时计分器研究目的与意义 (2)1.2 课题任务及要求 (3)1.3 课题内容及安排 (3)2 篮球赛计时计分器的总体方案论证 (5)2.1篮球赛计时计分器的硬件方案论证 (5)2.2篮球赛计时计分器的软件方案论证 (6)2.3篮球赛计时计分器部分器件方案论证 (8)2.3.1 硬件译码与软件译码的比较 (8)2.3.2 AT89C52与AT89S52的比较 (9)3 篮球赛计时计分器的硬件设计 (10)3.1球赛计时计分器的工作原理 (10)3.2计时电路的设计 (10)3.2.1赛程时间设置 (11)3.3.2计时电路的工作原理 (11)3.2.3 赛程时间启/停设置 (12)3.3计分电路的设计 (12)3.3.1 计分电路的工作原理 (12)3.3.2 比分刷新控制器 (13)3.4 报警电路设计 (14)3.5 单片机的选择 (14)3.6 显示电路的设计 (17)3.7 复位电路的设计 (20)4 篮球赛计时计分器的软件设计 (21)4.1 监控程序设计 (21)4.2 计时显示子程序设计 (22)4.3 计分显示子程序设计 (24)4.4 LED显示子程序设计 (26)5 篮球赛计时计分器的整体调试 (27)5.1 调试分析 (27)5.2 故障调试及解决方式 (27)5.3 联调结果 (29)结论 (33)社会经济效益分析 (34)参考文献 (35)致谢 (37)附录Ⅰ电路原理图 (38)附录Ⅱ程序清单 (39)附录Ⅲ元器件清单 (58)1 绪论在我们生活的大千世界上,人类已进入了科学技术空前发展的信息社会。
数字电子技术课程设计篮球竞赛24秒倒计时器设计通过整理的数字电子技术课程设计篮球竞赛24秒倒计时器设计相关文档,渴望对大家有所扶植,感谢观看!XX高校数字电子技术课程设计报告题目:篮球竞赛24秒倒计时器设计课程:数字电子技术专业:电气工程及其自动化班级:学号:姓名:指导老师:完成日期:课程设计任务书学院:机电工程学院专业:电气工程及其自动化指导老师:课程名称数字电子技术设计课题篮球竞赛24秒倒计时器设计目的 1.学习篮球竞赛24秒倒计时器的设计方法 2.探讨篮球竞赛24秒倒计时器的设计方案 3.机敏应用芯片制作电子产品设计任务用集成芯片制作一个篮球竞赛24秒倒计时器设计的要求 1.能够实现24秒倒计时 2.倒计时结束后有信号灯和蜂鸣器报警 3.具有限制计时器的置数、启动与暂停功能设计的步骤 1.构思计时器的工作原理 2.画出计时器的总原理图及各分电路图 3.连接图,进行电路模拟仿真 4.编写试验设计报告工作支配 1.第一天至其次天,查阅资料,学习了解篮球24秒倒计时器的原理及图形绘制 2.第三天至第四天,画出简略草图,并找出绘制所需的原件 3.第五天,将各个元器件连接起来,用Multisim软件仿真 4.第六至七天,撰写试验报告,并批阅改进书目 1.设计总方案及原理框图·············································(1) 1.1电路设计原理框图·············································(1) 1.2电路设计方案设计·············································(1) 2.各芯片的用法与功能···············································(1) 2.1 74LS192·······················································(1) 2.2 555定时器·····················································(1)3.各部分电路设计····················································(2) 3.1信号发生部分··················································(2) 3.2倒计时部分····································· ···············(3) 3.3停止限制电路··················································(3) 3.4警报提示装置··················································(4)4.总设计(总电路图)················································(4)5.安装、调试步骤···················································(5)6.电路仿真调试·······················································(5)7.故障分析与电路改进··············································(10)8.收获与体会························································(10)9.仪器仪表明细清单·················································(11)参考文献····························································· (12) 1.电路设计总方案及原理框图 1.1电路设计原理框图说明:倒计时功能主要是利用192计数芯片来实现,同时利用反馈和置数实现进制的转换,以适合分和秒的不同须要,倒计时器到零时,通过停止限制电路使计数器停止计数并发出蜂鸣警报。
天津工业大学电子线路专题设计与制作报告书学院:电子与通信工程学院班级:通信1104姓名:杨洪磊学号: 1110920420实践题目:篮球比赛30秒倒计时器指导教师:高强目录一、设计目的---------------------------------------------------------------------1二、设计要求---------------------------------------------------------------------1三、总体方案---------------------------------------------------------------------1四、单元模块设计---------------------------------------------------------------24.1 计数器电路设计4.2 脉冲发生电路设计4.3 译码显示电路设计4.4 控制及报警电路设计五、总体电路图------------------------------------------------------------------5六、元件清单---------------------------------------------------------------------7七、PCB版图---------------------------------------------------------------------87.1原理图7.2印刷电路板八、设计心得---------------------------------------------------------------------10九、参考文献---------------------------------------------------------------------10一、设计目的1)熟悉集成电路的引脚安排。
1 篮球比赛计时计分器 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。该设计将介绍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。 1背景知识介绍 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机自20世纪70年代问世以来,以极其高的性价比受到人们的重视和关注,所以应用很广,发展很快。单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强,对环境要求不高,价格低廉,可靠性高,灵活性好,开发较为容易。例如,80C51系列单片机已有十多年的生命期,如今仍保持着上升的趋势,就充分证明了这一点。单片机以其一系列优点,近几年得到迅猛发展和大范围推广,广泛应用于工业控制系统,数据采集系统、智能化仪器仪表,及通讯设备、日常消费类产品、玩具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各层次中,如车间流水线控制、自动化系统等、智能型家用电器等。而美国ATMEL公司开发生产了新型的8位单片机——AT89系列单片机。他不但具有一般MCS-51单片机的所有特性,而且还拥有一些独特的优点,此次设计中所用到的AT89C51就是其中典型的代表。
单片机内部也用和电脑功能类似的模块,比如CPU,内存,并行总线,还有和硬盘作用相同的存储器件,用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影。
单片机是靠程序实现功能的,并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能,尤其是特殊的独特的一些功能。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列,或者60年代的CD4000系列这些纯硬件的话,电路一定是一块大PCB板。但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机,结果就会有天壤之别。只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能,高效率,以及高可靠性。 2
2 设计目的 随着单片机在各个领域的广泛应用,许多用单片机做控制的球赛计时计分系统也应运而产生,如用单片机控制LCD液晶显示器计时计分器,用单片机控制LED七段显示器计时计分器等。
本设计用由AT89C51编程控制LED七段数码管作显示的球赛计时计分系统。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。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。
通过本次基于C51系列篮球计时计分器的设计,可以了解、熟悉有关单片机开发设计的过程,并加深对单片机的理解和应用以及掌握单片机与外围接口的一些方法和技巧,这主要表现在以下一些方面:
(1) 篮球赛计时计分系统包含了8051系列单片机的最小应用系统的构成,同时在此基础上扩展了一些使用性强的外围接口。
(2) 可以了解到LED显示器的结构、工作原理以及这种显示器的接口实例与具体连接与编程方法。 (3) 怎样利用串行口来扩展显示接口等。
3功能要求 (1)能记录整个赛程的比赛时间,并能在比赛开始前设定比赛时间,在比赛过程中能暂停比赛时间。 (2)能随时刷新甲、乙两队在真个赛程中的比分,即对甲乙两队的分数进行加分和减分。 (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提示。 (5)在每次交换球权后24秒能手动赋初值,进攻超过24秒计时暂停知道按下继续开始计时。 4系统方案设计
基于单片机系统的篮球记时记分器的系统结构如图1.1 3
图1.1 篮球记时记分器的系统结构 系统硬件由以下几个部分组成: (1)单片机 AT89C51 (2)计时电路 (3)计分电路 (4)按键开关 本系统采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件。利用七段共阴LED作为显示器件。在本次设计中,共接入12个七段共阴LED显示器,其中6个用于计录甲、乙两队的分数,每队3个LED显示器分数范围可达到0—999分,足够满足赛程需要。另外6个LED显示器则用于计录赛程的时间分、秒、进攻时间,其中2个用于显示分钟,2个用于显示秒钟,两个用于显示进攻时间24秒。赛程计时采用倒计时方式。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。进攻时间可以设置的范围为0—99秒根据设计,计时范围可达0—99分钟,也完全满足赛程的需要。
其次,为了配合计时器和计分器校正、调整时间和比分,特定在本设计中设立了10个按键。其中4个用于输入甲、乙两队的分数;4个用于赛程时间的设定;另外2个则用于完成启动和暂停赛程时间和进攻时间初始化等功能。 对于显示部分,所用的LED在设时间设置完成后,比如设置赛程时间为45分钟,则在显示时间的LED显示器上显示为4500,45表示分钟,00表示秒钟。这时,如果裁判吹响开始的哨声时,则应立即按下开始按键,表示赛程开始,计时显示则由4500变成4459,4458„„一直计时直到计为0000时表示赛程结束。
AT89C51 计时显示 计分显示 CD4511 CD4094 复位 晶振 赛程时间设置键盘 赛程分数调整时间 4 进攻时间是从24开始减1计时,知道变为00停止所有计时。按键开始键对为赛程启动和暂停控制。计分的LDE在开始时甲乙两队的分数均显示000,在整个比赛过程中均能对甲乙两队的分数进行修改(进行加1或减1). 4.1显示器介绍
显示器是最常用的输出设备,其种类繁多,但在单片机系统设计中最常用的是发光二极管显示器(LED)和液晶显示器(LCD)两种。由于这两种显示器结构简单,价格便宜,接口容易实现,因而得到广泛的应用。
发光二极管LED,组成的显示屏,每个点都是一个或多个发光二极管,通过控制电路控制二极管的亮与灭来控制点的发光,从而使整个大屏幕显示图案。 液晶显示器LCD最常见的就是TFT类型的,它是由光源,液晶光栅,和控制芯片组成,他的光源是常亮的白色强光,当光线通过液晶光栅(液晶屏)的时候,通过电压改变液晶颗粒滤光方向,从而改变每个点的颜色和强度来显示图案。
液晶显示器分很多种类,按显示方式可分为段式,行点阵式和全点阵式。段式与数码管类似,行点阵式一般是英文字符,全点阵式可显示任何信息, 如汉字、图形、图表等。
两者之间的区别: (1)二极本身发光, 液晶本身不发光,只是透射光。 (2)二极管体积大,图像质量一般,适合作室外大屏幕,价格较低。液晶成本较高,面积无法做得很大,但图像质量很好,适合做显示器。
(3)二极管耗电大,液晶耗电小。 (4)二极管图像刷新率低,液晶的高 二者的档次相差比较大,一般来讲在一些图像简单,对成本控制较严格的场合,用二极管,比如商场、银行等服务部门的电子提示窗,街道、百货公司外面的广告宣传窗;而液晶一般都是作计算机显示器、电视、手持设备等对图像质量要求高的场合。
在这里就以有多个发光二极管组成的LED来完成篮球计时计分器的设计。 4.2 LED显示器显示方式
点亮LED显示器有两种方式:一是静态显示;二是动态显示。在本次设计中,采用的是静态显示。
所谓静态显示,就是每一个显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口 5
用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路,就不用管它了,直到要显示新的数据时,再发送新的字形码,因此,使用这种方法单片机中CPU的开销小。
这种电路的优点在于:在同一时间可以显示不同的字符;但缺点就是占用端口资源较多。每位LED显示器需要单独占用8根端口线,因此,在数据较多的时候,往往不采用这种设计,而是采用动态显示方式。
所谓动态显示,就是将要显示的多位LED显示器采用一个8位的段选端口,然后采用动态扫描一位一位地轮流点亮各位显示器。
在此电路中,单片机的P1口用于控制4位LED的段选码:P2口的P2.0~~P2.3用于控制4位LED位选码。
由于所有的段选码连在一起,所以同一瞬间只能显示同一种字符。但如果要显示不同字符,则要借助位选码来控制。(如果LED为共阴则P2.0~~P2.3输出为高电平,如果LED为共阳则P2.0~~P2.3输出为低电平。)
例如,现在要显示5678四个数字,则首先应该将“5”的显示代码(共阴LED显示器的显示代码为6DH,共阳LED显示器的显示代码为92H)由P1.0送出,然后P2.0~~P2.3输出相应位码(LED为共阴则P2.0~~P2.3输出1000,) LED为共阴则P2.0~~P2.3输出0111)时,则可以看到在数码管1上显示的数字为“5”。再将显示的数字“5”延时5~10ms,以造成视觉暂留效果;同时代码由P1.0送出。
用同样的方法将其余3个数字“678”送数码管2,3,4显示,于是最后则可以在4位LED显示器上看到“5678”四个数字。为了使显示效果更加稳定,可以使每个数码管显示的数字不断的重复,但其中重复频率达到了一定的程度的时候,加之人眼睛本身的视觉暂留效果的作用,便可以看到相当稳定的“5678”四个数字。
在本次设计中用到的LED是12个,如果用动态显示的方式来实现,在整个显示过程中会出现闪烁现象,一次在设计过程中,每一位LED都加一个锁存器,加以锁存显示,这样就消除了闪烁现象。