1、本科畢業設計標題LCD1602籃球比賽計時計分器管理科學與工程學院專業電子信息工程摘要本設計項目采用AT89C51單片機為核心，設計籃球計分計時系統，單場比賽倒計時12分鐘，投籃時鐘倒計時24秒，開始/暫停和換節，單場結束報警，各隊分別加1分、加2分、加3分等多種顯示。本系統采用LCD1602液晶顯示器作為顯示屏，顯示比賽時段，12分24秒的倒計時，主客隊得分倒計時由3 * 3矩陣鍵盤控制計時器和計數器，當單個比賽結束時LED閃爍報警。本設計采用LCD1602液晶顯示器，由于其微功耗、體積小、使用靈活等諸多優點，在袖珍型儀器和低功耗應用中得到了越來越廣泛的應用，通過仿真基本實現了上述功能，操作

2、簡單，性能穩定，符合一般籃球計分的要求。關鍵詞:AT89C51矩陣鍵盤；LCD1602柜臺；計時器目錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744415 1引言1 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744416 1.1本課題選取的目的與意義1 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744417 1.2本系統的主要研究容2 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744418 2系統分析3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744419 2.1系統構

3、成3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744420 2.2 系統工作原理3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744421 3系統硬件設計4 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744422 3.1 系統硬件總體設計4 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744423 3.2 AT89C51單片機5 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744424 3.2.1 AT89C51簡介5 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744425 3.2.2主要

4、特性6 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744426 3.2.3管腳說明7 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744427 3.2.4芯片擦出9 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744428 3.2.5空閑節電模式9 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744429 3.2.6掉電模式10 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744430 3.2.7程序儲存器的加密11 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744431 3.2.8 AT89C

5、51的極限參數11 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744432 3.3 LCD1602液晶顯示模塊11 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744433 3.3.1顯示器介紹11 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744434 3.43*3矩陣鍵盤模塊15 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744435 3.5時鐘電路模塊16 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744436 3.6復位電路模塊17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744

6、437 3.7 元件清單17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744438 4系統軟件設計18 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744439 5Protues ISIS軟件仿真22 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744440 5.1 Proteus運行流程22 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744441 5.2 Proteus功能仿真22 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744442 5.3 Proteus仿真結果23 HYPERLINK l _Ref

7、Heading_Toc325744443 6結論24 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744444 參考文獻25 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744445 致26 HYPERLINK l _RefHeading_Toc325744446 附錄271導言21世紀，隨著電子信息技術的應用和迅速普及，人們對電子技術的要求越來越高。當今社會，科技日新月異，時代的腳步越來越寬。現代智能是通過應用高科技如自動化設備、計算機處理、現代通信、數字信息和現代顯示設備而建立的。目前單片機已經滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難發現哪個領域沒有單片機的痕跡。

8、導彈的導航裝置，飛機上各種儀器的控制，計算機的網絡通訊和數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛應用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安防系統，錄像機、攝像機、自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等。，都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀器、醫療器械了。因此，單片機的研究、開發和應用將造就一批計算機應用和智能控制方面的科學家和工程師。通過基于單片機設計的籃球計時記分系統，可以更加清晰、詳細地了解單片機編程的基本指令功能、編程步驟和技巧，描述AT89S51單片機的結構和原理，從而進一步了解基于單片機開發應用的相關芯片的工作原理和相關外圍電路的設計調試過程，對以后的工作

9、學習和生活有所幫助。1.1 HYPERLINK l _RefHeading_Toc177972381 本課選題的目的和意義體育計時記分系統是能夠快速采集、記錄、處理、傳輸和利用體育比賽過程中產生的時間、比分等數據信息的系統。根據不同的體育項目，競賽規則的要求也不同。體育比賽的計時記分系統包括測、分、擊、勝、分。籃球比賽是由球員在規定時間內得分的多少來決定的。因此，籃球比賽的計時記分系統是一種記分系統。籃球比賽計時記分系統是由計時器、記分器和其他電子設備組成的。同時，根據目前高水平籃球比賽的要求，完善的籃球比賽計時記分系統應能與現場成績處理、現場大屏幕、電視轉播車等各種設備相連接。，以達到比賽現

10、場的強烈感和娛樂的功能目標。由于其集成度高、功能強、通用性好，特別是其體積小、重量輕、能耗低、價格低、可靠性高、抗干擾能力強、使用方便等獨特優勢，單片機得到了迅速推廣和應用，現已成為測控應用系統中新型電子產品的首選機型和關鍵部件。世界各大電器制造商、測控技術企業、機電行業競相將單片機作為實現數字化、智能化的核心部件應用于產品更新換代。籃球計時計分器是以單片機為核心的計時計分系統，由計時器、計分器、集成控制器和24秒控制器組成。1.2本系統的主要研究能力隨著單片機在各個領域的廣泛應用，許多單片機控制的球類比賽計時記分系統應運而生，如單片機控制的液晶計時記分器、單片機控制的led七段顯示計時記分器

11、等。本發明的目的是解決籃球比賽中準確得分和計時的問題。該裝置采用AT89C51完成計時和記分功能。本文詳細介紹了系統硬件和軟件的設計過程。該裝置可以根據實際情況修改分數并準確顯示時間，具有低功耗、可靠、安全、低成本的特點。本設計采用AT89C51編程液晶顯示球類比賽計時記分系統。該系統具有日程時間倒計時、暫停、隨時間刷新甲乙雙方分數的功能。具有價格低廉、性能穩定、操作方便、易于攜帶的特點。適合各類學校或小團體進行課表評分。通過C51系列籃球定時器的設計，可以了解和熟悉單片機的開發設計過程，加深對單片機的理解和應用，掌握單片機與外設接口的一些方法和技巧，主要表現在以下幾個方面:(1)籃球比賽計時

12、記分系統包括8051系列單片機的最小應用系統，并在此基礎上擴展了一些可用性很強的外部接口。(2)可以了解液晶顯示器的結構和工作原理，與該顯示器的接口實例，以及具體的連接和編程方法。(3)如何利用串口擴展顯示接口等。2系統分析2.1系統組成主機顯示電路重接電路鍵盤電路鐘脈沖電路告警電路圖2.1系統框圖本系統的基本電路模塊有:51單片機控制模塊、時鐘電路模塊、復位電路模塊、3*3矩陣鍵盤電路模塊和LCD顯示電路模塊。2.2系統的工作原理打開proteus仿真電路圖，按下軟件底部的“開始”圖標，啟動系統，然后按下矩陣鍵盤第一行第一列的“開始”按鈕，系統開始工作。此時，LCD1602從上到下分別顯示“

13、1”、“12:00”、“24”和“A:000B:000”。當按下第一行和第二列中的“暫停”鍵時，兩個倒計時時間都暫停，然后按下“開始”鍵，倒計時繼續。第一節比賽結束，12分鐘倒計時和24秒倒計時達到0，意味著LED快速閃爍幾次。此時按下第一行第三列的“更改次數”鍵，第二節加1，可以依次進行。LCD1602下一排A隊和B隊的分數可以通過矩陣鍵盤第二排第三排的六個鍵來控制，依次為A隊加1分，A隊加2分，A隊加3分，B隊加1分，B隊加2分，B隊加3分。通過以上操作，實現了籃球計時器的基本操作。3系統硬件設計3.1系統硬件的總體設計AT89C51控制器鐘脈沖電路重接電路3*3矩陣鍵盤電路液晶顯示電路L

14、ED報警圖3.1系統總體電路圖所設計的通信系統的硬件是模塊化的，主要由以下模塊組成:AT89C51單片機最小系統，控制核心部件；B: 3 * 3矩陣鍵盤電路；C: LCD1602液晶顯示電路；D: LED發光二極管報警電路；e:復位電路；f:時鐘電路。3.2 AT89C51單片機3 . 2 . 1 at89c 51簡介MCS51是指美國英特爾公司生產的一系列單片機的總稱。這個系列的單片機包括許多品種，如8031、8051、8751、8032、8052、8752等。其中8051是最早也是最典型的產品，該系列的其他單片機都是在8051的基礎上通過加減改變功能而成的，所以人們習慣使用8051。INT

15、EL把MCS51的核心技術授權給了其他很多公司，所以很多公司都在做以8051為核心的單片機。當然功能也或多或少的有所改變，以滿足不同的需求，其中89C51是近年來國內非常流行的單片機，由美國ATMEL公司開發生產。本課題使用的芯片是AT系列的AT89C51單片機芯片。AT89C51是一種低電壓、高性能的CMOS 8位單片機，它包含一個4k字節的Flash只讀程序存儲器和一個128字節的隨機存取數據存儲器(ram)。該設備采用ATMEL的高密度非易失性存儲技術生產，兼容標準的MCS-51指令系統，配備功能強大的微型計算機的AT89C51提供了高性價比的解決方案。AT89C51有三種封裝形式:PD

16、IP、PQFP/TQFP和PLCC，以滿足不同產品的需求。它是一款低功耗、高性能的單片機，具有40個引腳和32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口。同時，它包含兩個外部中斷端口、兩個16位可編程定時器計數器和兩個全雙工串行通信端口。AT89C51可以用常規方法編程，也可以在線編程。將通用微處理器與閃存特別是可重復擦除的閃存結合起來，可以有效降低開發成本。如圖所示，圖3.2顯示了AT89C51單片機的基本結構，其基本性能介紹如下:圖3.2 at89c 51的引腳圖AT89C51本身包含40個引腳、32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口、2個外部和中間端口、2個16位可編程定時計數器和2個全雙工串行

17、通信端口。AT89C51可以用常規方法編程，也可以在線編程。將通用微處理器與閃存特別是可重復擦除的閃存結合起來，可以有效降低開發成本。主要特征AT89C51的主要特性如下表所示:兼容MCS-51指令系統可重復擦除( 1000次)的4k閃存ROM32個雙向輸入/輸出端口可編程UARL頻道兩個16位可編程定時器/計數器所有靜態操作0-24MHz1個串行中斷128 x8位內存兩個外部中斷源有6個中斷源。可以直接驅動LED三級加密位低功耗空閑和省電模式軟件設置睡眠和喚醒功能。表3.1 at89c 51主要功能描述引腳描述VCC:電源電壓。GND:禁足。P0端口:P0端口是一個8位開漏雙向I/O端口，每

18、個引腳可以吸收8TTL柵極電流。當P1端口的引腳第一次寫入1時，它被定義為高阻抗輸入。P0可用于外部程序數據存儲，可定義為數據/地址的第8位。在FIASH編程期間，端口P0用作源代碼輸入端口。檢查FIASH時，端口P0輸出源代碼。此時，端口P0的外部必須拉高。P1端口:P1端口是8位雙向I/O端口，帶上拉電阻，P1端口緩沖可以接收和輸出4TTL柵極電流。當P1引腳寫入1時，它被上半部分上拉，可以用作輸入。當P1引腳從外部拉低至低電平時，它將輸出電流，這是由于上半部分的上拉。在閃存編程和驗證期間，P1端口被接收為第八個地址。P2端口:P2端口是一個帶上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2端口緩沖器可

19、以接收和輸出四個TTL門電流。當P2端口被寫入“1”時，其引腳被上拉電阻上拉，用作輸入。因此，當它用作輸入時，P2端口的引腳被外部拉低，這將輸出電流。這要歸功于部委的拉動。P2端口當它用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器訪問時，P2端口輸出地址的高8位。給定地址“1”時，它利用器件的上拉特性。當讀寫外部8位地址數據存儲器時，P2端口輸出其特殊功能寄存器的內容。在閃存編程和驗證期間，P2端口接收高位八位字節地址信號和控制信號。P3: P3引腳是帶有部分上拉電阻的八個雙向I/O端口，可以接收和輸出四個TTL柵極電流。當P3端口被寫入“1”時，它們被拉高到高電平并用作輸入。作為輸入，由于外部

20、下拉至低電平，P3端口將輸出電流(ILL ),這是由于上拉。P3端口也可以作為AT89C51的一些特殊功能端口，如下表所示:表3-2 AT89C51特殊功能表:端口引腳第二功能P3.0RXD(串行輸入端口)P3.1TXD(串行輸出端口)P3.2/INT0(外部中斷0)P3.3/INT1(外部中斷1)P3.4T0(定時器0的外部輸入)P3.5T1(定時器1的外部輸入)P3.6/WR(外部數據存儲器寫選通脈沖)P3.7/RD(外部數據存儲器讀選通脈沖)P3同時接收一些用于閃存編程和程序驗證的控制信號。RST:重置輸入。當振蕩器復位器件時，保持RST引腳高電平兩個機器周期。ALE/PROG:訪問外部

21、存儲器時，數據鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的狀態字節。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。正常情況下，ALE端子輸出一個頻率周期恒定的正脈沖信號，頻率周期為振蕩器頻率的1/6。因此，它可以用作外部輸出脈沖或用于計時目的。但是，應該注意，當一個ALE脈沖用作外部數據存儲器時，它將被跳過。如果要禁止ALE的輸出，可以在SFR8EH地址上置0。此時，ALE僅在執行MOVX且MOVC指令為ALE時工作。此外，此引腳被稍微拉高。如果微處理器在外部執行狀態ALE禁用，則設置無效。/PSEN:外部程序存儲器的選通信號。從外部程序存儲器取數據期間，每個機器周期/PSEN激活兩次。然而，當訪問外部數

22、據存儲器時，這兩個有效/PSEN信號將不會出現。/EA/VPP:當/EA保持低電平時，無論有無程序存儲器，在此期間外部程序存儲器(0000H-FFFFH)都是可用的。注意加密模式1時，/EA鎖定部分重置；/EA端子保持高電平時，程序存儲器在此。在閃存編程期間，該引腳也用于施加12V編程電源(VPP)。XTAL1:反向振蕩放大器的輸入和時鐘工作電路的輸入。XTAL2:反向振蕩器的輸出。芯片擦除通過組合正確的控制信號并將ALE引腳保持在低電平達10ms，可以電擦除整個PEROM陣列和三個鎖定位。在芯片擦除操作中，代碼陣列全部被寫入“1 ”,并且該操作必須在任何非空存儲器字節被重復編程之前執行。此外

23、，AT89C51配有穩態邏輯，可以在低至零頻率下執行靜態邏輯，并支持兩種軟件可選的掉電模式。在空閑模式下，CPU停止工作。但是RAM，定時器，計數器，串口，中斷系統還在工作。在掉電模式下，RAM的容量被節省，振蕩器被凍結，其它芯片功能被禁止，直到下一次硬件復位。3.2.5空閑省電模式AT89C51有兩種省電模式，可以通過軟件編程。它們是空閑模式和掉電模式。這兩種方式是在專用寄存器PCON(功率控制寄存器)中控制PD (PCON.1)。和IDL(PCON.0)位。PD處于關斷模式。PD=1時，掉電模式激活，單片機進入掉電狀態，IDL處于空閑等待狀態。當IDL=1時，空閑模式被激活，單片機進入睡眠

24、狀態。如果需要同時進入兩種工作模式，即PD和IDL都為1，則先激活掉電模式。在空閑工作模式狀態下，CPU處于睡眠狀態，而芯片的所有外設都保持活動狀態，這是由軟件產生的。此時，片內RAM和所有特殊功能寄存器的內容保持不變。任何允許的中斷請求或硬件復位都可以終止空閑模式。有兩種方法可以終止空閑工作模式。首先激活任何允許中斷的事件，IDL(PCON.0)被硬件清零，立即終止空閑工作模式。程序將首先響應中斷并進入中斷服務程序。中斷服務程序執行后，緊接著是RETI(中斷返回)指令，下一個要執行的指令是使MCU進入空閑模式的指令后面的指令。其次，可以通過硬件復位來終止空閑工作模式。需要注意的是，當空閑工作

25、模式被硬件復位終止時，CPU通常從活動模式下指令的下一條指令開始繼續執行程序。為了完成部分復位操作，硬件復位脈沖應該在兩個機器周期(24個時鐘周期)內保持有效。在這種情況下，CPU被禁止訪問芯片RAM，而被允許訪問其他端口。為避免意外寫入端口，激活空閑模式的指令的下一條指令不應是對端口或外部存儲器的寫指令。掉電模式在掉電模式下，振蕩器停止工作，進入掉電模式的指令是最后執行的指令。片內RAM和特殊功能寄存器的內容在掉電模式終止前被凍結。擺脫掉電模式的唯一方法是復位硬件。復位后，所有特殊功能寄存器將被重新定義，而不會改變RAM的內容。在VCC回到正常工作電平之前，復位應該是無效的，必須保持一定時間

26、，才能重新啟動振蕩器，穩定工作。空閑和掉電模式下外部引腳的狀態如表2-3所示:表3-3外部引腳狀態表模型空閑狀態空閑狀態省電模式省電模式程序存儲器部門外部部門外部麥芽酒一個一個00/PROG一個一個00p0蛋白數據浮動的數據浮動的第一親代數據數據數據數據P2數據數據數據數據P3浮動的浮動的數據數據3.2.7程序存儲加密AT89C51可用于編程(P)或不編程(U)芯片上的三個加密位LB1、LB2、LB32。當加密位LB1被編程時，在復位期間，EA off的邏輯電平被采樣和鎖存。如果單片機上電后沒有維修過，鎖存的初始值是一個隨機數，會一直保持到真正復位。3 . 2 . 8 at89c 51的極限參

27、數表3-4極限參數列表工作溫度-55攝氏度至+125攝氏度儲存溫度-65攝氏度至+150攝氏度任何引腳對地電壓-1.0伏至+7.0伏最大工作電壓6.0VDC輸出電流15.0毫安3.3 LCD1602液晶顯示模塊展示介紹顯示器是最常用的輸出設備，種類繁多。但是在單片機系統的設計中，LED和LCD是最常用的。這兩種顯示器由于結構簡單、價格低廉、接口方便而被廣泛使用。發光二極管(led)構成顯示屏，每個點是一個或多個led，通過控制電路控制點的發光來控制二極管的發光，從而使整個大屏幕顯示圖案。最常見的LCD類型是TFT，它由光源、液晶光柵和控制芯片組成。它的光源永遠是明亮的白光。當光線通過液晶光柵(

28、液晶屏)時，通過電壓改變液晶顆粒的濾光方向，從而改變每個點的顏色和強度來顯示圖案。液晶顯示器種類繁多，按顯示方式可分為段式、線點陣式和全點陣式。段類似于數碼管，行點陣一般是英文字符，全點陣可以顯示任何信息，如漢字、圖形、圖表等。兩者的區別:(1)二極管本身發光，液晶本身不發光，但透光。(2)二極管體積大，畫質一般，適合戶外大屏幕，價格低。液晶成本高，面積不能做得很大，但畫質很好，適合顯示。(3)二極管耗電多，液晶耗電少。(4)二極管圖像刷新率低，液晶刷新率高。一般來說，二極管用于一些圖像簡單、成本控制嚴格的場合，如商場、銀行等服務部門的電子提示窗，街道、百貨公司外的廣告櫥窗；液晶一般用于電腦顯

29、示器、電視、手持設備等對畫質要求較高的場合。下面介紹LCD1602液晶顯示器的結構、工作原理和接口電路。市面上絕大多數的字符液晶都是基于HD44780液晶芯片，控制原理完全一樣，所以HD44780編寫的控制程序可以很容易的應用到市面上大多數的字符液晶上。LCD類型通常有14針線或16針線。額外的兩條線是背光電源線VCC(15針)和地線GND(16針)。其控制原理與14針LCD完全相同。本設計采用LM016L同時顯示16x02，即32個字符(16列2行)。下表定義了每個引腳的功能:插腳數名字電平功能描述一個虛存系統0V地面電源2電源電壓5.0V電源陰極三v字形物液晶顯示器偏置信號四標準英語高/低

30、h:數據線上的數據信號，L:數據線上的命令信號。五輻射武器（radiation weapon的縮寫）高/低h:讀取數據模式，L:寫入數據信號六E高/低啟用信號端子714DB0DB7高/低數據線；數據同步傳輸電纜表3-5LM016L引腳描述表HD44780配有DDRAM、CGROM和CGRAM。DDRAM是顯示數據RAM，用于存儲要顯示的字符代碼。總共有80個字節，地址和屏幕的對應關系如下:顯示位置一個2三四五六七40內存類型地址首行00H01H02H03H04H05H06H27H預備之物40小時41H42小時43H44H45小時46小時67H表DDRAM地址和屏幕之間的對應關系要在LCD160

31、2屏幕的第一行第一列顯示“A”字，只需將“A”字的代碼寫入DDRAM的00H地址。但具體的編寫要根據LCD模塊的指令格式來進行。在1602年，我們只用前16個。第二行也使用前16個地址。對應如下:00H01H02H03H04H05H06H07H08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH40小時41H42小時43H44H45小時46小時47H48小時49H4AH4BH4CH4DH4EH4FH表DDRAM地址和顯示位置之間的對應關系文本中的每個字符都用一個字節的代碼記錄。一個漢字用兩個字節的代碼來記錄。在PC上，我們只要打開文本文件，就可以在屏幕上看到相應的字符，因為字符是固化在操作系統和B

32、IOS中的。字體代表點陣屏幕上亮起和熄滅的信息數據。例如“a”01110 10001 10001 10001 11111 10001 10001 圖3-3 A 的字體上圖左邊的數據是字體數據，右邊的數據是帶“”的0和帶“”的1。在LCD模塊上，也固化了字體內存，分別是CGROM和CGRAM。HD44780有192種常用字體，存儲在CGROM(字符發生器ROM)中，還有8個用戶自定義的字符發生RAM，稱為CGRAM(字符發生器RAM)。下圖說明了CGROM和CGRAM與字符的對應關系。表3-8CG ROM中字符編碼和字體關系對照表從上圖可以看出，“A”的高位代碼是0100，左邊的低位代碼是000

33、1，合起來就是0100001，也就是41H。可以看出，它的代碼與我們PC中的字符代碼基本一致。因此，我們甚至可以在將C51字符代碼程序寫入DDRAM時直接使用P1 = a 的方法。PC編譯時，首先將“A”轉換成41H代碼。在液晶顯示電路中，AT89C51的P0口作為8位數據的輸出端，P1.5、P1.6和P1.7作為控制信號的輸出端。完整的電路如圖3.16所示。顯示器的RS、RW和E端子連接到P2。引腳的功能是RS=0輸入指令，RS=1輸入數據，RW=0向LCD寫入指令或數據，RW=1從LCD讀取信息，E作為使能信號。D0D7和P0連接到數據總線。電阻為10K的RESPACK-8 exclusi

34、ve用作上拉電阻。圖3.4 LCD1602液晶顯示器LED顯示電路如下:陽極接P2 4，陰極接地。當P2 4處于低電平時，LED不亮，但當P2 4處于高電平時，LED亮。圖3.5 LED電路3.4 3*3矩陣鍵盤模塊這個設計有9個設置按鈕，分別是開始，暫停，換次，A加1分，A加2分，A加3分，B加1分，B加2分，B加3分。這意味著開始系統倒計時，暫停倒計時，并改變部分顯示。甲隊1分，甲隊2分，甲隊3分，乙隊1分，乙隊2分，乙隊3分。按下按鈕與P1聯系。電路圖如圖3.6所示。圖3.6 3*3矩陣鍵盤輸入與門AND_3用于控制列P10、P11和P12的中斷。當這三列中的任何一列有按鍵被按下時，都會

35、產生低電平，與門的輸出為0，表示有按鍵被按下。相反，當這三列中沒有鍵被按下時，與門輸入全1，輸出1，表示沒有鍵被按下。電路圖如圖3.7所示。圖3.7 3-輸入與門AND_33.5時鐘電路模塊電路在單片機系統中起著非常重要的作用，是保證系統正常運行的基礎。在單片機系統中，時鐘是保證系統正常運行的參考振蕩定時信號。圖3.8所示為晶振電路，主要由晶振和外圍電路組成。晶振的頻率決定了單片機的速度。我們這里用12MHZ，有兩個33P電容。接地用于減少諧波對電路穩定性的影響。圖3.8時鐘電路3.6復位電路模塊單片機系統的復位電路采用上電按鈕復位電路形式，電阻為220歐姆，電容為22。電路連接方式如圖3.9

36、所示。當單片機的復位引腳RESET為高電平超過2個機器周期時，單片機將執行復位操作。圖3.9復位電路3.7組件列表AT89C511單片機液晶顯示器LM016L1排除RESPACK-81按下鍵9和and門和_31黃色發光二極管1電阻10K1晶體振蕩器為11.0592米1電容器33pf2電容10uf14系統軟件設計籃球得分計時器實際上是一個計數器。本課程的設計是利用單片機中的定時器/計數器實現其計時功能，利用按鍵實現其記分功能。51單片機中有兩個16位定時器/計數器t0和T1，分別由TH0、TL0、TH1和TL1組成。都是8位寄存器，占特殊功能寄存器中的地址8AH-8DH。它們用于存儲計時或計數的

37、初始值。此外，該部還有一個8位模式寄存器TMOD和一個8位控制寄存器TCON，用于選擇和控制定時器/計數器的操作。格式如下表所示:表4.1模式寄存器TMOD大門C/TM1M0大門C/TM1M0門控開關計數/計時方式選擇門控開關計數/計時方式選擇表4.2控制寄存器TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0T1請求出席或缺席T1工作開始/停止請求出席或缺席T0工作開始/停止1 INT1請求出席或缺席INT1模式下沿0 INT0請求出席或缺席INT0模式下沿籃球比賽記分器采用單片機的計數器工作，計數器的脈沖電平加一，直至為零。作為可編程器件，MCU中定時器/計數器的初始化編程步驟如下:

38、根據計時要求或計數要求計算計數器的初始值:將工作模式控制字寫入TMOD寄存器；將初始計數值寫入THX和TLX寄存器；啟動計時器/計數器，即設置TRX。如果工作在中斷模式，需要設置EA(中斷主開關)和ETX(允許定時器/計數器中斷)，并編寫中斷服務程序。本課程設計程序是用C語言編寫的。因為設計的功能比較簡單，所以程序中只用了一個主程序來實現其功能。這款單片機的按鍵為矩陣形式，3*3行列矩陣，共有9個按鍵，可以完成各種控制功能。鍵盤控制過程如下:開始有按鈕？獲取鍵值顯示鍵值關鍵處理返回Y普通系統的初始化程序包括定時器t0、T1初始化、LCD初始化和全局變量初始化。初始化步驟如下:開始定時器T0和T

39、1被初始化。LCD初始化全局變量初始化返回當系統啟動時，應首先初始化定時器T0、T1和LCD。T0控制每條12分24秒的倒計時時間，T1控制延時掃描的按鍵。連接按鍵P1端口，讀取P1端口的數據，判斷是否有按鍵，如果沒有按鍵，繼續返回讀取P1端口的數據。如果一個鍵被按下，判斷哪個鍵被按下。每個鍵的作用是:開始、暫停、次數加一；甲隊加1分，甲隊加2分，甲隊加3分；乙隊加一分，乙隊加兩分，乙隊加三分。等待按鈕被釋放，通過端口P0和P2在LCD上輸出時間、分數和次數。在每個12分鐘和24秒倒計時結束時，LED會閃爍并發出警報。總流程圖如下圖4.1所示。定時器T0、T1、LCD初始化顯示當前時間閱讀P1

40、港的價值。有按鍵嗎？按了哪個鍵？Y開始中止吉杰一個加號a+2阿甲三b加一b加2b+3同等按鍵釋放通過端口P0和P2輸出和顯示時間、分數和次數。普通開始圖4.1一般程序流程圖5 Protues ISIS軟件模擬5.1 Proteus操作流程Proteus ISIS的工作界面是標準的Windows界面，如圖。包括標題欄、主菜單、標準工具欄、繪圖工具欄、狀態欄、對象選擇按鈕、預覽對象方向控制按鈕、模擬過程控制按鈕、預覽窗口、對象選擇器窗口和圖形編輯窗口。運行Proteus程序后，進入軟件主界面。通過左側工具欄中的P(從庫中選擇元件)命令，在Pick Devices的左側窗口中選擇所需元件的關鍵字，然

41、后放置元件，調整其方向和位置以匹配參數設置，最后連接。圖5.1 Proteus ISIS的工作界面5.2保護功能模擬Proteus仿真時，單片機需要加載程序，加載程序是。十六進制文件。本設計采用Keil Vision2，新建Keil項目時選用AT89C52單片機作為CPU，導入C語言源程序。在“目標選項”對話框中，選擇“輸出”選項中的“創建十六進制文件”。編譯后可以生成十六進制文件。在Proteus ISIS中選擇AT89C51點擊鼠標左鍵設置AT89C51，設置MCU的時鐘頻率為12MHz，加載。十六進制文件根據正確的文件路徑。設置好MCU后，就可以開始模擬了。在仿真過程中，如果有硬件問題可

42、以直接在Proteus ISIS中修改，如果有軟件問題可以直接在Keil Vision2中修改，通過Keil和Proteus的聯合調試，可以得到一個滿意的結果。最后可以加載hex文件進行仿真，全速運行或者單步調試。單擊播放按鈕進入模擬狀態。模擬按鈕如圖5-2所示，其中按鈕1是開始運行，按鈕2是步進，按鈕3是暫停，按鈕4是停止。圖5.2模擬按鈕點擊運行按鈕開始Proteus ISIS模擬。5.3 Proteus仿真結果圖5.3模擬結果6結論在本次畢業設計中，通過基于典型單片機AT89C51的設計與應用，我對單片機的工作原理和功能有了宏觀的了解，對單片機匯編程序的應用有了新的進一步的認識。在這個設

43、計的過程中，我發現了很多問題，給我的感覺是設計一個看似簡單的電路很難，也很不方便。手工設計非常困難，主要是因為我們不經常手工設計電路。另外，單片機系統的知識好像是無法理解的，很多知識當時是懂的，但是現在想用的時候就不記得了，導致我要花很多時間去查各種資料和程序命令，所以整個流程安排的不合理。由于設計方案沒有安排好，設計時間極其倉促，尤其是在硬件調試的過程中，存在很大的問題。另外，查找資料也是一個很大的問題，需要我們在以后的學習中注意這一點。更重要的是，要學會把書本上學到的知識和實際電路聯系起來，這對我們以后的就業和學習有很大的促進和幫助。在用單片機設計液晶顯示器的整個過程中，從電路設計、元器件

44、選購、電路調試、程序編寫到最后的電路板制作，我都親自參與了設計和制作，讓我對理論和實踐的結合有了新的認識。參考1郭天祥。新概念51單片機C語言教程:入門，改進，開發，擴展策略。:電子行業，2009年2高衛東. 51單片機原理與實踐。航空航天大學，20113魏。單片機C語言編程實訓100例。電子行業，20114勇雄。新型單片機原理及應用。電子科技大學，20085易綱，袁。新型MCS-51單片機應用設計，20096杜陽。愛上單片機。人民郵電，20127于勇. 51單片機C語言通用模塊及集成系統設計。電子行業，20128君.一個工匠的筆記:一個單片機工作者的實踐與思考。航空航天大學，20089周杭慈

45、。單片機應用程序設計。航空航天大學，2003年10牛玉光。單片機原理及接口技術。電子工業，200811李沛。單片機系統實用教程。機械工業，200712王維卿，程國剛。KeilCx5單片機的應用與開發技術。人民郵電，200713韋嘉。單片機仿真開發軟件的應用。中國水運，200714唐德利，王翔。單片機學習機和編程器的設計與制作。電子工業，200515石喻。單片機集成仿真系統的開發。中國紡織大學學報，2011年16，易，。單片機仿真實驗平臺的設計實踐。科技咨詢指南。2007派遣值此論文完成之際，向給予我指導、關心和幫助的老師、同學、朋友和親人表示衷心的感謝。本研究和論文是在導師道平先生的親切關懷和

46、悉心指導下完成的。他認真的科學態度、嚴謹的學術精神、精益求精的工作作風、對細節問題的深入思考和解決方法深深感染和激勵了我，使我對待問題和解決問題的態度更加嚴謹。從課題的選擇到項目的最終完成，老師一直給予我悉心的指導和不懈的支持。在此，向老師致以誠摯的祝福和崇高的敬意！在此，我也要感謝新工大二班的所有同學，他們一起快樂地度過了本科生活。多虧了你們的幫助和支持，我才能夠克服一個又一個的困難和疑慮，直到這篇文章的圓滿完成。由于論文即將完成，我的心情無法平靜。從項目開始到論文順利完成，有多少可敬的老師、同學、朋友給了我無言的幫助？請接受我誠摯的祝福！最后，我要培養我含辛茹苦長大的父母，你們！附錄主程序

47、:#include#include#定義uchar無符號字符#定義uint無符號整數sbit led=p24；/每一節結束時報警extern void Initialize _ LCD()；/LCD初始化extern void Set _ LCD _ POS(uchar POS)；/將地址寫入LCDextern void Write _ LCD _ Data(uchar dat)；/將數據寫入LCD外部void Print _ 1602()；/顯示固定字符uchar t count _ T0 = 0；/定時器0的變量uchar t count _ T1 = 0；/定時器1的變量uchar Ke

48、yboardcode=0 xef，0 xdf，0 x BF ；/按鍵掃描該列char T _ 24 = 24char T _ 12 _ fen = 12char T _ 12 _ Miao = 0；uchar Jie = 1；uchar A_bifen=0，B _ bifen = 0；uchar Key _ Result = 0；/讀取從0到8的鍵值。uchar keypress down = 0；/按鍵，按下標志。uchar Flag _ LED = 0；/燈光信號uchar Flag _ finish = 0；/每個節標記的結尾Void Delay_S(uint ms)/1ms延遲烏恰爾一

49、世；當(毫秒)for(I = 0；i 120i+)；Uchar Key_Scan() /鍵盤掃描uchar Result _ Temp = 0；uchar Lie，HangEX0 = 0；for(Lie = 0；lie 3；Lie+)P1 =鍵盤代碼Lie；結果_溫度= P1 & 0 x0f；if(Result_Temp！=0 x0f)開關(結果_溫度)case 0 x0e:Hang = 0；打破；案例0 x0d:Hang = 1；打破；案例0 x0b:Hang = 2；打破；打破；P1 = 0 x0f；EX0 = 1；返回Hang * 3+Lie；Void Process(uchar po)

50、/處理讀取的鍵值。if(Flag_finish=1)flag _ finish = 0；TR0 = 1；T _ 24 = 23T _ 12 _ fen = 11T _ 12 _苗= 58；開關(po)情況0:TR0 = 1；打破；情況三:TR0 = 0；打破；案例六:jie+；if(Jie = = 5)Jie = 1；打破；情況一:A _ bifen = A _ bifen+1；打破；情況四:A _ bifen = A _ bifen+2；打破；情況7:A _ bifen = A _ bifen+3；打破；情況二:B _ bifen = B _ bifen+1；打破；情況5:B _ bifen = B _ bifen+2；打破；情況8:B _ bifen = B _ bifen+3；打破；void main()uchar weinitialize _