.z.-----總結資料編號：設計說明書題目：籃球計分牌學院：**電子科技大學職業技術學院專業：電子信息工程技術學生**：學號：指導教師：職稱：講師題目類型：理論研究實驗研究√工程設計工程技術研究軟件開發2014年12月日-.z.摘要伴隨著信息傳播技術的開展，NBA在年輕人中越來越流行。在我們校園的每一個角落都能發現籃球比賽的身影。籃球賽計分器是為了解決籃球比賽時計分與計時準確的問題。此裝置利用單片機AT89C51完成了計時和計分的功能。本文詳細地介紹了系統硬件與軟件的設計過程，設計由AT89C51編程控制四位數碼管作顯示的球賽計時計分系統。該系統具有賽程定時設置，賽程時間暫停,及時刷新甲、乙雙方的成績等功能。它具有價格低廉，性能穩定，操作方便并且易于攜帶等特點。廣泛適合各類學校或者小型團體作為賽程計時計分。關鍵詞:AT89C51；籃球賽計分牌；四位數碼管；動態顯示；-.z.目錄引言11系統概述21.1選題背景21.2設計要求22設計原理22.1硬件局部22.2軟件局部23硬件電路設計與分析33.1硬件框架圖33.2單片機最小系統33.2.1STC89C52芯片介紹33.2.2時鐘電路43.2.3復位電路53.3四位數碼管53.3.1數碼管的介紹53.3.2四位數碼管共陽和共陰的區分6數碼管的驅動方式73.474HC573芯片介紹74軟件設計與分析84.1程序主流程圖：84.2初始化定時器程序94.3四位共陰數碼管的動態顯示程序95系統調試105.1硬件調試105.1.1最小系統調試105.1.2四位數碼管調試105.2軟件調試105.3脫機運行調試116總結12辭13參考文獻14附錄1：籃球計分牌原理圖15附錄2：籃球計分牌PCB圖16附錄3：籃球計分牌仿真圖17附錄4：程序18-.z.引言隨著社會的開展、科技的進步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的電子產品開場進入人們的生活。同時伴隨著信息傳播技術的開展，NBA在年輕人中越來越流行。在我們校園的每一個角落都能發現籃球比賽的身影，由于體育競賽的不可重復性，決定了籃球計分牌是一個實用性很強、可靠性要求極高的以計算機技術為核心的電子效勞系統。因此，籃球計分牌自身組成獨立的采集、分配、評判、顯示發布系統，做到所以信息的實時、準確、快捷、權威。電子計時計分設備是各類體育競賽中不可缺少的電子設備，籃球計分牌設計是否合理，關系到整個體育比賽系統運行的穩定和可靠，并直接影響到整個體育比賽的順利進展。籃球計分牌可取代傳統記分員手動翻動記分牌的工作模式，比照賽的比分和時間進展快速采集記錄，加工處理。本次設計的籃球計時計分器，電路簡單，而且易懂，使操作使用者使用非常方便，本錢較低，靈敏可靠，計錄準確，連接簡單，具有非常高的實用價值。1系統概述1.1選題背景體育比賽計分系統是對體育比賽過程中所產生的比分等數據進展快速采集記錄，籃球比賽是根據運動隊在規定的比賽時間里得分多少來決定勝負的。籃球比賽中一個重要的環節就是計分工作，但人工計分耗時耗力，所以針對這種情況設計一個電路簡單，易懂、易操作的籃球比賽計分板，來及時的記錄比賽比分。1.2設計要求〔1〕使用四位數碼管其中3位數碼管顯示籃球分數；〔2〕通過4個按鍵進展AB兩隊分別加1分或減1分；〔3〕發揮局部：可以計時。2設計原理2.1硬件局部主控芯片采用AT89C52；顯示局部采用四位共陰數碼管；時鐘電路采用12MHZ的石英晶體振蕩器，將其和單片機對應的引腳正確連接，將晶振產生的時鐘信號作為定時信號；復位電路采用傳統RC復位電路。籃球計分牌分為兩個局部：開關控制、數碼管顯示。P1口接4個按鍵，分別作為給AB兩隊加減1分功能；P3口接2個按鍵，1個用于設置長按切換籃球比分顯示或秒表計時顯示，1個用于秒表的開場或暫停；P0口和P2口分別接數碼管的段選和位選。2.2軟件局部程序采用C語言進展編程，編程后利用KeiluVision4來進展編譯，再生成的HE*文件通過下載口導入芯片中。然后根據按鍵功能查看是否實現功能。3硬件電路設計與分析3.1硬件框架圖STC89C52STC89C52數碼管顯示按鍵電路時鐘電路復位電路圖13.2單片機最小系統芯片介紹STC89C52是STC公司生產的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統可編程Flash存儲器。STC89C52使用經典的MCS-51內核，但做了很多的改良使得芯片具有傳統51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash，指令代碼完全兼容傳統8051使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。工作電壓：3.3V～5.5V；工作頻率范圍：0～40MHz；用戶應用程序空間為8K字節；片上集成512字節RAM；通用I/O口〔32個〕，上電復位后為：P0/P1/P2/P3是準雙向口/弱上拉，P0作為I/O口用時，需加上拉電阻；外部中斷2個，下降沿中斷或低電平觸發電路；共2個16位定時器/計數器。即定時器T0、T1；可通過可直接使用串口下載，串口〔R*D/P3.0，T*D/P3.1〕直接下載用戶程序；具有EEPROM〔掉電儲存〕功能，內帶4K字節EEPROM存儲空間。 圖2圖23.2.2時鐘電路STC89C52內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，引腳R*D和T*D分別是此放大器的輸入端和輸出端。時鐘可以由內部方式產生或外部方式產生在R*D和T*D引腳上外接定時元件，內部振蕩器就產生自激振蕩。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯諧振回路。晶體振蕩頻率可以在1.2～12MHz之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調的作用。單片機最小系統起振電容C1、C2一般采用15~33pF，晶振一般采用12MHZ，并且電容離晶振越近越好，晶振離單片機越近越好。時鐘電路原理圖：圖33.2.3復位電路一般情況下，電容的大小是10uF，電阻的大小是10k，復位電路的原理是單片機RST引腳接收到2US以上的電平信號，只要保證電容的充放電時間大于2US，即可實現復位。在單片機系統中，系統上電啟動的時候復位一次，當按鍵按下的時候系統再次復位，如果釋放后再按下，系統還會復位。所以可以通過按鍵的斷開和閉合在運行的系統中控制其復位，當單片機系統在運行中，受到環境干擾出現程序跑飛的時候，按下復位按鈕內部的程序自動從頭開場執行。復位電路原理圖：圖43.3四位數碼管3.3.1數碼管的介紹四位數碼管是一種半導體發光器件，其根本單元是發光二極管。數碼管實際上是由七個發光管組成8字形構成的，加上小數點就是8個，引線已在內部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來表示，能顯示4個數碼管叫四位數碼管。 圖5四位數碼管的引腳圖：圖6四位數碼管共陽和共陰的區分市面上的四位一體的數碼管一般都沒有數據表，所以掌握他們管腳的分布是很重要的一個環節。共陽數碼管是指，將所有發光二極管的陽極接到一起形成公共陽極()的數碼管。共陽數碼管在應用時應將公共極接到+5V，當*一字段發光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。當*一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。共陰數碼管是指，將所有發光二極管的陰極接到一起形成公共陰極()的數碼管。共陰數碼管在應用時應將公共極接到地線GND上，當*一字段發光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮。當*一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。區別他們的方法是：假設公共端接地，其他端接電源，假設各段測試能亮，說明是共陰的，反之共陽的；假設公共端接電源，其他端分別接的，測得各端亮，則說明是共陽的，反之為共陰的。此次籃球計分牌的四位數碼管采用共陰數碼管。數碼管的驅動方式〔1〕靜態顯示：靜態顯示也稱直流驅動。靜態驅動是指每個數碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進展驅動，或者使用如BCD碼二-十進制譯碼器譯碼進展驅動。靜態驅動的優點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅動5個數碼管靜態顯示則需要5×8=40根I/O端口來驅動，但一個STC89S51單片機可用的I/O端口才32個，實際應用時必須增加譯碼驅動器進展驅動，增加了硬件電路的復雜性。 〔2〕動態顯示：數碼管動態顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態驅動是將所有數碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個數碼管的公共極增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數碼管都接收到一樣的字形碼，但終究是那個數碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制翻開，該位就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數碼管的的端，就使各個數碼管輪流受控顯示，這就是動態驅動。在輪流顯示過程中，每位數碼管的點亮時間為1～2ms，由于人的視覺暫留現象及發光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩定的顯示數據，不會有閃爍感，動態顯示的效果和靜態顯示是一樣的，卻能夠節省大量的I/O端口，而且功耗更低。3.474HC573芯片介紹此次籃球計分牌的設計利用74HC573來驅動兩個四位共陰數碼管。74HC573的八個鎖存器都是透明的D型鎖存器，當使能〔G〕為高時，Q輸出將隨數據〔D〕輸入而變。當使能為低時，輸出將鎖存在已建立的數據電平上。輸出控制不影響鎖.器的內部工作，即老數據可以保持，甚至當輸出被關閉時，新的數據也可以置入。這種電路可以驅動大電容或低阻抗負載，可以直接與系統總線接口并驅動總線，而不需要外接口。特別適用于緩沖存放器，I/O通道，雙向總線驅動器和工作存放器74HC573芯片引腳圖： 圖74軟件設計與分析本系統的編程局部工作采用Keil_C51語言完成，KeilC51是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發系統，與匯編相比，C語言在功能上、構造性、可讀性、可維護性上有明顯的優勢，因而易學易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發方案，通過一個集成開發環境〔μVision〕將這些局部組合在一起。運行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WIN*P等操作系統。如果你使用C語言編程，則Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環境、強大的軟件仿真調試工具也會令你事半功倍。4.1程序主流程圖：顯示調用段代碼開場初始化顯示調用段代碼開場初始化有鍵按下有鍵按下否判斷按鍵是判斷按鍵4.2初始化定時器程序voidinit() //初始化定時器{ TMOD=0*11; TH0=0*FE;TL0=0*36; TH1=0*FC;TL1=0*18; TR0=1; EA=1; ET0=1; ET1=1;}4.3四位共陰數碼管的動態顯示程序/*定時器0效勞程序*/voidtime0()interrupt1{ TH0=0*FE;TL0=0*36; counter++; if(counter>=time) { counter=0; select++; if(select>8)select=0; } switch(select) { case0:smg_wm=wm[0];smg_sm=sm[0];break; case1:smg_wm=wm[1];smg_sm=sm[b2];break; case2:smg_wm=wm[2];smg_sm=sm[s2];break; case3:smg_wm=wm[3];smg_sm=sm[g2];break; case4:smg_wm=wm[4];smg_sm=sm[0];break; case5:smg_wm=wm[5];smg_sm=sm[b1];break; case6:smg_wm=wm[6];smg_sm=sm[s1];break; case7:smg_wm=wm[7];smg_sm=sm[g1];break; default:break; }//動態顯示}5系統調試單片機應用系統的調試是系統開發的重要環節。當完成了單片機應用系統的硬件設計、軟件設計和硬件組裝后，便可進入應用系統調試階段。系統調試的目的是查出系統中硬件設計與軟件設計中存在的錯誤以及可能出現的不協調問題，以便修改設計，最終使系統能正確地工作。單片機應用系統的調試分為硬件調試、軟件調試和脫機運行調試三個局部。5.1硬件調試5.1.1最小系統調試〔1〕上電復位后，用萬用表測量單片機VCC和GND為5V；〔2〕上電復位后，晶振起振，晶振兩端電壓約為1.5V~2V；〔3〕上電復位后，萬用表測量9腳為低電平；〔4〕沒燒錄程序時，萬用表測量各I/O口輸出高電平，約5V；〔5〕30腳，產生頻率，萬用表測量為高電平，約5V；〔6〕31腳，接VCC，萬用表測量為高電平，約5V；四位數碼管調試將公共端接電源，其他端分別接GND，測得各端亮，說明數碼管屬于共陰數碼管，且數碼管各端LED發光管正常。5.2軟件調試程序按照流程圖編程，采用的是最保險的方法，計分模塊變量，個位變量經按鍵自加1，逢9向百位進1，百位變量逢9向千位進1，千位變量逢9則計分全部變量值零，程序瑣長但邏輯嚴密。數碼管采用動態顯示的方法，利用定時器0的工作方式1，在中斷函數中對數碼管的公共端進展位選控制。因為防止PCB連接數碼管時有很多跳線，原理圖上將數碼管個引腳的連接方式進展了修改，而程序的0~9段代碼為：{0*3f,0*06,0*5b,0*4f,0*66,0*6d,0*7d,0*07,0*7f,0*6f}；導致電路板上電時數碼管顯示亂碼；經過修改段代碼為：{0*5f,0*44,0*9d,0*d5,0*c6,0*d3,0*db,0*45,0*df,0*d7}后，測試數碼管顯示正常。5.3脫機運行調試圖8在焊完成后，程序燒錄進去，上電后四位數碼管都亮，說明P2口已開場進展位選工作，但其中一個數碼管上電默認顯示的數字0，顯示不全；查看程序仿真合理，單片機最小系統正常工作，但是顯示模塊沒有到達預期要求；用萬用表檢測數碼管的各引腳電壓，發現有兩個引腳電壓與單片機P0口段選輸出電壓不同，說明有斷線；用萬用表，黑表筆接GND，紅表筆從數碼管引腳出發，沿其與單片機對應線路，檢測到單片機I/O口，終于發現如圖8框局部線路斷路了；隨后將焊錫熔到斷電處，數碼管顯