籃球記分器的設(shè)計(jì).doc

中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 學(xué) 院： 信息與通信工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 題 目： 專業(yè)綜合實(shí)踐之單片機(jī)系統(tǒng)部分： 籃球計(jì)分器設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 王偉 職稱: 副教授 2015 年 12 月28日中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2015/2016 學(xué)年第 一 學(xué)期學(xué) 院： 信息與通信工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 題 目： 專業(yè)綜合實(shí)踐之單片機(jī)系統(tǒng)部分： 籃球計(jì)分器設(shè)計(jì) 起 迄 日 期： 12 月 28 日 1 月 8 日 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 中北大學(xué) 指 導(dǎo) 教 師： 王偉 張敏娟 系 主 任： 王浩全 下達(dá)任務(wù)書日期: 2015 年 12月 28日課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書1設(shè)計(jì)目的：在學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，主要在電子儀器、微機(jī)綜合設(shè)計(jì)與實(shí)踐、單片機(jī)與A/D和D/A和光、計(jì)、電綜合應(yīng)用等幾個(gè)方面開展實(shí)踐活動，鞏固所學(xué)知識、培養(yǎng)動手能力。2設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）：1. 設(shè)計(jì)一款能夠顯示籃球比分的記分牌。2. 通過加分按鈕可以給A隊(duì)，或B隊(duì)加分。3. 設(shè)計(jì)對調(diào)功能，更換場地后，AB隊(duì)分?jǐn)?shù)互換。4增加局?jǐn)?shù)比分功能。5增加比賽時(shí)間倒計(jì)時(shí)功能。6其他功能。3設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等：1） 設(shè)計(jì)說明書符合要求；2） 相應(yīng)器件的工作原理及應(yīng)用；3） 系統(tǒng)工作原理圖；4） 參考文獻(xiàn)原文不少于3篇。 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書4主要參考文獻(xiàn)： 1 萬文略編著. 單片機(jī)原理及應(yīng)用M. 重慶：重慶大學(xué)出版社，2004. 2 孫德文編著. 微型計(jì)算機(jī)技術(shù)M. 北京：高等教育出版社，2005. 3 張建勛編著. C語言程序設(shè)計(jì)教程M. 北京：清華大學(xué)出版社，2008. 4 于海生編著. 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007. 5 唐俊翟編著. 單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京：冶金工業(yè)出版社，2003. 6 彭為編著. 單片機(jī)典型系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例精講M.北京：電子工業(yè)出版社， 2006.5設(shè)計(jì)成果形式及要求：設(shè)計(jì)說明書及相關(guān)電路圖6工作計(jì)劃及進(jìn)度：12月 28 日 12 月 31 日：查閱資料； 1 月 1 日 1 月 5 日：方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；1 月 6 日 1 月 7 日：完成課程設(shè)計(jì)說明書； 1 月 8 日：答辯。系主任審查意見： 簽字： 年 月 日目 錄1 概述12 硬件方案設(shè)計(jì)及描述13 軟件設(shè)計(jì)流程及描述44 運(yùn)行結(jié)果145 總結(jié)16參考文獻(xiàn)18附錄191 概述 1.1 設(shè)計(jì)意義目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。通過此次基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)，我們可以更清楚詳細(xì)的了解單片機(jī)程序設(shè)計(jì)的基本指令功能、編程步驟和技巧來講述單片機(jī)編程，并對AT89S51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行講述，以及基于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的相關(guān)芯片的工作原理，和相關(guān)外圍電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試過程進(jìn)一步了解，有助于今后的工作和學(xué)習(xí)生活。 本次設(shè)計(jì)用由AT89S51編程控制LCD作顯示的球賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有賽程時(shí)間暫停，及時(shí)刷新甲、乙雙方的成績等功能。它具有價(jià)格低廉，性能穩(wěn)定，操作方便并且易于攜帶等特點(diǎn)。廣泛適合各類學(xué)?；蛘咝⌒蛨F(tuán)體作為賽程計(jì)時(shí)計(jì)分。1.2 系統(tǒng)的主要功能 本系統(tǒng)有三項(xiàng)主要主要功能：1. 設(shè)計(jì)一款能夠顯示籃球比分的記分牌。2. 通過加分按鈕可以給A隊(duì)，或B隊(duì)加分。3. 設(shè)計(jì)對調(diào)功能，更換場地后，AB隊(duì)分?jǐn)?shù)互換。4增加局?jǐn)?shù)比分功能。5增加比賽時(shí)間倒計(jì)時(shí)功能。2 硬件方案設(shè)計(jì)及描述 2.1 方案選擇及設(shè)計(jì)思想通過分析之后我們覺得此次設(shè)計(jì)主要是兩大模塊，一是系統(tǒng)顯示模塊，二是單片機(jī)設(shè)計(jì)模塊，在顯示模塊的設(shè)計(jì)中，開始想到了常用的LED顯示，但是考慮的后續(xù)硬件實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性（超過10以上的LED實(shí)物連接將十分復(fù)雜），于是選取了方便但是沒有接觸過的LCD顯示，因此也導(dǎo)致了一定程度的難度，在選取單片機(jī)方面，我們選取了課堂上講授的51單片機(jī)，對于簡單的輸入和輸出控制，51機(jī)顯然最合適，51單片機(jī)是8位的，采用總線結(jié)構(gòu)，但是具有變成控制簡便，接口簡單，工作可靠，價(jià)格經(jīng)濟(jì)，能耗少，容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)小型化等特點(diǎn)。因?yàn)榛@球計(jì)分系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)比較簡單，只有按鍵控制和數(shù)碼顯示兩個(gè)部分，P0口接12個(gè)開關(guān)，分別作為比分的加一，加二，加三，減一，設(shè)置節(jié)次，暫停，交換場地的按鍵控制。P2口和P3口控制LCD的比分及時(shí)間顯示。該系統(tǒng)包括AT89S51，時(shí)鐘及復(fù)位電路，按鍵電路，及LCD顯示器。該電路控制簡單，清晰明了，用LCD液 晶顯示，避免了用LED的復(fù)雜接線，便于實(shí)體硬件電路的焊接。2.2 原理框圖 1602a LCD按鍵電路AT89S51LCD顯示器 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路圖1.1 原理圖2.3 工作原理 LCD顯示器該顯示器的RS，RW，E端與P2相連，引腳的作用分別是：RS=0輸入指令，RS=1輸入數(shù)據(jù)，RW=0向LCD寫入指令或數(shù)據(jù)，RW=1從LCD讀取信息，E是使能信號。D0D7與P3相連是數(shù)據(jù)總線。 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路在單片機(jī)系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是為保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，在一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)中，時(shí)鐘是保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)震蕩定時(shí)信號，主要有晶振和外圍電路組成，晶振頻率大小決定單片機(jī)的快慢，我們這里采用的是12MHZ，另外有2個(gè)30P的電容。 復(fù)位電路單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位電路我們采用的是上電加按鈕的復(fù)位電路形式，電阻采用220歐的阻值，采用22的電容。按鍵電路本設(shè)計(jì)共有12個(gè)設(shè)置按鍵，分別為+1，+2，+3，-1，暫停，設(shè)置節(jié)次按鍵和交換場次按鍵。2.4 電路圖3 軟件設(shè)計(jì)流程及描述 3.1 系統(tǒng)模塊層次結(jié)構(gòu)圖主函數(shù)定時(shí)器初始化函數(shù)化函數(shù)寫指令函數(shù)寫字符函數(shù)LCD初始化函數(shù)寫數(shù)據(jù)函數(shù)按鍵掃描函數(shù)延時(shí)函數(shù)顯示時(shí)間函數(shù)讀忙信號判斷函數(shù)3.2 程序流程圖開始定時(shí)器0，LCD初始化顯示當(dāng)前時(shí)間讀取P0口的值是否有按鍵按下NY哪個(gè)按鍵按下加一交換場次節(jié)次暫停減一加三加二待按鍵釋放將時(shí)間，分?jǐn)?shù)，節(jié)次經(jīng)P2，P3口輸出顯示3.3 源程序代碼#include <reg51.h>#include "intrins.h" /_nop_();延時(shí)函數(shù)用#define uchar unsigned char#define uint unsigned int #define Lcd_Port P3 /定義數(shù)據(jù)端口#define KEY_IO P0 /鍵盤接口 sbit RS = P21; /定義和LCM的連接端口sbit RW = P22;sbit E = P25;sbit Busy = P37;sbit speaker=P10;uchar data keytemp,key;uchar L=0;uchar k=0;uchar c = 0;uchar b=0;uchar j=0;uchar e=1;uchar d = 0;uchar hour =24;uchar hour1=0;uchar min = 11;uchar sec = 59; /賦初值uchar data flag=0x00;bit flag_key=0; uchar code Lcddata = "0123456789:"/uchar code Lcddata12=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xff,0xbf;/* 函數(shù)名稱 ：Timer0Init* 功能描述 ：定時(shí)器0初始化 */void Timer0Init(void) TMOD=0x11;TH0 = 0x3c;TL0 = 0xb0;TH1=-10300/256;TL1=-10300%256; /25MS定時(shí)初值（T1計(jì)時(shí)用）ET0=1;ET1=1;TR0=1;TR1=1;EA=1;/* 函數(shù)名稱 ：IsrTimer0* 功能描述 ：T0 50mS中斷程序 */void IsrTimer0(void) interrupt 1 using 1 /T0 50mS中斷程序static uchar count = 0; TH0 = 0x3c;TL0 = 0xb0;count+;if(count =20) /定時(shí)1s時(shí)間到 count = 0; sec-; if(sec = 0) /1分鐘時(shí)間到 if(min = 0) /1小時(shí)時(shí)間到 min = 0; EA=0; speaker=speaker; else sec = 59;min-; void IsrTimer1(void) interrupt 3 using 3/T1 50mS中斷程序uchar i=0,m=0,a=0;static uchar ta20ms= 0; TH1=-10300/256;TL1=-10300%256;ta20ms+;if(ta20ms= 1 ) /定時(shí)1s時(shí)間到 ta20ms=0; hour1-; if(hour1 =-1) /1分鐘時(shí)間到 hour-;hour1 =99; if(hour=0) hour=24;hour1=0; k=1; /EA=0; L=1; speaker=speaker; while(a<=2) while(m<=225)for(i=0;i<=225;i+) a+;m+; speaker=1; /* 函數(shù)名稱 ：Delay* 功能描述 ：延時(shí)子程序，延時(shí) (1MS*t) S */void Delay(uchar t)uchar a;while(t- != 0) for(a = 0; a < 125; a+);/* 函數(shù)名稱 ：Read_Busy* 功能描述 ：讀忙信號判斷 */void Read_Busy(void)uchar i=50; Lcd_Port=0xff; RS = 0; RW = 1; E = 1;while(i-)&&Busy);E=0;/* 函數(shù)名稱 ：Write_Comm* 功能描述 ：寫指令函數(shù) ok*/void Write_Comm(uchar lcdcomm) Read_Busy();RS = 0;RW = 0;E = 1;Lcd_Port=lcdcomm;E = 0;/* 函數(shù)名稱 ：Write_Char* 功能描述 ：寫字符函數(shù) ok*/void Write_Char(uint num)/寫字符函數(shù) Read_Busy();RS = 1;RW = 0;E = 1;Lcd_Port = Lcddatanum;E = 0;/* 函數(shù)名稱 ：Write_Data* 功能描述 ：寫數(shù)據(jù)函數(shù) ok*/void Write_Data(uchar lcddata) Read_Busy();RS = 1;RW = 0;E = 1;Lcd_Port = lcddata;E = 0;/* 函數(shù)名稱 ：Init_LCD* 功能描述 ：初始化LCD*/void Init_LCD(void)/Delay(400); /稍微延時(shí)，等待LCM進(jìn)入工作狀態(tài)Write_Comm(0x38); /8位2行5*8Write_Comm(0x0c); /顯示開/關(guān)，光標(biāo)開閃爍開Write_Comm(0x01); /清顯示W(wǎng)rite_Comm(0x06); /文字不動，光標(biāo)右移Write_Comm(0x02); /光標(biāo)歸位/* 函數(shù)名稱 ：Show_Time* 功能描述 ：LCD上顯示當(dāng)前時(shí)間*/void Show_Time(void)Write_Comm(0x80+0x08); /顯示首地址Write_Char( hour / 10 );/顯示小時(shí)Write_Char( hour % 10 ); Write_Char( 10 ); /顯示: Write_Char( hour1 / 10 );/顯示小時(shí)Write_Char( hour1 % 10 ); Write_Comm(0x80+0x4b);Write_Char( min / 10 ); /顯示分鐘Write_Char( min % 10 );Write_Char( 10 ); /顯示:Write_Char( sec / 10 ); /顯示秒Write_Char( sec % 10 ); Write_Comm(0x80+0x45); Write_Char( c / 10 ); Write_Char( c % 10 );Write_Comm(0x85);Write_Char(d / 10 ); Write_Char(d % 10 ); /*按鍵掃描函數(shù)/*void keyscan()uchar i,t=0xef,temp=0; /1110 1111 KEY_IO=0x0f;keytemp=(KEY_IO)&0x0e;if(keytemp!=0) /0000 0000 ;0000 1000; 0000 0100; 0000 0010; 0000 0001;Delay(20);for(i=0;i<4;i+) KEY_IO=t; keytemp=(KEY_IO)&0x0e; if(keytemp!=0&flag_key=0) flag_key=1; switch(keytemp) case 0x08:key=0*3+i;break; case 0x04:key=1*4+i;break; case 0x02:key=2*4+i;break; default:break; switch(key) case 0:c+; j=1;if(c>=99) Write_Comm(0x84);Write_Data(1);d=0;b=0;break; case 1:c+;c+; j=1;if(c>=99) Write_Comm(0x84);Write_Data(1);d=0;b=0;break; case 2:c+;c+;c+;if(c>=99) Write_Comm(0x84);Write_Data(1);d=0; j=1;b=0;break; case 4:d+;if(d>=99) Write_Comm(0x80+0x44);Write_Data(1);c=0;b=1;j=0;break; case 5:d+;d+;if(d>=99) Write_Comm(0x80+0x44);Write_Data(1);c=0;b=1;j=0;break; case 6:d+;d+;d+;if(d>=99) Write_Comm(0x80+0x44);Write_Data(1);c=0;b=1;j=0;break; case 8:if(b=1)d-;if (d=0) d=0;if(j=1) c-;break; case 9:if (k=1)hour=24;EA=EA;speaker=1;L=0;k=0;break; case 10: e+;if (e=5)e=1;Write_Comm(0x80+0x0d);Write_Char(e%10); break; case 3:Write_Comm(0x80); Write_Data(C);Write_Data(B);Write_Data(A);Write_Data(:);Write_Comm(0x80+0x0d);Write_Char(e%10);Write_Data(S);Write_Data(t);Write_Comm(0x80+0x40);Write_Data(N);Write_Data(B);Write_Data(A);Write_Data(:);temp=c;c=d;d=temp;break; case 7:Write_Comm(0x80); Write_Data(N);Write_Data(B);Write_Data(A);Write_Data(:);Write_Comm(0x80+0x0d);Write_Char(e%10);Write_Data(S);Write_Data(t);Write_Comm(0x80+0x40);Write_Data(C);Write_Data(B);Write_Data(A);Write_Data(:);temp=c;c=d;d=temp;break; default:break; t=(t<<1)|0x01; else flag_key=0;/* 函數(shù)名稱 ：main* 功能描述 ：主函數(shù)*/void main(void)Init_LCD(); /初始化 LCMTimer0Init(); /初始化定時(shí)器Write_Comm(0x80); Write_Data(N);Write_Data(B);Write_Data(A);Write_Data(:);Write_Comm(0x80+0x0d);Write_Char(e%10);Write_Data(S);Write_Data(t);Write_Comm(0x80+0x40);Write_Data(C);Write_Data(B);Write_Data(A);Write_Data(:);while(1) Show_Time(); /顯示時(shí)間 keyscan();4 運(yùn)行結(jié)果 圖2.1 比賽倒計(jì)時(shí)24s燈亮圖2.2 顯示比分、本場比分時(shí)間圖圖2.3 交換場地圖5 總結(jié)參考文獻(xiàn)1 萬文略編著. 單片機(jī)原理及應(yīng)用M. 重慶：重慶大學(xué)出版社，2004.2 孫德文編著. 微型計(jì)算機(jī)技術(shù)M. 北京：高等教育出版社，2005.3 張建勛編著. C語言程序設(shè)計(jì)教程M. 北京：清華大學(xué)出版社，2008.4 于海生編著. 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.5 唐俊翟編著. 單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京：冶金工業(yè)出版社，2003.6 彭為編著. 單片機(jī)典型系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例精講M.北京：電子工業(yè)出版社， 2006.附件