-
广东海洋大学寸金学院
《
51
单片机》课程设计
论文题目：
篮球计分器
系
别：
信息技术系
专
业：
电气工程及其自动化
班
级：
1
班
姓
名：
李勇鹏
学
号：
2
指导老师：
叶伟慧
日
期：
20 12
年
11
月
28
日
广东海洋大学寸金学院教务处
广东海洋大学寸金学院
20 11
届毕业论文
目录
摘
要
--------------------------- -------------------------------------------------- ----------------------------- II
第一章
引言
----------- -------------------------------------------------- ----------------------------------- 3
第二章
单元模块
-< /p>
-------------------------------------------- --------------------------------------------- 4
2.1
共阴极数码管静态显示
------------------------- -------------------------------------------------- ----------------------------- 4
2.2
按键控制键盘部分
------------ -------------------------------------------------- ------------------------------------------------ 5
2.3
晶振模块和复位模块
-------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------- 6
2.4
LED
显示模块
---------------------------- -------------------------------------------------- --------------------------------------- 7
第三章
主要芯片介绍
----------------------------- -------------------------------------------------- ---- 8
3.1
3.2
AT89C52 -----
--------------------------------------------------
--------------------------------------------------
-------------- 8
74HC145----
--------------------------------------------------
--------------------------------------------------
---------------
1
1
3.3
74LS245
-
---------------------------------------------- -------------------------------------------------- -----------------------
1
1
第四章
软件设计及软件介绍
------------------ -------------------------------------------------- ---13
4.1
系统软件设计
< p>------------------------------------------------ -------------------------------------------------- ------------------1
3
4.2
软件设计环境介绍
-
----------------------------------------------- -------------------------------------------------- -----------
1
3
4.3
软件设计方案
-------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --------
1
3
4.4
系统调试
---------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- ------
1
5
4.5
软件调试及仿真
------ -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- ------
1
5
第五章
源程序代码
------------------- -------------------------------------------------- --------------17
I
广东海洋大学寸金学院
2011
< p>届毕业论文
摘
要
篮球比赛积分器的设
计是为了解决篮球比赛时计分与计时准确方便和
灵活使用的问题而提出的
,
我组设计的篮球比赛计分器硬件部分主要利
用
AT89 C52
单片机完成了计分与计时的功能
,
并通过十六个四位七段数 码
管分别用来显示比赛时间和
A,B
比赛双方的分数
,
更有进行进攻
24
秒的
计时
,
总局数的比分和节数的显示
,
软件部分利用
Keil C51
软件来进行编
译
,
通过
Proteus
软件进行仿真
,
最后将 生成的
HEX
文件烧写到单片机芯
片中
,
采用该系统可根据实际情况进行时间的准确显示和比分修改
,
具有
低功耗
,
可靠性强
,
安全 性高以及低成本等特点
,
主要不足之处在于计时
显示有时
会出现显示不稳定情况
,
基本满足了本次设计要求
.
关键词
:
单片机
,
篮球赛计分
,
篮球赛 计时
,
数码管
II
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届毕业论文
第一章
引言
体育比赛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
据进行快速采集记录
,
加工处理
,
传递数据的信息系统
.
根据不同运动项目
的不同比赛规则要求
,
体育比赛的计 时计分系统包括测量类
,
评分类
,
命中
< p>类
,
制胜类得分类等多种类型
.
< br>篮球比赛是根据参赛队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的
,
因此
,
篮球比赛的计时计分系统是一种的分类型的系统是一个负责篮球比
赛的数据采集和分配的专用的技术接口分别送给裁判
,
教练员< /p>
,
计算机信
息系统和现场观众等
.
篮球比赛的计时计分系统由计时器
,
计分器等多种
电子设备组成
,
由于比赛的不可重复性
,
决定了篮 球计分计时系统是一个
实时性很强
,
可靠性要求极高的电 子服务系统
,
所以计时计分设备是篮球
比赛中不可缺少的
电子设备
,
计时计分系统设计合理
,
关系到比赛系 统运
行的稳定和可靠
,
并直接影响到比赛的顺利进行
.
同时
,
根据目前高水平篮
球
比赛要求
,
完善的篮球比赛计时计分系统设备应能够与现场成绩处理
,
现场大屏幕
,
电视转播车等多种设备相联
< p>,以便实现高比赛现场感
,
表演娱
乐
观众等功能目标
.
随着比赛规则的进一步完善
,
相 应的计时计分系统也
必须随之改进
.
单片机<
/p>
,
亦称单片微电脑或单片微型计算机
.
它是把中央处 理器
,
随即
存取储器
,
只 读存储器
,
输入输出等主要计算机功能部件都集成在一块集
成电路芯片上的微计算机
.
计算机的产生加快了人类改造世界的步伐
< p>,但
是它毕竟体积大
.
微计算机在这 种情况下诞生了
,
它为我们改变了什么
?
纵
3
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届毕业论文
观我们
现在生活的各个领域
,
从导弹的导航装置
,
到飞机 上各种仪表的控
制
,
从计算机的网络通讯与数据传输
,
到工业自动化过程的实时控制和数
据处理
,
以及我们生活中广泛使用的各种的智能
IC
卡
,< /p>
电子宠物等
,
这些都
离不开单片机
.
由于单片机的集成度高
,
功能强
,
同用性好
,
特别是它具有体积小
,
< p>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
迅速得到了广泛应用
.
目前已经成为测量控制应用系统中的优则机种和新
电子产品的关机部位
.
世界各大电气厂家
,
测控技术企业
,< /p>
电机行业
,
竞相把
单片机应用于产品更新<
/p>
,
作为实现数字化
,
智能化的核心部分
.
本篇设计的
篮球计分器就是以单片机为核心的系统
.
第二章单元模块
2.1
共阴极数码管静态显示
共阴数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阴极
(COM)
的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极
COM
接到地，当某一字
段发光二极管的阴极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极
为高电平时，相应字段就不亮。
静态显示就是显示驱动电路具有输出锁
存功能，即各个
LED
的显示字符一经确定，相应的
段码
将维持输出不变，直到送入另一个字符的段码为止。正因为如此，静态显示器的亮度都比较
高。静态显示的程序设计，是将一个两位数的个位与十位分开，并且用查表指令，输出对应位的
4
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表
格
代
码
。
2.2
按键控制键盘部分
本系统设计除复位按键外共配置了
16
个独立键盘来实现系统功能的控
制
16
个矩阵键 盘分别为
1,2.3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16< /p>
，分别连接
到单片机的
P1
口的低四位和高 四位
1
。配合程序设计，在系统初始化时
等待配置比赛时
间，通过按下
1
键暂停或开始，按下
2
键时间清零 ，按
下
3
键比分清零，按下
4
< p>键为进球队比分对调，按下5,6,,7,8
则为的
A
队
+1,+2,+3,-1
分，按下
9,10, 11,12
则为
B
队
+1,+2,+3,-1
分，按下
13,14
则是
显示
A
队进攻或
B
对进攻
.
这种设计使 系统能应用于不同比赛时间规格的
各种场合当中，使系统产品的用途更加广泛。设置时间
结束后进入正常
计时计分模式。其中用来调节闪烁光标的位置，以标识当前球队处于分<
/p>
数刷新模式状态下，光标不闪烁表明退出刷新
5
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< p>届毕业论文
2.3
晶振模块和复位模块
晶
振电路在单片机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作
的基础。在一个单片机
应用系统中，时钟是保障系统正常工作的基准振
荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成
，晶振频率的大小决定了单片
机系统工作的快慢。根据不同需要可以采用不同频率的晶振
，这里采用
12MHZ
的晶振，另外有两个
30pF
的电容，
两晶振引脚分别连到
XTAL1
和
< p>XTAL2
振荡脉冲输入输出引脚
.
复位
是单片机的初始化操作，其主要功能是把
PC
初始化为
0000H
，
使单片机从
0000H
单元开始执行程 序。除进入系统的正常初始化之外，
当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态
时，为摆脱困境，
可以按复位键以重新启动，
也可以通过监视定时器来强 迫复位。
RST
引脚
是复位信号的输入端。复位电路在这
里采用的是上电加按键复位电路形
式，
6
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< p>届毕业论文
2.4
LED
显示模块
本设计采用
CD4511
数码管显示。通过
7 4LS245
实现串入并出，通过
74HC154
实现对
16
个数码管位选控制
.
第一行数码管用来显示总 局数部
分，第二行中间四位显示分钟和秒数，设置好比赛时间后开始显示。本
程序中设置为
4
节比赛，在第三行最后一个数码管显示
.
程序初始化后通
过键盘来设置单节比赛时间。
第二行 第一个和第三个
4
位数码管用
A
和
B
比赛双方比分，并可在中场后交换比分。第三行第一个两位数码管用来
显示进攻
24
秒
.
每次加分都会使它调回
24
秒
.
7
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第三章
主要芯片介绍
3.1
AT89C52
AT89S52
是一个低功耗、高性能
8
位单片机，片内含
8k
Bytes
ISP(In-system
programmable)
< p>的可反复擦写1000
次的
Flash
只读程 序存储
器，器件采用
ATMEL
公司的高密度、非易失性 存储技术制造，兼容标准
MCS-51
指令系统及
80C 51
引脚结构，
芯片内集成了通用
8
位中央处理器
和
ISP
Flash
存储单元，功能强 大的单片机
AT89S52
可为许多嵌入式控制
应用系统
提供高性价比的解决方案。
本设计所采用的
AT89S52
为
DIP40
封装形式，
引脚结构如图
3-2
。
除
8k Bytes Flash
片内程序存储器外，
还有
256 bytes
的随机存取数据存储器（
RAM
）
，
32
个外部双向输入
/
输出
8
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< p>届毕业论文
（
I/O< /p>
）口，
8
个中断源，
3
个
< p>16位可编程定时计数器
,2
个全双工串行通
信口，看门狗（
WDT
）电路，片内时钟振荡器
。
AT89S52
单片机引脚说明如下：
VCC
：电源端，接＋
5V
。
GND
：接地端。
XTAL1
：接外部晶振和微调电容的一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输入，
若使用外
部
TTL
时钟时，该引脚为外部时钟的输入端。
XTAL2
：接外部晶振和微调电容的另一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输出，< /p>
若使用外部
TTL
时钟时，该引脚必须悬空。
地址锁存允许信号
ALE
：系统扩展时，
< p>ALE用于控制地址锁存器锁存
P0
口输出的
低
8
位地址，从而实现数据与低位地址的复用。此外，
A LE
是以六分之一晶振频率的
固定频率输出的正脉冲，可作为外部时钟或
外部定时脉冲使用。
PSEN
：
PS EN
是读外部程序存储器的选通信号，低电平有效。
访
问程序存储器控制信号
EA
：
当为高电平时，
CP U
执行片内程序存储器指令，
但
当
PC< /p>
中的值超过
0FFFH
时，将自动转向执行片外程序存储器指令。当 为低电平时，
CPU
只执行片外程序存储器指令。
复位信号
RST
：该信号高电平有效，在输入端保持两个机器 周期的高电平后，就
可以完成复位操作。
P0
口（
P0.0
～
P0.7
）：该端 口为漏极开路的
8
位准双向
I/O
口，它为
8
位地址
线和
8
位数据线的复用 端口，使用时需接外部上拉电阻。在访问外部程序存储器时，
它作存储器的低
位地址线。
P1
口（
< p>P1.0～
P1.7
）：它是一个内部带上拉电阻的
8
位准双向
I/O
口，作为输
入口
使用时，应先向其内部锁存器写
1
。
P
2
口（
P2.0
～
P2.7
）：它 为一个内部带上拉电阻的
8
位准双向
I/O
口，作 为输
入口时同样需先向其内部锁存器写
1
。在访问外部程 序存储器时，它作存储器的高
8
位地址线。
< p>
P3
口（
P3.0
～
P3.7
）：
P3
口同样是内部带上拉电阻的
8
位 准双向
I/O
口，
P3
口
除了作为一般的
I/O
口使用之外，其还具有第二引脚功能
口线
P3.0
特殊功能
RXD
信号名称
串行输入口
9
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P3.1
TXD
串行输出口
P3.2
INT0
外部中断
0
输入口
P3.3
INT1
外部中断
1
输入口
P3.4
T0
定时器
/
计数器
0
外部输入口
P3.5
T1
定时器
/
计数器
1
外部输入口
P3.6
WR
写选通输出口
P3.7
RD
读选通输出口
10
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3.2
74HC145
74HC154
是一款高速
CMOS
器件，
74HC154
引脚兼
容低功耗肖特基
TTL
（
LSTTL
）系列
。
74HC154
译码器
可接受
4
位高有效二进制地址输入
，并提供
16
个互斥的低 有效输
出。
74HC154
的两个输入使能门
< p>电路可用于译码器
选通
，
以消除输出端上的通 常译
码
“
假信号
”
，
也可用于译码
器扩展。
该使能
门电路包含两个
“
逻辑
与
”
输入
，
必须置为低以便使能输出
端。
任选一个使能
输入端 作为数据输入，
74HC154
可充
当一个
1-1 6
的
多路分配器
。
当其余的使
能输入端置低
时，地址输出将会跟随应用的状
态。
1-11 13-17
：输出端
。
（
outputs (active LOW)
）
12
：
Gnd
电
源地
（
ground (0 V)
）
18-19
：使能输入端、低电平有效
(enable inputs (active LOW))
20-23
地址输
入端
(address inputs)
24
：
VCC
电源正
(positive supply voltage)
编辑本段地址
/
全能输入对应输出表
功能真值表
注意：
H =
高电平（
HIGH voltage level
）
L =
低电平（
LOW voltage level
）
X =
任意电
平（
don’t care
）
只要控制端
G1
、
G2
任意一个为高电 平，
A
、
B
、
C
、
D
任意电平输入都无效。
G1
、
G 2
必须都为低电
平才能操作芯片。
3.3
74LS245
74LS245
是我们常用的芯片，用 来驱动
led
或者其他的设备，它是
8
路同相三态 双向总线收发器，
可双向传输数据
74LS245
还具有 双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。
< /p>
当
8051
单片机的
P0
口总线负载 达到或超过
P0
最大负载能力时，
必须接入
74L S245
等总线驱
11