基于单片机的篮球赛计分器Word文档下载推荐.docx
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班级：
10021011学号20101130
指导老师
摘要
进入21世纪，伴随着电子，信息通信技术的应用与普及开发，人们对电子技术的要求也越来越高。
目前嵌入式单片机渗透到我们生活的各个领域，由于它具有功能强大，体积小，功耗低，可靠性高，易扩展，性价比高，使用方便等特点，因此它广泛应用于工业控制，智能仪表等有关系统设备。
本设计主要利用单片机AT89C51作为核心元件，利用3组4位共阳极的数码管作为显示器件，以C语言作为编程语言，在Protues和Keil搭建的软件仿真平台下进行仿真，本设计包含了AT89C51系列单片机的最小系统的构成，同时在此基础上扩展了一些实用性强的外围接口，可以进一步了解译码器74LS247的应用，LED七段数码管的结构和工作原理，主要实现了计时和显示A/B队的分数，并能及时进行加分，减分，鸣笛警示等功能。
系统设计完成后应有成本低廉、性能稳定、高准确度显示、操作方便且易携带等特点。
广泛适合各类学校和小团体作为赛程计分。
关键词：
篮球赛计分器；
AT89C51；
74LS247；
七段数码管；
仿真
Abstract
Enteringthetwenty-firstCentury,alongwiththemoreandmorepopularizationapplicationoftheelectronics,informationandcommunicationtechnology,people’srequirementismoreandmorehighintheelectronictechnology,Theembeddedmicrocontrollerispenetratingintoeveryaspectofourliveswithitsstrongfunction,smallvolume,lowpowerconsumption,highliability,easyexpansion,highperformance-priceratio,useconvenientandsoon,soitiswidelyusedinindustrialcontrolment,smartinstrumentationandrelatedsystemequipment.
ThecoreelementofthedesignisAT89C51,3groupsof4bitcommonanodedigitaltubeisdisplaydevices.ThedesignisusingClanguage,simulatinginasoftwaresimulationplatformbetweenProteusandKeil,thedesignincludedtheAT89C51SeriesMCUminimumsystem,andatthesametimethedesignexpandedsomepracticalperipheralinterfacetodeeplyunderstandtheapplicationof74LS247,LEDsevendigitaltubestructureanditsworkingprinciple,andthedisplayinterfacecommunication.ThedesignmainlyfinishedthetiminganddisplayingA/Bteamscoresandtimelypoints,deduction,thealarmingfunctionetc.
Afterfinishingsystemdesign,itshouldbelowcost,stableperformance,highaccuracytodisplay,convenienttooperateeasytocarryandsoon.Suitableforallkindsofschoolsandsmallgroupsasthetournamentscoring.
Keywords:
Basketballscoringscreen;
AT89C51;
74LS247;
LED;
Simulation
第一章绪论
1.1引言
进入21世纪，伴随着电子，信息通信技术的应用与普及开发，人们对电子技术的要求也越来越高，目前嵌入式单片机渗透到我们生活的各个领域。
[1]单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术，把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
按照历史性、本质性、普遍性要求，嵌入式系统应定义为：
“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”，可分软件部分和硬件部分，而当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在单片机上。
所以，以MCU为核心，就是各种各样的单片机，是嵌入式硬件部分的实现方式之一，它主要是因为把处理器和存储器等部件集成在一块芯片上。
体育比赛计时计分器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、传递利用的工具。
篮球比赛的计时计分器是一种得分类型的工具。
虽然篮球比赛中很早就开始研究应用了电子计分器，但通常都是利用模拟电子器件、数字电子器件或是模拟、数字混合组成的，其稳定性和高准确度计分仍存在一些问题。
以嵌入式单片机为核心，利用3组4位共阳极的数码管作为显示器件的篮球比赛计分屏，计分准确，具有体积小，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独特的优点。
1.2国内外研究现状及发展趋势
伴随着科技的日新月异，各式各样的电子产品的问世和发展层出不穷，篮球计分屏是一个无处不在的电子产品，经过多年的发展，技术已经相当成熟了。
根据目前高水平篮球比赛要求，完善的篮球比赛计时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，以便实现高比赛现场感，表演娱乐观众等功能目标。
随着电子技术的产业结构调整，生产工艺的飞速发展和篮球的广泛推广，市场对篮球计分器的需求也越来越大。
本设计用AT89C51单片机编程控制LED七段数码管作显示，设计篮球赛计分屏，嵌入式单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
随着单片机的发展，人们对事物的要求越来越高，单片机的应用软件技术也发生了巨大的变化，从最初的汇编语言，开始演变到C语言开发，不但增加了语言的可读性，结构性，而且对于跨平台的移植也提供了方便，另外一些复杂的系统开始在单片机上采用操作系统，一些小的RTOS等，一方面加速了开发人员的开发速度，节约开发成本，另外也为更复杂的实现提供了可能。
当前比较流行的RTOS有:
WINCE，uClinux，Linux，uC/OS等等。
第二章系统总体方案设计
本设计主要利用单片机AT89C51作为核心元件，利用3组4位共阳极的数码管作为显示器件，分别用于记录A、B两队的分数，以及赛程时间，每个队的数码管显示分数范围可达到0—9999分，足够满足赛程需要。
以C语言作为编程语言，在Protues和Keil搭建的软件仿真平台下进行仿真，本设计包含了AT89C51系列单片机的最小系统的构成，同时在此基础上扩展了一些实用性强的外围接口，可以进一步了解译码器74LS247的应用，LED七段数码管的结构和工作原理，主要实现了计时和显示A/B队的分数，并能及时进行加分，减分，鸣笛警示等功能[3]。
2.1系统硬件方案设计
该系统硬件电路包括：
单片机AT89C51、时钟电路、复位电路、电源电路、按键控制电路、计分电路、计时电路、报警电路。
软件包括用Keil进行C语言编程，用Protues进行仿真，具体系统硬件结构框图如图2-1所示。
图2-1篮球赛计分器的硬件结构框图
2.2系统软件方案设计
软件部分要求实现的功能有：
开始时所有显示屏都显示0；
有预置比赛时间的功能；
具有AB两队分别计分的功能；
有鸣笛警示功能；
只有当预置时间后，并按开始按钮，计时器才能开始计时，只有当开始计时后，AB两队才能加分等。
[3]结合数码管以及51单片机计数器的工作实现方式、接口应用、中断控制等可设计出程序流程图如下图2-2所示：
N
Y
Nooo
图2-2主程序流程图
2.3本章小结
本章主要阐述了本设计的总体设计方案，通过模块化的设计来实现硬件部分的功能，软件部分的实现主要通过控制单片机的I/O口和相应按键操作来完成，先确定系统总体方案，后续章节的详细方案设计就迎刃而解了。
第三章系统硬件设计
设计一个基于51单片机的篮球赛计分屏，初步确定本设计的总体框架结构，再根据具体设计要求选定合适的设计方案以及选取合适的元器件进行系统硬件设计。
具体设计概念如下：
选择AT89C51型单片机，通过不同的I/O口控制按键电路、显示电路、鸣笛警示电路等部分，设计一个简易的篮球赛计分屏。
3.1硬件设计原理
3.1.1AT89C51简介[2]
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM——FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C51是它的一种精简版本。
AT89C51单片机为很多控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
外形及引脚排列如图3-1所示：
图3-1AT89C51外形及引脚排列
主要特性：
·
与MCS-51兼容
4K字节可编程FLASH存储器
寿命：
1000写/擦循环
数据保留时间：
10年
全静态工作：
0Hz-24MHz
三级程序存储器锁定
128×
8位内部RAM
32可编程I/O线
两个16位定时器/计数器
5个中断源
可编程串行通道
低功耗的闲置和掉电模式
片内振荡器和时钟电路
管脚说明：
VCC：
供电电压。
GND：
接地。
P0口：
P0口的8位皆为漏极开路输出简称OD；
内部无上拉电阻，所以执行输出功能时，外部必须接上拉电阻；
若要实现输入功能，必须先输入高电平“1”，才能读取该端口所连接的外部数据；
若系统连接外部存储器，则P0可作为地址总线和数据总线的多功能引脚，此时内部具有上拉电阻，无需外接上拉电阻。
P1口：
P1口为8位，可位寻址的双向I/O口；
内部具备约30千欧姆的上拉电阻，实现输出功能时，
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