篮球比赛计时计分器的毕业设计Word下载.docx
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其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
AT89C51单片机主要由中央处理器，控制器，存储器，I/O接口，定时器/计数器，中断控制系统，内部总线等部分组成。
图1为C51单片机管脚结构图。
图2是AT89C51单片机的内部结构示意图。
它包含了作为微型计算机所必需的基本功能部件,各功能部件通过片内单一总线连成一个整体,集成在一块芯片上。
C51单片机是在一块芯片中集成了CPU、存储器（包括RAM和ROM）、定时器/计数器和多种功能的I/O线等一台计算机所需要的基本功能部件.主要包括1个8位CPU、1个片内振荡器及时钟电路、128BRAM、4KBROM、2个16位定时器/计数器、32条可编程的I/O线和一个可编程的全双工串行接口、5个中断源、2个中断优先级嵌套中断结构。
AT89C51的主要特性：
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
AT89C51管脚说明：
VCC（40）：
供电电压，接±
5V的电压。
GND（20）：
接地。
P0口（39～32）：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口（1～8）：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口（21～27）：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口（10～17）：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
P3口管脚备选功能：
P3.0RXD（串行输入口）
P3.1TXD（串行输出口）
P3.2/INT0（外部中断0）
P3.3/INT1（外部中断1）
P3.4T0（记时器0外部输入）
P3.5T1（记时器1外部输入）
P3.6/WR（外部数据存储器写选通）
P3.7/RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST（9）：
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG（30）：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN（29）：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP（31）：
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；
当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1（19）：
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2（18）：
来自反向振荡器的输出。
图1AT89C51引脚结构
图289C51单片机内部结构
2.2单片机外围附加电路
2.2.1时钟电路
时钟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。
为达到振荡周期是12MHZ的要求，这里要采用12MHZ的晶振，另外有两个22P的独立电容，两晶振引脚分别连到XTAL1和XTAL2振荡脉冲输入引脚。
如图3所示。
图3时钟电路
XTAL1（19脚）：
芯片内部振荡电路输入端。
XTAL2（18脚）：
芯片内部振荡电路输出端。
XTAL1和XTAL2是独立的输入和输出反相放大器，它们可以被配置为使用石英晶振的片内振荡器，或者是器件直接由外部时钟驱动。
图3中采用的是内时钟模式，即采用利用芯片内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2的引脚上外接定时元件（一个石英晶体和两个电容），内部振荡器便能产生自激振荡。
一般来说晶振可以在1.2～12MHz之间任选，甚至可以达到24MHz或者更高，但是频率越高功耗也就越大。
2.2.2复位电路
单片机在开机时或在工作中因干扰而使程序失控，或工作中程序处于某种死循环状态，在这种情况下都需要复位。
复位的作用是使中央处理器CPU以及其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态重新开始工作。
89C51单片机的复位靠外部电路实现，信号由RESET（RST）引脚输入，高电平有效，在振荡器工作时,只要保持RST引脚高电平两个机器周期，单片机即复位。
复位后，PC程序计数器的内容为0000H。
片内RAM中内容不变。
复位电路一般有上电复位、手动开关复位和自动复位电路3种。
51单片机高电平复位。
以当前使用较多的AT89系列单片机来说，，在复位脚加高电平2个机器周期（即24个振荡周期）可使单片机复位。
复位后，主要特征是各IO口呈现高电平，程序计数器从零开始执行程序。
复位方式有两种。
1.手动复位：
按钮按下，复位脚得到VCC的高电平，单片机复位，按钮松开后，单片机开始工作。
2.上电复位：
上电后，电容电压不能突变，VCC通过复位电容（10μF电解）给单片机复位脚施加高电平5V，同时，通过10KΩ电阻向电容器反向充电，使复位脚电压逐渐降低。
经一定时间后（约10毫秒）复位脚变为0V，单片机开始工作。
如图4所示。
我们采用手动复位方式。
图4复位电路
第3章篮球比赛计时计分器硬件电路的设计
3.1主电路图
计分电路
计时电路
3.2LED显示电路
计算机的运行结果和运行状态可以通过显示器显示出来。
单片机应用系统中
常用的显示器有LED和LCD两种方式。
LED显示最为普遍，发光二极管LED（LightEmittingDiode）是一种通电后能发光的半导体器件，其导电性质与普通二极管类似。
LED数码显示器就是由发光二极管组合而成的一种新型显示器件，但是由于低功耗的要求，LCD显示器越来越被广泛地使用。
LED数码管显示器是由若干个发光二极管组成的，当发光二极管导通时，相应的点或线段发光，将这些发光二极管排成一定的图形，控制不同组合的二极管导通，就可以显示出不同的字形和符号。
单片机系统中常用的LED显示器为七段显示器，再加上一个小数点，因此也可以把它称之为八段数码管显示器。
其机构形式有共阴极和共阳极两种。
共阴极是把所有组成八段数码管的发光二极管的阴极连在一起，通常接地，通过控制每一只发光二极管的阳极电平来使其发光或熄灭，阳极为高电平则发光，阳极为低电平则熄灭；
共阳极是把组成八段数码管的所有发光二极管的阳极连起来，通常为高电平（如+5V），通过控制每一只发光二极管的阴极电平的高低来使其发光或是熄灭，阴极为低电平发光，为高电平则熄灭。
图中的com端在应用的时候可以作为位选端，8只发光二极管被分成两组所以有两个com端，在使用的时候它们并联起来。
七段数码管示意图
字型
共阳极段码
共阴极段码
C0H
3FH
9
90H
6FH
1
F9H
06H
A
88H
77H
2
A4H
5BH
B
83H
7CH
3
B0H
4FH
C
C6H
39H
4
99H
66H
D
A1H
5EH
5
92H
6DH
E
86H
79H
6
82H
7DH
F
84H
71H
7
F8H
07H
空白
FFH
00H
8
80H
7FH
P
8CH
73H
附：
段码表
3.3元器件清单
名称
电路板
导线
电解电容
单片机
石英晶体振荡器
电容
七段共阳数码管
电阻
按钮
规格
47μF
AT89C51
12MHZ
30μF
220Ω
数量
若干
第4章篮球比赛计时计分器软件程序的设计
4.1主程序流程图
1.倒计时流程图：
2.计分程序流程图：
4.2汇编语言程序
汇编语言是和机器密切相关的，是面向机器的语言。
其主要优点是占用资源少、程序执行效率高。
但是不同的CPU，其汇编语言可能有所差异，所以不易移植。
C语言是一种结构化的高级语言，其优点是可读性好，移植容易，是普遍使用的一种计算机语言。
缺点是占用资源较多，执行效率没有汇编高。
该系统软件全部采用汇编语言编写，汇编语言有三种基本结构：
顺序结构、选择结构、和循环结构。
1.顺序结构
它是一种最基本的、最简单的编程结构。
在这种结构中，程序由低地址向高地址顺序执行指令程序。
2.分支结构
分支程序结构可以分为两种形式，如图所示。
分支程序结构
它们分别相当于高级语言中的IF-THEN-ELSE语句和CASE语句，根据不同条件做不同的处理。
在分支结构中，程序首先对一个条件语句进行测试。
当条件为真时，执行一个方向的程序，当条件为假时，执行另一个方向的程序。
T代表条件，当T条件成立是，执行A操作，否则执行B操作。
倒计时：
MOVR0,#00H
MOVR1,#00H
MOVR2,#01H
LOOP1:
ACALLDISPLAY
JBP1.0,LOOP1
ACALLDELAY1
MOVR0,#00H
SETBP1.2
CLRP1.3
ACALLDISPLAY
LOOP12:
JBP1.1,LOOP13
;
ACALLDELAY1
LOOP14:
JBP1.0,LOOP14
JBP1.0,LOOP14
SJMPLOOP13
LOOP13:
CJNER2,#00,LOOP4
CJNER1,#00,LOOP5
CJNER0,#00,LOOP6
CLRP1.2
SETBP1.3
MOVR2,#00H
LJMPLOOP1
LOOP5:
CJNER0,#00,LOOP7
DECR1
MOVR0,#09H
LOOP3:
ACALLDELAY
LJMPLOOP12
LOOP6:
DECR0
LJMPLOOP3
LOOP7:
LOOP4:
CJNER1,#00,LOOP8
CJNER0,#00,LOOP9
DECR2
MOVR1,#05H
LOOP9:
LOOP8:
CJNER0,#00,LOOP10
LOOP10:
DELAY:
MOVR5,#200
D1:
MOVR6,#10
D2:
MOVR7,#250
D3:
DJNZR7,D3
DJNZR6,D2
DJNZR5,D1
RET
DELAY1:
MOVR3,#100
D4:
MOVR4,#100
D5:
DJNZR4,D5
DJNZR3,D4
DISPLAY:
MOVA,R0
MOVDPTR,#TAB
MOVCA,@A+DPTR
MOVP2,A
MOVA,R1
MOVP0,A
MOVA,R2
MOVP3,A
TAB:
DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H
END
计分器：
MOVR0,#00H
JBP3.0,LOOP4
CJNER0,#09,LOOP2
INCR1
SJMPLOOP1
LOOP2:
INCR0
SJMPLOOP3
JBP3.1,LOOP7
JBP3.1,LOOP7
CJNER0,#08,LOOP5
CJNER0,#09,LOOP6
MOVR0,#01H
INCR0
JBP3.3,LOOP9
JBP3.3,LOOP9
CJNER0,#00,LOOP8
JBP3.2,LOOP1
JBP3.2,LOOP1
CJNER0,#07,LOOP10
CJNER0,#08,LOOP11
LOOP11:
DELAY:
MOVR3,#200
MOVR4,#200
第五章总结
本文介绍了一个利用AT89C51设计篮球计时计分器的设计。
文章对计时计分器的组成结构和设计部分的元件功能做了详细的介绍。
通过这次毕业论文的设计，让我学到了许多没有学到的知识，增强了自己的独立思考能力和实际动手能力，特别是一些专业性很强的知识和老师们的一些工作经验让我受益匪浅，这是我在短时间内都不能学到的。
对所学的知识进行了一次综合的总结和运用，在写作过程中，使我在排版方面和绘画电路图方面得到了进一步提升。
但由于本人知识水平有限，还存在很多错误与不足之处，望老师们多提宝贵意见，多加批评指点。
在完成毕业设计的过程中，我得到了许多老师和同学的帮助，尤其是我的导师周天沛老师在我的毕业设计过程中给予以指导并提出了宝贵意见，才使我的毕业设计能够圆满完成，令我受益匪浅。
在此，我衷心的说声谢谢
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