篮球记分器的设计说明.docx
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篮球记分器的设计说明
中北大学
课程设计任务书
学生：
学号：
学院：
信息与通信工程学院
专业：
电子信息工程
题目：
专业综合实践之单片机系统部分：
篮球计分器设计
指导教师：
王伟职称:
副教授
2015年12月28日
中北大学
课程设计任务书
2015/2016学年第一学期
学院：
信息与通信工程学院
专业：
电子信息工程
学生姓名：
学号：
学生姓名：
学号：
学生姓名：
学号：
题目：
专业综合实践之单片机系统部分：
篮球计分器设计
起迄日期：
12月28日～1月8日
课程设计地点：
中北大学
指导教师：
王伟敏娟
系主任：
王浩全
下达任务书日期:
2015年12月28日
课程设计任务书
1．设计目的：
在学习专业基础课和专业课的基础上，主要在电子仪器、微机综合设计与实践、单片机与A/D和D/A和光、计、电综合应用等几个方面开展实践活动，巩固所学知识、培养动手能力。
2．设计容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：
1.设计一款能够显示篮球比分的记分牌。
2.通过加分按钮可以给A队，或B队加分。
3.设计对调功能，更换场地后，AB队分数互换。
4．增加局数比分功能。
5．增加比赛时间倒计时功能。
6．其他功能。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等〕：
1）设计说明书符合要求；
2）相应器件的工作原理及应用；
3）系统工作原理图；
4）参考文献原文不少于3篇。
课程设计任务书
4．主要参考文献：
[1]万文略编著.单片机原理及应用[M].：
大学，2004.
[2]德文编著.微型计算机技术[M].北京：
高等教育，2005.
[3]建勋编著.C语言程序设计教程[M].北京：
清华大学，2008.
[4]于海生编著.计算机控制技术[M].北京：
机械工业，2007.
[5]唐俊翟编著.单片机原理及应用[M].北京：
冶金工业，2003.
[6]彭为编著.单片机典型系统应用设计实例精讲[M].北京：
电子工业，2006.
5．设计成果形式及要求：
设计说明书及相关电路图
6．工作计划及进度：
12月28日~12月31日：
查阅资料；
1月1日~1月5日：
方案设计、实验验证；
1月6日~1月7日：
完成课程设计说明书；
1月8日：
答辩。
系主任审查意见：
签字：
年月日
1概述
1.1设计意义
目前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，录像机、摄像机、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。
因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
通过此次基于单片机设计的篮球计时计分系统，我们可以更清楚详细的了解单片机程序设计的基本指令功能、编程步骤和技巧来讲述单片机编程，并对AT89S51单片机的结构和原理进行讲述，以及基于单片机开发应用的相关芯片的工作原理，和相关外围电路的设计和调试过程进一步了解，有助于今后的工作和学习生活。
本次设计用由AT89S51编程控制LCD作显示的球赛计时计分系统。
该系统具有赛程时间暂停，及时刷新甲、乙双方的成绩等功能。
它具有价格低廉，性能稳定，操作方便并且易于携带等特点。
广泛适合各类学校或者小型团体作为赛程计时计分。
1.2系统的主要功能
本系统有三项主要主要功能：
1.设计一款能够显示篮球比分的记分牌。
2.通过加分按钮可以给A队，或B队加分。
3.设计对调功能，更换场地后，AB队分数互换。
4．增加局数比分功能。
5．增加比赛时间倒计时功能。
2硬件方案设计及描述
2.1方案选择及设计思想
通过分析之后我们觉得此次设计主要是两大模块，一是系统显示模块，二是单片机设计模块，在显示模块的设计中，开始想到了常用的LED显示，但是考虑的后续硬件实现的复杂性（超过10以上的LED实物连接将十分复杂），于是选取了方便但是没有接触过的LCD显示，因此也导致了一定程度的难度，在选取单片机方面，我们选取了课堂上讲授的51单片机，对于简单的输入和输出控制，51机显然最合适，51单片机是8位的，采用总线结构，但是具有变成控制简便，接口简单，工作可靠，价格经济，能耗少，容易实现系统小型化等特点。
因为篮球计分系统电路结构比较简单，只有按键控制和数码显示两个部分，P0口接12个开关，分别作为比分的加一，加二，加三，减一，设置节次，暂停，交换场地的按键控制。
P2口和P3口控制LCD的比分及时间显示。
该系统包括AT89S51，时钟及复位电路，按键电路，及LCD显示器。
该电路控制简单，清晰明了，用LCD液晶显示，避免了用LED的复杂接线，便于实体硬件电路的焊接。
2.2原理框图
1602aLCD
图1.1原理图
2.3工作原理
LCD显示器
该显示器的RS，RW，E端与P2相连，引脚的作用分别是：
RS=0输入指令，RS=1输入数据，RW=0向LCD写入指令或数据，RW=1从LCD读取信息，E是使能信号。
D0~D7与P3相连是数据总线。
时钟电路
时钟电路在单片机系统中起着非常重要的作用，是为保证系统正常工作的基础，在一个单片机系统中，时钟是保障系统正常工作的基准震荡定时信号，主要有晶振和外围电路组成，晶振频率大小决定单片机的快慢，我们这里采用的是12MHZ，另外有2个30P的电容。
复位电路
单片机系统的复位电路我们采用的是上电加按钮的复位电路形式，电阻采用220欧的阻值，采用22μ的电容。
按键电路
本设计共有12个设置按键，分别为+1，+2，+3，-1，暂停，设置节次按键和交换场次按键。
2.4电路图
3软件设计流程及描述
3.1系统模块层次结构图
3.2程序流程图
N
Y
3.3源程序代码
#include
#include"intrins.h"//_nop_（）;延时函数用
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineLcd_PortP3//定义数据端口
#defineKEY_IOP0//键盘接口
sbitRS=P2^1;//定义和LCM的连接端口
sbitRW=P2^2;
sbitE=P2^5;
sbitBusy=P3^7;
sbitspeaker=P1^0;
uchardatakeytemp,key;
ucharL=0;
uchark=0;
ucharc=0;
ucharb=0;
ucharj=0;
uchare=1;
uchard=0;
ucharhour=24;
ucharhour1=0;
ucharmin=11;
ucharsec=59;//赋初值
uchardataflag=0x00;
bitflag_key=0;
ucharcodeLcddata[]={"0123456789:
"};
//ucharcodeLcddata[12]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xff,0xbf};
/******************************************************************************************
*函数名称：
Timer0Init
*功能描述：
定时器0初始化
******************************************************************************************/
voidTimer0Init（void）
{
TMOD=0x11;
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
TH1=-10300/256;
TL1=-10300%256;//25MS定时初值（T1计时用）
ET0=1;
ET1=1;
TR0=1;
TR1=1;
EA=1;
}
/******************************************************************************************
*函数名称：
IsrTimer0
*功能描述：
T050mS中断程序
******************************************************************************************/
voidIsrTimer0（void）interrupt1using1//T050mS中断程序
{
staticucharcount=0;
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
count++;
if（count==20）//定时1s时间到
{
count=0;
sec--;
if（sec==0）//1分钟时间到
{
if（min==0）//1小时时间到
{
min=0;
EA=0;
speaker=~speaker;
}
else
{
sec=59;
min--;
}
}
}
}
voidIsrTimer1（void）interrupt3using3//T150mS中断程序
{uchari=0,m=0,a=0;
staticucharta20ms=0;
TH1=-10300/256;
TL1=-10300%256;
ta20ms++;
if（ta20ms==1）//定时1s时间到
{
ta20ms=0;
hour1--;
if（hour1==-1）//1分钟时间到
{
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;}
}
}
}
/******************************************************************************************
*函数名称：
Delay
*功能描述：
延时子程序，延时（1MS*t）S
******************************************************************************************/
voidDelay（uchart）
{
uchara;
while（t--!
=0）
{
for（a=0;a<125;a++）;
}
}
/******************************************************************************************
*函数名称：
Read_Busy
*功能描述：
读忙信号判断
******************************************************************************************/
voidRead_Busy（void）
{
uchari=50;
Lcd_Port=0xff;
RS=0;
RW=1;
E=1;
while（（i--）&&Busy）;
E=0;
}
/******************************************************************************************
*函数名称：
Write_Comm
*功能描述：
写指令函数ok
******************************************************************************************/
voidWrite_Comm（ucharlcdcomm）
{
Read_Busy（）;
RS=0;
RW=0;
E=1;
Lcd_Port=lcdcomm;
E=0;
}
/******************************************************************************************
*函数名称：
Write_Char
*功能描述：
写字符函数ok
******************************************************************************************/
voidWrite_Char（uintnum）//写字符函数
{
Read_Busy（）;
RS=1;
RW=0;
E=1;
Lcd_Port=Lcddata[num];
E=0;
}
/******************************************************************************************
*函数名称：
Write_Data
*功能描述：
写数据函数ok
******************************************************************************************/
voidWrite_Data（ucharlcddata）
{
Read_Busy（）;
RS=1;
RW=0;
E=1;
Lcd_Port=lcddata;
E=0;
}
/******************************************************************************************
*函数名称：
Init_LCD
*功能描述：
初始化LCD
******************************************************************************************/
voidInit_LCD（void）
{
//Delay（400）;//稍微延时，等待LCM进入工作状态
Write_Comm（0x38）;//8位2行5*8
Write_Comm（0x0c）;//显示开/关，光标开闪烁开
Write_Comm（0x01）;//清显示
Write_Comm（0x06）;//文字不动，光标右移
Write_Comm（0x02）;//光标归位
}
/******************************************************************************************
*函数名称：
Show_Time
*功能描述：
LCD上显示当前时间
******************************************************************************************/
voidShow_Time（void）
{
Write_Comm（0x80+0x08）;//显示首地址
Write_Char（hour/10）;//显示小时
Write_Char（hour%10）;
Write_Char（10）;//显示:
Write_Char（hour1/10）;//显示小时
Write_Char（hour1%10）;
Write_Comm（0x80+0x4b）;
Write_Char（min/10）;//显示分钟
Write_Char（min%10）;
Write_Char（10）;//显示:
Write_Char（sec/10）;//显示秒
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）;
}
//***************按键扫描函数/*************
voidkeyscan（）
{
uchari,t=0xef,temp=0;//11101111
KEY_IO=0x0f;
keytemp=（~KEY_IO）&0x0e;
if（keytemp!
=0）//00000000;00001000;00000100;00000010;00000001;
{
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）
{
case0x08:
key=0*3+i;break;
case0x04:
key=1*4+i;break;
case0x02:
key=2*4+i;break;
default:
break;
}
switch（key）
{
case0:
{c++;j=1;if（c>=99）{Write_Comm（0x84）;Write_Data（'1'）;d=0;}b=0;}break;
case1:
{c++;c++;j=1;if（c>=99）{Write_Comm（0x84）;Write_Data（'1'）;d=0;}b=0;}break;
case2:
{c++;c++;c++;if（c>=99）{Write_Comm（0x84）;Write_Data（'1'）;d=0;}j=1;b=0;}break;
case4:
{d++;if（d>=99）{Write_Comm（0x80+0x44）;Write_Data（'1'）;c=0;};b=1;j=0;}break;
case5:
{d++;d++;if（d>=99）{Write_Comm（0x80+0x44）;Write_Data（'1'）;c=0;}b=1;j=0;}break;
case6:
{d++;d++;d++;if（d>=99）{Write_Comm（0x80+0x44）;Write_Data（'1'）;c=0;}b=1;j=0;}break;
case8:
{if（b==1）{d--;if（d==0）d=0;};if（j==1）c--;}break;
case9:
if（k==1）hour=24;EA=~EA;speaker=1;L=0;k=0;break;
case10:
e++;if（e==5）e=1;Write_Comm（0x80+0x0d）;Write_Char（e%10）;break;
case3:
{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;
case7:
{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;
}
}
elseflag_key=0;
}
/******************************************************************************************
*函数名称：
main
*功能描述：
主函数
******************************************************************************************/
voidmain（void）
{
Init_LCD（）;//初始化LCM
Timer0Init（）;//初始化定时器
Write_Comm（0x80）;
Write_Data（'N'）;
Write_Data（'B'）;
Write_Da
升级会员 