基于51单片机的篮球计时计分器.docx

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基于51单片机的篮球计时计分器

摘要1

Abstract1

绪论1

1.设计原理1

1.1原理图设计1

1.2各元器件介绍1

1.2.1数码管介绍1

1.2.2排阻1

1.2.3AT89C52单片机芯片1

1.3各部分电路分析1

1.3.1振荡电路1

1.3.2外部复位电路1

1.3.3开关电路1

1.3.4显示电路1

1.3.5扬声器电路1

3.软件设计1

3.1设计思路1

3.2设计框图1

3.3编程前的准备1

4仿真结果1

6心得体会1

附录1

本科生课程设计成绩评定表1

摘要

篮球比赛计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适用的问题而提出的，我组设计的篮球比赛计分器硬件部分主要利用AT89S52单片机完成了计分与计时的功能，并通过两个四位七段数码管分别用来显示比赛时间和甲、乙比赛双方的分数，软件部分利用KeilC51软件来进行编译，通过Proteus软件进行仿真，最后将生成的HEX文件烧入到单片机芯片中。

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部分有时会出现显示不稳定的情况，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

Abstract

Basketballmatchscoreindicatorisdesignedtosolvethebasketballgamescoringandtimingisaccurate,convenientandflexibleapplicableproblem,andthatmy14-year-oldbasketballgamehardwarepartofthegroupdesignmainlyUSESAT89S52MCUtocompletethescoringandtimingfunctions,andthroughthetwofoursevensegmentdigitaltubeisusedtodisplaythematchtimeandpartyaandbbothsidesscore,softwarepartuseKeilC51softwaretocompile,throughtheProteussoftwaresimulation,finallywillgenerateburn-inHEXfiletotheMCUchip.Usingthesystemcanaccordingtotheactualsituationtotheaccuratedisplayandmodifythescoreoftime,withlowpowerconsumption,highreliability,safetyandlowcostetc.,themainshortcominginthetimerdisplaypartcanappearsometimesunstablesituation,basicmeettherequirementofthedesign.

Keywords:

singlechipmicrocomputer;Thebasketballgamescoring;Thebasketballgametiming;Digitaltube

绪论

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、命中类、制胜类得分类等多种类型。

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得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系统，它负责对比赛结果、成绩信息的采集处理、传输分配，即将篮球比赛比分数据通过专用的技术接口分别传送给裁判员、教练员、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，决定了篮球计时计分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，计时计分系统设计是否合理，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，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，亦称单片微电脑或单片微型计算机。

它是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出端口（I/0）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型计算机。

计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是它毕竟体积大。

微计算机（单片机）在这种情况下诞生了，它为我们改变了什么？

纵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智能IC卡、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，通用性好，特别是它具有体积小，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，使单片机迅速得到了推广应用，目前已经成为测量控制应用系统中的优选机种和新电子产品的关键部位。

世界各大电气厂家、测控技术企业、机电行业，竞相把单片机应用于产品更新，作为实现数字化、智能化的核心部件。

本篇设计篮球比赛计时计分器就是以单片机为核心的计时计分系统。

1.设计原理

1.1原理图设计

由课设要求知，篮球计时计分器要实现计时和计分的功能，计时设计到定时器，故要涉及到定时器中断。

因为有暂停，换场等功能，故要设计到外部中断。

对于计分的加减，可对键盘进行查询得到。

由于此次要用到8个数码管，我选择的是共阴数码管，选择动态显示比较节约资源。

设计从P0口输出8位数据，作为数码管的位信号，控制数码管显示什么数字，从P2输出8位数据作为数码管的片选信号，控制是那一片数码管显示数据。

我们此次设计中，设计了加一、加二、加三、减一按键，方便计分，另外还有三个按键，分别用来控制调整计时，换场，暂停\继续，八个计分键接在P1口。

暂停\继续接在P3.0口，换场接在P3.2口，设置时间调整的键接在P3.3。

因为涉及到了多个中断，所以要涉及到中断的优先级，我们小组设置的是换场和时间设置的中断优先级高，暂停\继续和定时器0中断较低。

我们选择的晶振频率为12MHz，故机器周期为1us。

设计的整体电路如下：

图1.1总体设计电路

1.2各元器件介绍

1.2.1数码管介绍

此次设计用到的是共阴数码管。

计分选择的是四位共阴数码管，即当位选信号为低电平时，该数码管被选中有效。

图1.2四位共阴数码管管脚图详解

图1.3四位共阴数码管实物引脚图

1.2.2排阻

图中的RESPACK-8是9脚排阻。

最左边为8个电阻的公共端，接在高电平上，另外8个引脚分别与P0口的引脚接在一起，使P0口各位不是输出低电平时，成高电平。

图1.4排阻引脚图

1.2.3AT89C52单片机芯片

P0口：

P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。

作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。

对P0端口写“1”时，引脚用做高阻抗输入。

当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。

在这种模式下，P0具有部上拉电阻。

在Flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。

在程序校验时，需要外部上拉电阻。

P1口：

P1口是一个具有部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TT

逻辑电平。

当对P1端口写“1”时，部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。

当作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于部电阻的原因，将输出电流（IIL）。

此外，P1.0和P1.2分别作为定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如表1-1所示。

在Flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。

P2口：

P2口是一个具有部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TT逻辑电平。

对P2端口写“1”时，部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。

当作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于部电阻的原因，将输出电流（IIL）。

在访问逻辑电平。

对P2端口写“1”时，部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。

当作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于部电阻的原因，将输出电流（IIL）。

在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（如执行MOVXDPTR）时，P2口送出高8位地址。

在这种应用中，P2口使用很强的部上拉发送1。

在使用8位地址（如MOVXRI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的容。

在Flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。

P3口：

P3口是一个具有部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TT

逻辑电平。

对P3端口写“1”时，部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。

当作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于部电阻的原因，将输出电流（IIL）。

P3口也作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如表1-2所示。

在Flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。

表1.1P3口的第二功能表

端口引脚

第二功能

P3.0

RXD（串行数据接收端）

P3.1

TXD（串行数据发送端）

P3.2

/INT0（外部中断0申请输入端）

P3.3

/INT1（外部中断1申请输入端）

P3.4

T0（记时器0计数输入端）

P3.5

T1（记时器1计数输入端）

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）

1.3各部分电路分析

1.3.1振荡电路

图1.5外部振荡电路图

石英晶体的振荡频率为12MHz，故机器周期为1us。

本次设计要使用到AT89C51单片机的时钟振荡功能。

AT89C51中有一个用于构成部震荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入和输出端。

这个放大器与作为反馈元件与片外石英晶体或者瓷谐振器一起构成自激振荡器。

1.3.2外部复位电路

TU

图1.6外部复位电路

图1.6外部复位电路

1.3.3开关电路

图1.7键盘电路

键盘按键在没有按下时，连接的为高电平，当有按键按下时，对应按键所连接的连接线拉低为低电平

1.3.4显示电路

图1.8显示电路

其中ABCDEFGDP为每片数码管的部LED灯的段选线，1,2,3,4（下面的是1,2）是位选线。

低电平有效。

1.3.5扬声器电路

图1.9扬声器电路

当P3.6口输出高电平时，扬声器响，P3.6口输出低电平时，扬声器不响。

3.软件设计

3.1设计思路

系统开始运行后，计时和计分的数码管被点亮。

首先将定时器和A、B两队分数清零，然后设置定时，即设置一节比赛的时间，初始值为20分钟。

按下启动/暂停键，计时器