五人制足球管理系统Word下载.docx

1、报警器的分类 . - 10 2.5.2 报警器工作原理 . - 10 第三章 硬件电路设. - 11 3.1 系统方案设计 . - 11 3.1.1 系统构成框图 . - 11 3.1.2 器件选择 . - 12 3.2 硬件总体设计 . - 12 3.3 计时电路部分 . - 12 3.3.1 振荡电路 . - 12 3.3.2 计时电路的工作原理 . - 15 3.4 计分电路部分 . - 16 3.4.1 串行接口工作原理 . - 16 3.4.2 计分电路原理. - 16 3.4.3 计分电路的工作原理 . - 17 第四章 足球管理系统软件设计 . - 19 4.1 球赛管理系统的工

2、作过 . - 19 4.2 足球管理系统编 . - 19 4.3 主要模块. - 20 4.3.1 计时部分模块流. - 20 4.3.2 记分部分模块流程 . - 21 4.4 足球管理系统程序源. - 21 第一章 引言1.1 背景知识介绍单片机又称单片微控制器 ,它不是完成某一个逻辑功能的芯片 ,而是把一个 计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体 积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使 用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择2。1.2 设计意义单片机的应用是具有高度现实意义的。单片机极高的可靠性，微型性和智能 性（我们只要

3、编写不同的程序后就能够完成不同的控制工作） ，单片机已成为工 业控制领域中普遍采用的智能化控制工具， 已经深深地渗入到我们的日常生活当 中。 通过此次基于单片机设计的足球计时计分系统， 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 MCS-51 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，并且可以在将来的工作和学习中加以应用5。1.3 设计目的随着单片机在各个领域的广泛应用， 许多用单片机做控制的球赛计时计分系 统也应运而产生，如用单片机控制 LCD 液晶显示器管理系统，用单片机控制 LED 七段显示器管理系统等。

4、本次设计用由 AT89C51 编程控制 LED 七段数码管作显示的球赛计时计分系统。 该系统具有赛程定时设置，赛程时间暂停，及时刷新甲、乙双方的成绩以及赛后 成绩暂存等功能。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8通过本次基于 C51 系列足球管理系统的设计，可以了解、熟悉有关单片机开 发设计的过程， 并加深对单片机的理解和应用以及掌握单片机与外围接口的一些 方法和技巧，这主要表现在以下一些方面： （1） 足球赛计时计分系统包含了 8051 系列单片机的最小应用系统的构成， 同时在此基础上扩展了一些使用性强的外围接口。 （2） 可以

5、了解到 LED 显示器的结构、 工作原理以及这种显示器的接口实例与-1-具体连接与编程方法。 （3） 怎样利用串行口来扩展显示接口等6。-2-第二章 系统硬件介绍2.1 MCS-51 单片机简述2.1.1 单片机 AT89C51 简介 本课题中用到的芯片就是 AT 系列中的 AT89C51 单片机芯片。 AT89C51 是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4k bytes 的可反 复擦写的 Flash 只读程序存储器和 128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM） ，器 件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系 统，内置功能

6、强大的微型计算机的 AT89C51 提供了高性价比的解决方案 7。 AT89C51 具有 PDIP、PQFP/TQFP 及 PLCC 等三种封装形式，以适应不同产品 的需求。 它是一个低功耗高性能单片机， 40 个引脚， 32 个外部双向输入/输出 （I/O） 端口，同时内含 2 个外中断口，2 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通 信口，AT89C51 可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。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。如图所示图 2-1 为 AT89C51 单片机基本构造， 其基本性能介

7、绍如图 2-1：图 2-1 AT89C51 引脚图AT89C51 本身内含 40 个引脚，32 个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时 内含 2 个外中端口， 2 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口， AT89C51 可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和 Flash 存-3-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。 2.1.2 主要特性 AT89C51 的主要特性如表 2-1 所示：表 2-1 AT89C51 主要功能描述 兼容 MCS51 指令系统 32 个双向 I/O 口 4k 可反复擦写（1000 次）Fl

8、ash ROM 可编程 UARL 通道 两个 16 位可编程定时/计数器 全静态操作 0-24MHz 1 个串行中断 两个外部中断源 可直接驱动 LED 低功耗空闲和掉电模式 2.1.3 管脚说明 VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口：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 P1 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：P1 口是一个内部提

9、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：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

10、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。-4- 128x8bit 内部 RAM 共 6 个中断源 3 级加密位 软件设置睡眠和唤醒功能P3 口：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

11、特殊功能口，如表 2-2 所示：表 2-2 AT89C51 特殊功能表端口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 RXD（串行输入口） TXD（串行输出口） /INT0（外部中断 0） /INT1（外部中断 1）第二功能T0（记时器 0 外部输入） T1（记时器 1 外部输入） /WR（外部数据存储器写选通） /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：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：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

12、 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：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，

13、这两次有效的/PSEN 信 号将不出现。 /EA/VPP： 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） 。-5-XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 2.1.4 芯片擦除 整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合， 并保持 ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。在芯片

14、擦操作中，代码阵列全被写“1”且在 任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 此外，AT89C51 设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持 两种软件可选的掉电模式。 在闲置模式下，CPU 停止工作。但 RAM，定时器，计数器，串口和中断系统 仍在工作。在掉电模式下，保存 RAM 的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片 功能，直到下一个硬件复位为止 6。 2.1.5 掉电模式 在掉电模式下，振荡器停止工作，进入掉电模式的指令是最后一条被执行的 指令，片内 RAM 和特殊功能寄存器的内容在终止掉电模式前被冻结。推出掉电模 式的唯一方法是硬件复位。复位后将重新定义全部特殊功能

15、寄存器但不改变 RAM 中的内容，在 VCC 恢复到正常工作电平前，复位应无效，且必须保持一定时间以 使振荡器重新启动并且稳定的工作 5。表 2-3 外部引脚状态表模式空闲模式空闲模式 外部掉电模式 内部掉电模式 外部程 序 存 储 内部 器 ALE /PROG P0 P1 P2 P3 1 1 数据 数据 数据 浮空 2.1.6 程序储存器的加密1 1 浮空 数据 数据 浮空0 0 数据 数据 数据 数据0 0 浮空 数据 数据 数据AT89C51 可使用对芯片上的三个加密位 LB1、LB2、LB32进行编程（P） 或者不进行编程（U） 。当加密位 LB1 被编程时，在复位期间，EA 断的逻辑

16、电平-6-被采样并锁存，如果单片机上电后一直没有服位，则锁存起的初始值是一个随机 数，这个随机数会保存到真正复位为止 5。2.2 显示器及其接口2.2.1 显示器介绍 显示器是最常用的输出设备，其种类繁多，但在单片机系统设计中最常用的 是发光二极管显示器（LED）和液晶显示器（LCD）两种。由于这两种显示器结构 简单， 价格便宜， 接口容易实现， 因而得到广泛的应用。 液晶显示器分很多种类， 按显示方式可分为段式，行点阵式和全点阵式。段式与数码管类似，行点阵式一 般是英文字符，全点阵式可显示任何信息， 如汉字、图形、图表等 4。 两者之间的区别： （1）二极本身发光， 液晶本身不发光，只是透射

17、光。 （2）二极管体积大，图像质量一般，适合作室外大屏幕，价格较低。液晶 成本较高，面积无法做得很大，但图像质量很好，适合做显示器。 （3）二极管耗电大，液晶耗电小。 （4）二极管图像刷新率低，液晶的高 2.2.2 结构与原理图 2-2 7 段 LED 数码管如图 2-2，LED 显示器又称为数码管，LED 显示器由 8 个发光二极管组成。 中 7 个长条形的发光管排列成“日”字形，另一个贺点形的发光管在显示器的右 下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部份英文字母。 LEDD 显示器有两 种不同的形式：一种是 8 个发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极 LED 显示器；另一种是 8

18、个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极 LED 显示 器 1。如图 2-3 所示。-7-图 2-3 共阴与共阳极 LED 显示器2.2.3 LED 显示器显示方式 点亮 LED 显示器有两种方式： 一是静态显示； 二是动态显示。 在本次设计中， 采用的是静态显示。 这种电路的优点在于：在同一时间可以显示不同的字符；但缺点就是占用端 口资源较多。 从下图可以看出， 每位 LED 显示器需要单独占用 8 根端口线， 因此， 在数据较多的时候，往往不采用这种设计，而是采用动态显示方式 3。 所谓动态显示，就是将要显示的多位 LED 显示器采用一个 8 位的段选端口， 然后采用动态扫描一位一位地轮流点亮各位显示器。 图 2-4 为 4 位 LED 显示器动 态显示电路。端口4 端口3 端口2 端口1 8根段马线 8根段马线 8根段马线 8根段马线GND图 2-4 动态显示图2.3 CD4094 芯片介绍-8-在本次设计的计分电路中， 我们使用集成电路 CD4094。 CD4094 是 8 位移位寄 存器，它主要完成串行输入，并行输出 8 位数据的功能，所以又叫