基于单片机实现的比赛计分器设计.docx

1、基于单片机实现的比赛计分器设计第1章 系统总体方案设计11.1 概述11.2 系统框图2第2章 系统硬件设计32.180C5单片机32.2 按钮设置42.3 分值切换显示功能42.4 发光二极管显示器62.4.1 数码管显示器数量选择62.4.2 数码管共阴共阳接法的选择62.4.3 数码管驱动的选择62.4.4 系统原理图6第3章 软件设计73.1 系统流程图73.2 显示子程序83.3 延时子程序8第4章 系统的安装调试说明104.1 软件调试104.2 软硬联调11 总结12 参考文献13附录A源程序清单14附录B系统原理图21第1章系统总体方案设计1.1.概述单片机又称单片微控制器,它

2、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。单片机自20世纪70年代问世以来，以极其高的性价比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。例如，80C51系列单片机已有十多年的生命期，如今仍保持着上升的趋势，就充分证明了这一点。单片机以其一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统，数据采集系统、智能化仪器仪表，及通讯设备、日常消费类产品、玩具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各层次中，如车间流水线控制、自动化系统等、智能型家用

3、电器等。而美国ATMEL公司开发生产了新型的8位单片机AT89系列单片机。他不但具有一般MCS-51单片机的所有特性，而且还拥有一些独特的优点，此次设计中所用到的AT89C51就是其中典型的代表。本设计是基于AT89S51单片机的篮球计分器，利用7段共阴LED作为显示器件。在此设计中共接入了1个八位一体7段共阴LED显示器，每队显示器显示范围可达到0255分。系统功能简介本设计内容为比赛计分器，主要用于各种体育比赛记录分数。采用独立式键盘作为输入，用户可分别对两队比分进行加1、加2、加3和减1减2、减3操作，其加减1，2，3分可以通过加减1分、2分和3分的切换按钮实现，并通过指示灯显示其每次按

4、下加减分键所加减的分值。通过加减分键和分值切换键配合使用可以较方便实现预置分。比分通过1个八位一体7段共阴LED显示器显示，每队比分显示三位数。1.2.系统框图 图1.1 系统框图第2章系统硬件设计2.1 80C51单片机因为我们上课时学的是MCS-51，所以就选择了STC89C52单片机，因为它与INTEIMCS-51兼容，并且它们都具有相同的CPU和指令系统，引脚功能兼容，容易掌握和使用。2.2 按钮设置 34矩阵式键盘根据设计共需要7个按键，可采用33矩阵式键盘，但考虑到常用键盘为34矩阵式键盘，而且方便以后功能的扩展和方便硬件的连接，所以最终决定采用34矩阵式键盘作为输入。计分器应该有

5、7个按键分别标注于原理图,见图1.2. 图2.1按钮功能图其中1/2/3分切换由发光二极管指示，加1减1分别对应。预置分是事先设定分数可以分别设定甲乙两队的初始分数。按下清零后，显示的分数清零。2.3 分值切换显示功能图2.2 分值切换显示功能图2.4 发光二极管显示器的结构、工作原理及其接口电路下图为典型的数码管： 图2.3 8段LED数码管如上图，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

6、在一起的，称之为共阳极LED显示器；另一种是8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。表2-1代码对应表显示字符共阴极段码共阳极段码显示字符共阴极段码共阳极段码03FHC087FH80H106HF996FH90H25BHA4A77H88H34FHB0B7CH83H466H99HC39HC656DH92HD5EHA1H67DH82HE79H86H707HF8F71H8EH动态扫描显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一。其接口电路是把所有显示器的8个笔划段a-h同名端连在一起，而每一个显示器的公共极COM是各自独立地受I/O线控制。CPU向字段输出口送出字形码时，所有显

7、示器接收到相同的字形码，但究竟是那个显示器亮，则取决于COM端，而这一端是由I/O控制的，所以我们就可以自行决定何时显示哪一位了。而所谓动态扫描就是指我们采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮。在本课题中采用P0口输出段码，P3口为位控制输出口。2.4.1 数码管显示器数量选择 两个队，每队2位比分，每个显示器只能显示一位，则至少需要采用4个8段数码管显示器。段数码管显示器采用动态显示输出比分。2.4.2 数码管共阴共阳接法的选择51单片机I/O口输出高电平时输出的电流很小，数码管不会太亮；因为本设计采用动态显示，单片机I/O口直接接数码管，所以决定采用共阳数码管。

8、2.4.3 数码管驱动的选择为了使数码管亮度达到要求，数码管的位选端需要驱动，因为单片机I/O口的高电平输出的电流很小，需要驱动电路驱动，从而增加显示亮度。最简单便宜的驱动就是使用三极管，为低电平时开通，所以选择PNP型三极管。2.4.4系统原理图（见附录）第3章软件设计3.1.系统流程图 NN 3.2显示子程序流程图 图3.1 显示子程序流程图3.3 延时子程序延时子程序就是通过执行一些没用但又占用时间的指令的集合。这个子程序可以用于很多延时的地方因为它延时的时间可以通过R7进行改变，所以通用性好，可以将几个延时子程序合为一个，只用在调用前给R7赋值，即可根据用户的需要延时，流程图见图4-4

9、。 图3.2 延时子程序流程图第4章系统的安装调试说明4.1.软件调试上电时对系统中进行检测是单片机程序中的一个良好设计。在硬件设计时也应该细细考虑将各个使用到的芯片、接口设计成容易使用软件进行测试的模式。很多有经验的单片机设计者都会在系统上电时（特别是第一次上电时）进行全面的检测，或者更进一步，将系统的运行状态中分为测试模式和正常运行模式，通过加入测试模式对系统进行详细的检测，使得系统的批量检测更为方便容易。另外要注意的是，一个简单明了的故障显示界面也是颇要费得心思的。比如：系统的外部RAM（数据存储器）是单片机系统中常用的器件。外部RAM 如果存在问题，程序通常都会成为无法控制。因此，程序

10、在启动时（至少在第一次上电启动时）一定要对外部RAM 进行检测。另外，在仿真前要做好充分的准备。单片机硬件仿真器给单片机开发者带来了极大的方便，同时也很容易造成人的依赖性。很多时候，没有仿真器却能促使工程师写出更高质量的程序。在硬件仿真调试之前，下面准备工作将是必要的：（1）程序编完后，对代码仔细逐行检查。检查代码的错误，建立自己的代码检查表，对经常易错的地方进行检查。检查代码是否符合编程规范。（2）对各个子程序进行测试。测试的方法：用程序测试程序，编制一个调用该子程序的代码，建立要测试子程序的入口条件，再看看它是否按预期输出结果。（3）如果代码有修改，再次对代码进行检查。4.2.软硬联调首先

11、将编译成功程序载入单片机系统开发板。通电后，LED5,电源指示灯点亮，数码管显示“0000”.。对应的 “4”键为甲加分按钮，当LED5亮时，每次按下“4”键，甲队分数加1；当LED6亮时，每次按下“4”键，甲队分数加2；当LED7亮时，每次按下“4”键，甲队分数加3；其中LED5,LED6,LED7的点亮与熄灭是通过对应的“1”键来控制，可以通过按“1”键来实现LED5,LED6,LED7之间的切换。对应的“8”键为甲队减分键，当LED5亮时，每次按下“8”键，甲队分数减1；当LED6亮时，每次按下“8”键，甲队分数减2；当LED7亮时，每次按下“4”键，甲队分数减3；“7”键为乙加分键，“

12、B”键为乙队减分键，其实现功能与甲队一样。对应的“0”键为预置分按钮，按下“0”键之后，通过按甲乙队加、减分按钮配合分数切换键实现快速预置分。”RESET”为复位键，按下可以实现复位。数码管显示甲乙队当前分数，复位后，数码管显示“0000”。总结做了两周的单片机课程设计，我有了很多的体会和感想。 我们的课程设计是比赛计分器。设计可以在实验室里做，也可以在寝室里做，我大部分时间还是在寝室里做的。 比赛计分器设计，这个内容没有现成的程序和设计图，需要我们真正亲手去编。这两周的实习真的有点难度，程序里面的好多内容不懂，自我感觉是单片机我们所学的内容还不足以编出这个程序，但是只好硬着头皮去看去理解。但

13、在学习过程中也充满了乐趣，当看懂了程序的一些语句，画出了要求的设计图，那我喜悦那种成就感油然而生。 这次实习让我受益匪浅，无论从知识上还是其他的各个方面。上课的时候的学习从来没有真正的用单片机，只是从理论的角度去理解枯燥乏味。但在实习中使用了单片机及其系统，能够理论联系实际的学习，开阔了眼界，提高了单片机知识的理解和水平。在这次课程设计中又让我体会到了合作与团结的力量，当遇到不会或是设计不出来的地方，我们就会在组里讨论或者是同学之间相互帮助。团结就是力量，无论在现在的学习中还是在以后的工作中，团结都是至关重要的，有了团结会有更多的理念、更多的思维、更多的情感。 单片机是很重要的一门课程，老师和一些工作的朋友都曾说过，如果学好一门单片机，就凭这个技术这门手艺找一个好工作也不成问题。尽管我们在课堂学到的内容很有限，但在以后的学习中单片机还需要好好的深入研究和学习，学好了单片机也就多了一项生存的本钱。最后感谢老师对我们的精心指导和帮助，感谢同学们对我的帮助。来源：(