基于单片机的篮球记分器设计 精品.docx

1、基于单片机的篮球记分器设计 精品学 号：201025090229 中州大学毕业设计设计题目：基于单片机的篮球计分器的设计 学 院：工程技术学院 专 业：机电一体化对口班 级 二班 姓 名：周 康 指导教师：沈娣丽 日 期：2013 年 4 月 22 日诚信声明本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本

2、人承担。毕业设计（论文）作者签名： 指导导师签名： 签字日期： 签字日期：毕业设计任务书班级： 学生： 学号 设计题目： 设计内容及要求：1）设计一款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）计时：能实现099分和059秒任意调整，具有启动、暂停、复位功能； 5）秒计时：能实现099秒任意调整，具有启动、暂停、复位功能； 6）增加局数比分功能； 7）增加比赛时间倒计时功能； 8）报警：099秒违例自动声、光报警：099分终场自动声响； 9）可实现A、B两队暂停次数和犯规的显示和任意加减；指导老师（签字）： 年 月 日

3、摘要：本设计是采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件。利用7段共阴LED作为显示器件。在此设计中共接入了8个7段共阴LED显示器，其中4个用于记录AB队的分数，每队2个LED显示器显示范围可达到099分，足够满足赛程需要，另外4个LED显示器则用来记录赛程时间，其中2个用于显示分钟，2个用于显示秒钟。赛程计时采用倒计时方式。即比赛前将时间设置好，比赛开始时启动计时，直至计时到零为止。计时范围可达到099分钟，也完全满足实际赛程的需要。当比赛队A队得1分时，按下A+1键；得2分时，按下A+2键；得3分时，按下A+3键；当加分出现错误时，可以按A-1键减1分，可以达到调整分数的作用；依照同样

4、的方法可以记录B队的得分。采用单片机控制使这个系统按键操作使用简洁，LED显示，安装方便。解决了篮球比赛计分器的安装问题，节约了线材，适合在各种规模的体育场馆使用，完全可以代替传统的用钟表进行计时的方法，当然稍加改动也可以用于其他球类比赛，是体育器材向智能化发展的一个实例。关键词：单片机 篮球计分器 数码管序言51系列单片机有许多制造商，而国产宏晶科技的STC系列单片机使用更为方便，可有效减少外隔器件的数量，并支持ISP功能，可通过串口下载用户应用程序，数秒就可完成一片。数码管和键盘驱动电路可以使用逻辑电路搭建，但这种方法用到的器件多，造成接口的浪费，使电路的抗干扰能力弱，不便于使用。南京沁恒

5、公司的数码管、键盘驱动芯片AT89C5I有效地解决了这个问题，既减少了器件数目，又提供了相应电路的许多常用功能，便于编程实现。通过采用以上两种芯片，大大简化r没汁，既方便了后续程序的程序开发，也很好地控制了成本一. 设计的基本步骤及方案 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61AT89C51简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62数码管显示原理. . . .

6、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63总体方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8二. 硬件电路设计及描述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 1. 硬件原理电路图. . . . . . . . . . . . . . . .

7、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2. 硬件电路设计及描述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10三. 软件设计思想及流程图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111 .主流程图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8、 . . . . . . . . . 112.记分流程图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.时间中断流程图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .134.源程序代码见附录一. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16四硬软件

9、的调试过程及调试方法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16五课程设计心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18附录一 源程序代码. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19六参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29一设计的基本步骤及方案1AT89C51简介单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多功能I/O口等计算机所需要的基本部件的大规模集成电路。其以体积小、功能全、性价比高等诸多优点而独具特色，在工业控制、尖端武器、通信设备、家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头。如果说C语言程序设计课程设计软件设计的基础课，那么单片机以其系统硬件构架完整、价格低廉、学生能动手等特点，成为工科学生硬件设计基础课。2数码管显示原理数码管实际上是由7个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是

11、8个。我们分别把他命名为A,B,C,D,E,F,G,H。 图1 数码管内部结构图假设我们要显示一个数字2, 那么 A、B、G、E、D这5个段的发光管亮就可以了，C、F、H不亮，同时由于接法为共阴接法，那么为高电平是亮，低电平是灭。从高往低排列， P1.7-P1.0写成二进制为01011011， 把他转化为16进制则为5BH。我们可以根据硬件的接线把数码管显示数字编制成一个表格，见下表，以后直接调用就行了。数码管的接口有静态接口和动态接口两种。静态接口为固定显示方式，无闪烁，其电路可采用一个并行口接一个数码管，数码管的公共端按共阴接GND，本次课程设计由于所需数码管不多，故可用些种方法接线。这种

12、接法占用接口多，仅能接少量数码管。动态接口采用各数码管循环轮流显示的方法，当循环显示的频率较高时，利用人眼的暂留特性，看不出闪烁显示现象，这种显示需要一个接口完成字形码的输出，另一接口完成各数码管的轮流点亮。多位一体的数码管原理和单个的差不多。表2 共阴极数码管显示显示 P1.7 小数点 P1.6 G P1.5小FP1.4 EP1.3 DP1.2 CP1.1 BP1.0 A HE代码 0 00111 11 13FH1 0 0 0 0 0 11 0 06H 2 0 1 0 1 1 01 1 5BH 3 0 1 0 01 1 11 4FH 4 0 11 00 1 1 0 66H5 01 1 0 1

13、 1 0 16DH 6 01 1 1 1 1 0 1 7DH 7 00 00 0 1 11 07H 8 0 1 1 11 1 1 1 7FH 9 0 1 10 1 1 1 1 6FH 3总体方案：基于单片机系统的篮球赛计时计分器的系统构成图如下图所示： 图3 系统结构图本系统采用单片机AT89C51作为AT89C51本设计的核心元件。利用7段共阴LED作为显示器件。在此设计中共接入了8个7段共阴LED显示器，其中4个用于记录AB队的分数，每队2个LED显示器显示范围可达到099分，足够满足赛程需要，另外4个LED显示器则用来记录赛程时间，其中2个用于显示分钟，2个用于显示秒钟。赛程计时采用到计

14、时方式。即比赛前将时间设置好，比赛开始时启动计时，直至计时到零为止。计时范围可达到099分钟，也完全满足实际赛程的需要。其次，为了配合计时器和计分器校正调整时间和比分，我们特定在本设计中设立了11个按键，其中8个用于设置，交换场地，启动和暂停等功能。二. 硬件电路设计及描述1.硬件原理电路系统硬件图如下图4所示：记分图如下图5所示:计时图如下图6所示:2.硬件电路设计及描述硬件部分的设计是整个设计中的一个重要部分。在进行硬件部分设计时，首先要确定元器件，并且知道这些器件的工作原理和功能。然后才可以进行设计。本设计的硬件电路包括两部分：计时电路、计分电路。硬件电部分的设计除了硬件电路的设计，还包

15、括PCB板的绘制。 三. 软件思想及流程1 主流程图8： 2. 记分流程图9:比分显示程序：DISPF:MOV R0,#34H MOV R3,#7FH MOV A,R3PLAYF:MOV P2,A MOV A,R0 MOV DPTR,#DSEG1 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DL1 MOV P2,#0FFH MOV A,R3 RR A JNB ACC.3,LD1 INC R0 MOV R3,A LJMP PLAYF AJMP LD1 键盘扫描子程序3. 时间中断流程图10时间中断程序：TIME: PUSH ACC PUSH PSW MOV TH0,#0D8H MO

16、V TL0,#0F0H DJNZ R2,RET0 MOV R2,#64H MOV A,20H CLR C DEC A MOV 20H,A MOV A,21H CJNE A,#00H,PFF ;非0分跳转; MOV A,20H CJNE A,#00H,PFF ;非0分0秒情况跳转; CLR TR0 ;比赛结束停止计时; MOV 20H,#00H MOV 21H,#00H MOV 32H,#00H MOV 33H,#00H LCALL MINGYIN MOV 21H,26H MOV 30H,#00H MOV 31H,#00H MOV 32H,24H MOV 33H,25H LJMP RET0PFF

17、: MOV A,20H CJNE A,#0FFH,OUT MOV 20H,#59 ; MOV 30H,#09H MOV 31H,#05H MOV A,21H DEC A MOV 21H,AOUT: MOV A,20H MOV B,#0AH DIV AB MOV 30H,B MOV 31H,A MOV A,21H MOV B,#0AH DIV AB MOV 32H,B MOV 33H,ARET0: POP PSW POP ACC RETIYANSHI:PUSH ACC ;定时器1中断 PUSH PSW MOV TH1,#0D8H MOV TL1,#0F0H DJNZ R2,RET1 MOV R2

18、,#64H DJNZ 39H,RET1 MOV 39H,#03H ;TIAN HEIHEI MOV R2,#64H CLR TR1 CLR P3.6RET1: POP PSW POP ACC RETI时间显示程序：DISPT: MOV R0,#30H MOV R3,#0F7H MOV A,R3PLAYT:MOV P2,A MOV A,R0 MOV DPTR,#DSEG1 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DL1 MOV P2,#0FFH MOV A,R3 RR A JNB ACC.7,LD1 INC R0 MOV R3,A LJMP PLAYTLD1: RET4. 源程

19、序代码见附录一四. 硬软件的调试过程及调试方法1.进入比赛，先设置时间为一节或者半场。默认是12分钟（按下“A+1”进行分钟加1，按下“A-1”进行分钟减1），如图11 图112.按下“K1”开始比赛或者暂停，如图123.上面的液晶显示为计时显示。下面的液晶显示为分数显示“左侧为攻左半场的队的分数，右侧为攻右半场的对的分数。”换场后依然如此。4按下“K2”交换场地，重新计时。5A+1，A+2，A+3，A-1，B+1，B+2，B+3，B-1进行两队分数调整五课程设计心得体会俗话说：好的开始是成功的一半。说起课程设计，最重要的就是做好设计的预习，认真的研究老师给的题目，选一个自己感兴趣的题目。其次

20、，老师对课程设计的讲解要一丝不苟的去听去想，因为只有都明白了，做起设计就会事半功倍。最后，要重视程序的模块化，修改的方便，也要注重程序的调试，掌握其方法。本次设计，我查阅了相关书籍，做好各项准备后才开始进行设计，本次设计测试结果以及不足之处：计时电路可完成倒计时、暂停、继续等功能，在比赛时间到后可进行报警。记分电路工作正常，可完成对比分的刷新与暂存。但在测试过程中发现，在比赛上半场时间到后，不能进行比分的交换。进行分析后得出结论如下：系统电路部分设计没有原则性的错误，在制版的过程中注意了走线，因此硬件部分功能完好。但因为软件系统编写方面的疏忽，在比分交换及计时部分没有能很好的实现。除此之外，软

21、件达到了系统的要求。通过课程设计，发现了我们的很多不足，我们知识的很多漏洞，看到了我们的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。在这个过程中，我们也曾经因为实践经验的缺乏失落过，也曾经仿真成功而热情高涨。通过单片机课程设计，我们加深了对单片机理论的理解，学回了怎样将理论很好地应用到实际当中去，而且我们还学会了如何去培养我们的不畏困难的挑战精神，从而不断地战胜自己，超越自己，我们在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻易言弃。设计过程，也好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，也许这就是在对我们提出了挑战，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。此次课程设计充分锻炼了我们

22、的设计能力和团队合作能力，给我们注入了一些全新的认识，为我们以后的设计和实验奠定了基础，也为引导我们以理论结合实践起到重要意义。附录一：源程序代码ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP CHANGEORG 000BH LJMP TIMEORG 0013HLJMP TIAOSHIORG 001BHLJMP YANSHIMAIN: MOV SP,#50H MOV TCON,#04H MOV 20H,#00H ;秒 MOV 21H,#0CH ;分 MOV 22H,#00H ;A队分数; MOV 23H,#00H ;B队分数; MOV 24H,#02H ; MOV 25H,#0

23、1H MOV 26H,#0CH ;分钟定时区; MOV 30H,#00H ; MOV 31H,#00H ;时间缓冲区; MOV 32H,#02H ; MOV 33H,#01H ; MOV 34H,#00H ; MOV 35H,#00H ;分数显示缓冲区; MOV 36H,#00H ; MOV 37H,#00H ; MOV 39H,#03H ;TIAN HEIHEI MOV TMOD,#11H MOV TH0,#0D8H MOV TL0,#0F0H MOV TH1,#0D8H MOV TL1,#0F0H MOV IE,#10001111B MOV IP,#05H MOV R2,#64H CLR

24、P3.6START:LCALL DISPT LCALL DISPF JNB P1.0,PP1 ;A队加一分 JNB P1.1,PP2 ;A队加两分 JNB P1.2,PP3 ;A队加三分 JNB P1.3,PP4 ;A队减一分 JNB P1.4,PP55 ;B队加一分 JNB P1.5,PP66 ;B队加两分 JNB P1.6,PP77 ;B队加三分 JNB P1.7,PP88 ;B队减一分 JB P3.0,START LCALL DELAY JB P3.0,STARTSTOP1:JNB P3.0,STOP1 LCALL DELAY JNB P3.0,STOP1 CPL TR0 ;按键奇数次开

25、始，偶数次暂停 LJMP STARTPP55: LJMP PP5PP66: LJMP PP6PP77: LJMP PP7PP88: LJMP PP8PP1: LCALL DELAY JB P1.0,PPBSTOP11:JNB P1.0,STOP11 LCALL DELAY JNB P1.0,STOP11 INC 22H MOV A,22H LJMP STOREAPP2: LCALL DELAY JB P1.1,PPBSTOP22:JNB P1.1,STOP22 LCALL DELAY JNB P1.1,STOP22 MOV A,22H ADD A,#02 MOV 22H,A LJMP STOR

26、EAPP3: LCALL DELAY JB P1.2,PPBSTOP33:JNB P1.2,STOP33 LCALL DELAY JNB P1.2,STOP33 MOV A,22H ADD A,#03 MOV 22H,A LJMP STOREAPP4: LCALL DELAY JB P1.3,PPBSTOP44:JNB P1.3,STOP44 LCALL DELAY JNB P1.3,STOP44 DEC 22H MOV A,22HSTOREA:MOV B,#0AH DIV AB MOV 34H,B MOV 35H,APPB: LJMP STARTPP5: LCALL DELAY JB P1.

27、4,PPCSTOP55:JNB P1.4,STOP55 LCALL DELAY JNB P1.4,STOP55 INC 23H MOV A,23H LJMP STOREBPP6: LCALL DELAY JB P1.5,PPCSTOP66:JNB P1.5,STOP66 LCALL DELAY JNB P1.5,STOP66 MOV A,23H ADD A,#02 MOV 23H,A LJMP STOREBPP7: LCALL DELAY JB P1.6,PPCSTOP77:JNB P1.6,STOP77 LCALL DELAY JNB P1.6,STOP77 MOV A,23H ADD A,

28、#03 MOV 23H,A LJMP STOREBPP8: LCALL DELAY JB P1.7,PPCSTOP88:JNB P1.7,STOP88 LCALL DELAY JNB P1.7,STOP88 DEC 23H MOV A,23HSTOREB:MOV B,#0AH DIV AB MOV 36H,B MOV 37H,APPC: LJMP STARTDELAY:MOV R4,#5HDL00: MOV R5,#0FFHDL11: DJNZ R5,DL11 DJNZ R4,DL00 RET;时间中断程序;TIME: PUSH ACC PUSH PSW MOV TH0,#0D8H MOV TL0,#0F0H DJNZ R2,RET0 MOV R2,#64H MOV A,20H CLR C DEC A MOV 20H,A MOV A,21H CJNE A,#00H,PFF ;非0分跳转; MOV A