毕业设计（论文）篮球计分器的设计.doc

《毕业设计（论文）篮球计分器的设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）篮球计分器的设计.doc（30页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、摘 要 本设计是采用单片机STC89C52作为核心控制系统，利用1602aLCD作为核心显示器。同时加上一些键盘输入电路对系统进行控制，再加上蜂鸣器等辅助器件，从而构成一个可以满足一些基本功能的篮球计分器。这个系统可以以倒计时的方式显示每节剩余比赛时间，可以用键盘控制比赛的暂停、开始、两队的比分加减、当前比赛节次以及剩余进攻时间，并且每节比赛节束时都有3s的声音提示，24s进攻时间快用完是也有短暂的声音提示。使用时按键操作简洁明了。1602a液晶显示器可以显示16*2的字符满足了本此设计的显示要求，同时1602具有低功耗、体积小等特点因此完全可以作为本次设计的显示器件。关键词：stc89c52

2、;按键输入;1602A；篮球记分器ABSTRACTThis design is used with SCM STC89C52 as the core control system.Use of 1602aLCDas the core display.At the same time plus some keyboard input circuit to control the system, coupled with the buzzer and other auxiliary devices, so as to constitute a to meet some of the basic f

3、eatures basketball scoring. This system can display a countdown to each section of the remaining game time, you can use the keyboard to control the suspension of the game to start, both teams score addition and subtraction, the current game section, and the remaining attack time, and each section ga

4、me section beam has a 3s the voice prompts 24s attack time is running out is also a short voice prompts. Using the key operation clear and concise. 1602a LCD monitor can display 16 * 2 character to meet this this design requirements, while 1602 has a low power consumption, small size and other chara

5、cteristics can be used as the display of the design.Key words: stc89c52;key input;1602A;Basketball scoring device 目录摘 要IABSTRACTII1 引言1 1.1 设计意义1 1.2 系统实现的基本功能12 方案选择和设计思想3 2.1 系统显示部分3 2.1.1 1602a各个接口说明3 2.2 单片机设计模块4 2.3 键盘部分介绍53 硬件设计63.2 工作原理73.2.1 LCD显示器LCD160273.2.2 时钟电路73.2.3 复位电路84 软件设计流程及描述10

6、4.1 系统模块层次结构图10 4.2 程序流程图11总结12附录1 实物图13附录2 总原理图14附录3 系统程序16参考文献26致谢271 引言1.1 设计意义 在这个电子信息技术迅速普及的今天，人们对电子电子产品的需求越来越多。二十一世纪的今天，科学技术迅猛发展，时代前进的脚步越迈越宽，应用自动化设备,现代化通讯，计算机处理,数字化信息,现代化显示设备等一些高新技术使人类迈向智能化发展。目前单片机在我们生活各个领域无处不在。导弹的导航系统，飞机上的各种仪表的控制，工业自动化实现过程中的实时控制以及数据处理，计算机采用的网络通讯和数据传输，在生活中被广泛使用的智能IC卡，民用轿车的安全系统

7、，录像机、洗衣机、摄像机，以及遥控玩具和一些电子玩具等等，以上这些全都离不了单片机。更不用说那些自动控制机器人、医疗器械、智能仪表了。可见无论是军事还是民用等各个领域都离不开单片机。通过这次篮球计分牌的设计，我可以更清楚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STC89C52单片机的原理和结构进行讲述，熟悉了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，对我以后工作学习也有帮助。 本次设计用由STC89C52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

8、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。篮球比赛计时计分器是为了解决篮球比赛时计分与计时准确的问题。此装置利用单片机STC89C52完成了计时和计分的功能。本文详细地介绍了系统硬件与软件的设计过程，采用该装置可根据实际情况进行比分修改和时间的准确显示，具有低功耗，可靠性，安全性以及低成本等特点。1.2 系统实现的基本功能这次设计实现了以下功能：一.单节比赛12分钟以倒计时的方式显示，可以随时控制显示时间暂停和开始。二.显示两队得分，按键输入可以修改分值，每队各有+1、1两个按键，按照实际情况对比分进行调节。三.24秒进攻时间倒计时显示，时间还有3s时蜂鸣器会滴滴的响两

9、声提醒队员进攻时间不多了，24s结束喇叭再次响起，比赛暂停。且显示每一个节次，节次可调，每一小节比赛结束时蜂鸣器会响三秒提示场上队员本节比赛结束。2 方案选择和设计思想 我通过分析题目所要实现的要求，分析此次系统设计主要可以分为三个部分，一是系统显示部分，二是单片机设计部分，三是键盘输入部分。2.1 系统显示部分在显示部分的设计中，开始想到了用常用的LED作为显示部分，但是这样的话就要用到多达10块的led对于硬件的连接是十分不利的，于是想到了方便但是没有接触过的LCD显示，因此也导致编程上有了一定程度的难度。下面开始对1602a液晶显示作一个个简单的介绍。2.1.1 1602a各个接口说明

10、1602采用标准的16引脚接口，如下：第1引脚：VSS为地电源第2引脚：VDD接5V正电源第3引脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位调整对比度。第4引脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5引脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。第6引脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第

11、714引脚：D0D7为8位双向数据线。第15引脚：背光电源正极。第16引脚：背光电源负极。1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。 LCD 1602A引脚如表图1所示。引脚号引脚名电平输入输出 作用1VSS电源地2VDD+5v3VO对比度调整电压4RS0/1输入0=输入指令1=输入数据5RW0/1输入0=向lcd写入数

12、据或指令1=从lcd读取信息6E1,10输入使能信号，1=读取信息1（下降沿）执行指令7D00/1输入/输出数据总线8D10/1输入/输出数据总线9D20/1输入/输出数据总线10D30/1输入/输出数据总线11D40/1输入/输出数据总线12D50/1输入/输出数据总线13D60/1输入/输出数据总线14D70/1输入/输出数据总线15AVCC背光电源正极16K地背光负极图 1 1602A 引脚图2.2 单片机设计模块 在单片机设计模块中，stc89c52单片机作为控制器。该单片机扩展功能强，软件编程灵活，自由度大，可通过软件编程实现各种算法和逻辑控制，并具有功耗低、体积小、技术成熟等优点，

13、使其广泛应用于各个电子控制系统，完全能满足本系统的功能需求。 单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）简称单片机，是指在一块芯片上集成了中央处理器CPU、随机存储器RAM、程序存储器ROM或EPROM、定时器计数器、中断控制器以及串行和并行IO接口等部件，构成一个完整的微型计算机。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。 STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-Flash Programable and Erasa

14、ble Read Only Memory ）的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。 本次设计采用常用的AT89C51，其基本结构框图如图2CPU4KB ROM128字节的RAM定时器计数器并行IO接口串行接口中断系统时钟源图2 单片机结构框图STC89C52简介 P0：双向I/O口，寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口；不接外部存储器时可作为8位准双向I/O口使用。引脚为39-32。 P1：8位双向I/O口，P1口写入1后可作为输入，引脚为1-8。 XT

15、AL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入，引脚为19。 XTAL2：来自反向振荡放大器的输出，引脚为18。 P3口介绍如图3所示： 位线引脚功能P3.0/RXD10串行口输入P3.1/TXD11串行口输出P3.2/INT012外部中断0输入P3.3/INT113外部中断1输入P3.4/T014定时器T0外部计数脉冲输入P3.5/T115定时器T1外部计数脉冲输入P3.6/WR16片外RAM写选通P3.7/RD17片外RAM读选通图3 P3口引脚图2.3 键盘部分介绍此部分由7个按键开关组成，.其中K1作为开始/暂停键，k2键是24s进攻时间重置，k3键可以调整节次，k4键A 对比分

16、加1，k5 A队比分减1，k6键B 队比分+1，k7 B 队比分减13 硬件设计3.1 电路系统框图 基于单片机系统的球赛计时计分器的系统构成框图，如图4所示单片机复位电路Lcd1602时钟电路键盘电路 图4 系统框图 该系统包括单片机AT89S51，时钟电路，复位电路，按键控制电路，及LCD显示器五部分。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。其原理图如图所示3.2 工作原理3.2.1 LCD显示器LCD1602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

17、=1从LCD读取信息，E是使能信号。D0D7与P3相连是数据总线。3.2.2时钟电路STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如图3(a) 所示，在RXD和TXD引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.212MHz之间选择，电容值在530pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。外部方式的时钟电路如图3（b）所示，RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度

18、，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。示，RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。 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

19、系统正常工作的基准震荡定时信号。下图是晶振电路，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。其中接地用来削减谐波对电路的稳定性的影响。3.2.3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22的电容。其电路连接方式如下图。当单片机的复位引脚RESET出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时

20、，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。除PC之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表一所示。寄存器复位状态寄存器复位状态PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0-P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUF不定IE0X000000BPCON0XXX0000BTMOD00H表一 一些寄存器的复位状态（2）复位信号及其产生RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期(即二个机器周期)以上。若使用颇率为6MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4u

21、s才能完成复位操作。整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号(RST)送至施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。这佯，只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的；而按键脉冲复位则是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的，STC89C52具体介绍如下：

22、 主电源引脚（2根）VCC(Pin40)：电源输入，接5V电源GND(Pin20)：接地线外接晶振引脚（2根）XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端控制引脚（4根）RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。可编程输入/输出引脚（32根）STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别

23、位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。PO口（Pin39Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0P3.7 STC89C52主要功能如表二所示。主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通

24、道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能表二 STC89C52主要功能3.2.4按键电路本设计共有7个设置按键，分别为+1，-1，暂停，设置节次按键。按键与P0口相接。4 软件设计流程及描述4.1 系统模块层次结构图 液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每一条指令前要确认模块的忙标志，低电平便是不忙，否则此指令失效。在对液晶模块的出事化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符是光标是自动右移的，无需人工干预。每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙状态。系统层次结构图如图4.1所示。系统开始时需要对定时器和LCD进行初始化。单片机需要

25、对按键进行判断，判断是否有按键按下，并判断是那个按键按下，所以需要写入按键扫描函数。比赛中需要暂停或休息，所以又需要写入延时函数。另外显示器要显示数据也需要写入程序让其读取信号。写数据函数主函数定时器初始化函数化函数写指令函数写字符函数LCD初始化函数按键扫描函数延时函数显示时间函数读忙信号判断函数图4 系统层次结构图4.2 程序流程图定时器T0,T1及LCD的初始化，T0 计每一小节的倒计时时间，T1计当前时间。按键与P0口相接，读取P0口的数据判断是否有按键按下，若没有按键按下则继续返回读取P0口的数据。若有按键按下就判断是哪个键按下，各个键的作用是：A队加一分，A队减一分；B队加一分，B

26、队减一分，暂停/暂停复位，节次加一。等待按键释放并将时间，分数，节次经P2，P3口输出在LCD上显示。其总的流程图如下图 开始 定时器 lcd初始化 读取P0 的值 是否按有键按下那个键按下A比分加1暂停B比分减1B比分加1A比分减1节次待按键释放将时间分数节次 通过P0口显示 程序流程图总结 通过本次本次课程设计的实践，发现了自己的很多不足，首先是自己知识掌握很多都一知半解，实践经验及动手能力比较薄弱，不管是程序设计阶段还是实际调试阶段都出现了很多错误。 在设计过程中，我经历了很多，也学到了很多，对于程序的改写一筹莫展的时候也有，此次设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会

27、，从事职业工作前一个必不少的过程。“实践出真知”，通过这次课程设计，我认识到只有理论联系实践才可以把所学的东西真正掌握。 此次课程设计让我进一步了解了单片机的实际设计过程，了解了基本的设计方法和调试过程的基本步骤，以及学会了制板。在这过程中出现了很多问题，在此特别感谢同学们的细心指导和帮助，以及指导老师*对我的系统设计和硬件调试过程帮助和指导，有了他们我的设计才有了实物制作成功的保证。附录1 实物图附录2 总原理图 附录3 系统程序#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit lcdrs=P20;sbit lc

28、drw=P21;sbit lcden=P22;sbit k1=P10; /暂停sbit k2=P11; /24秒归零sbit k3=P12; /节数调整sbit k4=P13; /A队比分加一sbit k5=P14; /A队比分减一sbit k7=P16; /B队比分加一sbit k6=P17; /B队比分减一sbit beep=P26;uchar num,m,tt,d,e,f,g,k,l;uint o,p;uchar code table=A 000 12:00;uchar code table0=B 000 24s 1th;void init();void delay(uint);void

29、 write_com(uchar); void write_data(uchar); void display_a();void display_b();void display_1();void display_2();void main()init();write_com(0x80);for(num=0;num11;num+)write_data(tablenum);write_com(0x80+0x40);for(num=0;num0;x-)for(y=z;y0;y-);void write_com(uchar com)lcdrs=0;P0=com;delay(5);lcden=1;de

30、lay(5);lcden=0;void write_data(uchar da)lcdrs=1;P0=da;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;void display_a()uchar a,b,c;a=o/100;b=o%100/10;c=o%10;write_com(0x80+2);write_data(0x30+a);write_com(0x80+3);write_data(0x30+b);write_com(0x80+4);write_data(0x30+c);void display_b()uchar h,i,j;h=p/100;i=p%100/10;

31、j=p%10;write_com(0x80+0x40+2);write_data(0x30+h);write_com(0x80+0x40+3);write_data(0x30+i);write_com(0x80+0x40+4);write_data(0x30+j);void timer0()interrupt 1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256; tt+;if(tt=20)tt=0;g-;if(g=255)g=9;f-;if(f=255)f=5;e-;if(e=255)e=9;d-;if(d=255)d=1;e=2;f=0;g=0;TR0=

32、0;beep=0;delay(3000);beep=1;display_1();l-;if(l=255)l=9;k-;if(k=255)TR0=0;k=2;l=4;beep=0;delay(150);beep=1;display_2();if(k=0&l=3)beep=0;delay(150);beep=1;delay(150);beep=0;delay(150);beep=1;void display_1()write_com(0x80+6);write_data(0x30+d);write_com(0x80+7);write_data(0x30+e);write_com(0x80+9);w

33、rite_data(0x30+f);write_com(0x80+10);write_data(0x30+g);void display_2()write_com(0x80+0x40+6);write_data(0x30+k);write_com(0x80+0x40+7);write_data(0x30+l);参考文献1 肖洪兵. 跟我学用单片机. 北京：北京航空航天大学出版社,2002.8 2 何立民. 单片机高级教程北京：北京航空航天大学出版社，2001 3 李广第单片机基础北京：北京航空航天大学出版社，1999 4 徐惠民单片微型计算机原理接口与应用北京：北京邮电大学出版社，19965

34、周航慈. 单片机应用程序设计技术M. 北京:北京航空航天大学出版社,20026 何立民. 单片机应用技术选编M. 北京：北京航空航天大学出版社，1993.7 刘瑞新. 单片机原理及应用教程M. 北京：机械工业出版社.，20058 崔华，蔡炎光. 单片机实用技术M. 北京：清华大学出版社，2001.9 张毅刚. 单片机原理与应用设计M. 北京：电子工业出版社，200810 张毅刚. 单片微机原理及应用M. 西安: 西安电子科技大学出版社, 1994.11 房小翠. 单片机使用系统设计技术M. 北京: 国防工业出版社, 1999.致谢 在本次设计实现过程中，我遇到了很多困难，同时也得到了老师和同学的帮助，在他们的热心帮助下，才使我的这项设计得以实现。感谢同学们的细心指导和帮助，在这里还要特别地感谢我的指导老师*老师，在设计过程中多次找我问我的设计进度，解决设计中所出现的问题，不断给我提出问题和建议，以及帮我反复修改论文。