基于AT89C51单片机的篮球计分器设计与实现

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该文档是关于基于单片机的篮球计分器课程设计的详细内容,涵盖了课程设计的主要部分。课程任务是设计一个能实时显示篮球比赛时间(包括分钟和秒)、记录甲乙两队分数以及进行比赛倒计时的计分器。设计者使用的是AT89C51单片机,核心组件包括7段共阴LED作为显示器件,包括一个四位LED用于显示时间,两个两位LED分别用于显示队伍分数,确保分数范围为0到99。 设计要求明确,需实现以下功能: 1. 显示分钟数和秒数,支持通过调时按钮调整小时和分钟。 2. 利用Proteus软件进行电路设计和仿真,确保硬件的正确性和稳定性。 3. 掌握并口驱动数码管动态显示的方法,即如何有效地控制LED数码管以实时更新显示。 4. 结合硬件和软件,编写和校验程序,提升实际操作技能和理论与实践的结合能力。 课程设计的主要参考资料涵盖了单片机原理、接口技术、应用技术、电子线路设计以及单片机C语言编程等教材,为设计提供了理论支持。 文档还强调了篮球计分系统的重要性,它是体育比赛计时计分系统的一部分,对于实时性、可靠性和与其他设备的兼容性有高要求。单片机在这样的系统中扮演了关键角色,因为它可以集成多种功能并提供高效的数据处理和控制。 设计过程包括系统总体方案设计、硬件设计(包括时钟电路模块、复位电路模块和总硬件电路图)、软件设计(如加分程序、LED显示程序和交换程序)以及软硬件调试。最后,文档总结了整个设计的目标、方法和感谢部分,并列出了参考文献和附录。 这份课程设计旨在培养学生的单片机应用技能,通过实际项目训练他们的硬件设计、编程和调试能力,使之能在实际篮球计分器中发挥关键作用。
2023-02-27 上传
1 1 概述 3 1.1 研究背景 3 1.2 基本功能及设计思路 4 2 总体方案设计 5 2.1 方案选取 5 2.2 总体设计 5 3 硬件电路设计 6 3.1 电源电路 6 3.2 晶振电路 7 3.3 键盘电路 7 3.4 复位电路 8 3.5 显示电路 8 4 系统软件设计 9 4.1 主程序设计 10 4.2 加分程序设计 10 4.3 交换程序设计 12 4.4 LED显示程序设计 13 4.5共阴极数码管字形表 13 5 总结 14 参考文献 15 附录1 系统原理图 15 附录2 源程序 16 附录3 系统调试 21 1 概述 1.1 研究背景 基于单片机的篮球计分器设计全文共19页,当前为第1页。在这个电子信息技术迅速普及的今天,人们对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。 基于单片机的篮球计分器设计全文共19页,当前为第1页。 在智能化产品中,单片机的应用已经越来越广泛,单片机以它体积小、质量轻、耗电省、可靠性高、价格低等优点,开始不断发展,并广泛应用于仪器仪表、家用电器、医疗设备、航天航空领域、工业专用设备的管理及过程控制等领域,在很多的大中型的电气设备以及小型的电子产品中也用到了单片机进行控制。单片机把我们带入了智能化的电子领域,许多繁琐的系统若由单片机进行设计,便能收到电路更简单、功能更齐全的良好效果。若把经典的电子系统当作一个僵死的电子系统,那么智能化的现代电子系统则是一个具有"生命"的电子系统。 本设计就是基于单片机设计篮球计分系统,通过串口通信动态传输数据,使计分系统有了更多更完善的功能。单片机系统的硬件结构给予了篮球计分器系统"身躯",而单片机的应用程序赋予了其新的"生命",使其在传统的篮球计分器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等特色。 1.2 基本功能及设计思路 1、利用89C51单片机设计篮球计分器系统,实现以下功能 用4位LED显示器显示两队分数; 能够随时手动对A、B两队分别计分; 能够手动实现A、B两队的分数位置随场地交换而对应调换。 2、设计思路: 以AT89C51单片机为核心元件,利用独立式键盘控制,使4位共阴极LED 数码管以静态显示方式实时记录A、B两队的分数。独立式键盘由K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8构成。其功能如下: K1、K2:加1分; K3、K4:加2分; K5、K6:加3分; K7:半场换分; K8:显示复位。 基于单片机的篮球计分器设计全文共19页,当前为第2页。A、B两队分别占用两位LED显示器,显示范围为0~99,能够基本满足一般比赛需要。 基于单片机的篮球计分器设计全文共19页,当前为第2页。 2 总体方案设计 2.1 方案选取 单片机在各种电子产品中的应用已经越来越广泛,很多的电子产品利用单片机所取得的便利得到了人们的好评,针对基于单片机的篮球计分器的设计要求,实现其功能的方案有多种,现列举如下: 方案(一)按键控制每次各队的加分值为1分或2分,如若进3分球,则需两键相加。并由半场换分按键和复位功能。分数通过4位LED显示器动态显示; 方案(二)系统采用三个按键控制每次各队的加分值为1分、2分或3分。同样也有半场换分按键和复位功能。并通过4位LED显示器静态显示分数。 这二个方案都是基于单片机控制的,通过按键加分及数码管显示,不同的设计部分在于按键的数量和显示方式的选取上。 方案(一)的按键数量较少,加上交换按键和复位按键共需要6个,但也能完成基本功能。不过在显示方面,动态方式编程较为复杂。 方案(二)的按键虽然较多,但功能齐全,使用方便。并且电路不是太过复杂,编程较为简单。 最终方案:经过以上比较,方案(一)按键使用不方便,且软件设计复杂。因此选用方案(二),即以8位独立式键盘分别实现加1分、加2分、加3分、半场换分和显示复位的功能,并用4位共阴极LED显示器以静态显示方式显示分数。 2.2 总体设计 篮球计分器的设计是基于满足设计要求的前提并且根据理论上的可实现性和硬件上的经济实用性,而进行设计的重要环节。本节从人们对系统功能需求出发,在综合考虑各种因素的情况下,设计出篮球计分器的总体构架。 1、加分功能设计:通过显示缓冲区为中间加分媒介。每当按键按下时,首先通过外部中断源实现中断,进入中断后判断键值再进入相应加分子程序,对相应显示缓冲区加分。 2、分数调换功能:同样是利用外部中断源实现中断,中断服务程序应能实现中场分数位置调换的功能。 基于单片机的篮球计分器设计全文共19页,当前为第3页。3、分数显示功能:用同步移位寄存器74HC164实现4位LED数码管静态显示。通过查表指令在字