基于89C51单片机的篮球计分器设计:功能与关键技术

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该文档主要介绍了基于单片机的篮球计分器的设计,针对当前电子信息技术的快速发展,提出了将单片机技术应用于体育设备的创新实践。单片机因其体积小、功耗低、性价比高等特点,在各种领域如仪器仪表、家用电器、医疗设备等广泛应用。 1. 研究背景:随着科技的进步,人们对于智能化电子产品的依赖增强。本设计瞄准了这一需求,采用89C51单片机作为核心,旨在设计一个功能丰富的篮球计分系统,通过串口通信实现实时数据传输,提升传统计分器的智能化水平。 2. 基本功能与设计思路: - 该计分器主要功能包括: - 4位LED显示器实时显示两队的分数; - 手动输入分数,支持A、B两队分别计分; - 支持半场结束后自动交换A、B队分数的位置。 - 设计思路围绕单片机操作,通过独立式键盘控制LED数码管,实现静态显示,其中不同的键位对应不同分数的增加,如K1-K6分别对应1-6分,K7用于切换半场,K8用于复位或显示其他辅助信息。 3. 硬件电路设计:文档详细阐述了电源电路、晶振电路、键盘电路、复位电路以及显示电路的构建,确保系统的稳定性和交互性。每个部分都旨在保证计分器的高效运行。 4. 系统软件设计:主要包括主程序设计,负责控制整个系统的流程;加分程序、交换程序和LED显示程序,分别处理不同功能的实现;共阴极数码管字形表则提供了显示字符的转换机制。 5. 总结:文档最后回顾了设计的主要内容和成果,强调了单片机在智能电子设备中的重要性,并展示了单片机计分器在简化电路、降低成本和提高可靠性方面的优势。 在整个设计过程中,不仅体现了单片机在实际应用中的灵活性和实用性,还展示了电子工程师如何将理论知识与实际需求相结合,创造出满足特定场景的智能化解决方案。
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