单片机AT89C51篮球计分器设计

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0 下载量 184 浏览量 更新于2024-06-27 2 收藏 365KB DOC 举报
"这篇文档是关于使用单片机AT89C51设计篮球计分器的详细报告,包括设计概述、系统方案、硬件设计、编程设计、软件仿真和调试分析。" 这篇文档主要介绍了基于单片机AT89C51设计的篮球计分器。计分器采用了7段共阳LED显示器来显示两支球队的得分,每个显示器可显示0到99分。通过按键S1、S2和S3分别对应加1分、2分和3分,S4键用于减分。系统设计简单易用,便于安装,可以替代传统的计时计分方法。 在系统总体方案中,AT89C51单片机作为核心,负责处理输入和输出,控制计分的增加和减少。AT89C51是一款广泛应用的微控制器,集成了CPU、RAM、ROM和多个I/O端口。它的特点是集成度高、功能强大、通用性好,且具有体积小、能耗低、价格实惠等优点。数码管显示原理部分,解释了如何通过控制7段LED来显示数字,以及如何通过共阳极接法来实现高电平熄灭、低电平点亮。 编程设计部分,重点讨论了定时/计数器的使用。定时/计数器是单片机中的重要模块,可以通过捕捉外部脉冲的下降沿进行计数。计数器初始化涉及计算计数器初值、设置工作模式、加载初值以及启动定时器。此外,文档还提到了中断服务的编程,这对于实时响应按键操作至关重要。 Proteus软件仿真部分介绍了这款工具,它是一个流行的电子设计自动化软件,用于模拟硬件电路。在仿真过程中,设计者可以验证硬件设计的正确性和程序的运行效果。 调试分析部分,作者可能讲述了在实际操作中遇到的问题以及解决方案,以确保计分器的准确性和稳定性。 心得体会部分,作者分享了在设计过程中的学习和经验,可能是关于单片机编程、硬件连接和问题解决的个人感悟。 整个设计展示了单片机在体育器材智能化方面的应用,不仅适用于篮球比赛,稍作调整也可用于其他球类比赛。通过这个项目,读者可以深入理解单片机控制系统的设计思路和实现方法,以及如何结合硬件和软件实现复杂功能。
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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