单片机课程设计——篮球计时计分器.doc

单片机课程设计报告 篮球比赛计时计分器设计 2009年 6月18日 摘要 本设计是采用AT89C52单片机为核心设计的一个用于赛场的篮球计时计分器。本设计采用 定时器T0中断计时，显示部分分为计时和计分显示两部分，均采用共阴极LED显示。计时 部分计时范围宽，而且可定时设定与小时、分钟调整；计分部分调整灵活，显示范围宽 ，足以满足各种规模赛程需要。两个显示模块均采用动态扫描方式显示。 在本设计中P3口（P3.0——P3.3）是计时计分显示共用的扫描口，P0口是计时数据输 出口，P2口是计分数据输出口，计时计分均设有显示缓冲区（40H——43H计分显示缓冲区 ，30H——33H计时显示缓冲区）。本设计共有K1——K5六个设置按键，K1是甲加分建（按一 次加一分），K2是乙加分键（按一次加一分），K3是定时切换键（定时设置与计时调时 切换），K4是分钟调整键（计时与定时分钟调整），K5是分数位置交换键（交换甲、乙 两队比分的位置）。按键与P1口相接，低电平输入有效.。报警部分由扬声器组成，当计 时时间到时，输出低电平有效，由P1.3口输出脉冲信号驱动扬声器发出声音。计时定时 的原理与定时闹钟相同，为定时设置定时分钟计数单元，通过比较定时与计时的分计数 单元判断比赛是否结束是否报警，定时与计时共用一个显示缓冲去，通过K3（定时切换 键）进行显示切换，本设计可通过定时显示的秒位判断定时是否有效，如果秒位显示00 说明无效（上次用过的定时），显示11说明有效（本次定时）。定时时间到，扬声器报 警，比赛结束，按K3键可停止报警（否则一直报警）。 关键词：单片机 篮球计时计分器 数码管 按键 报警器 目录 1 概述 3 1.1单片机简介 3 1.2课程设计的意义 4 1.3任务与要求 4 2 系统总体方案及硬件设计 5 2.1、系统总体方案设计 5 2.2、硬件系统设计 5 2.2.1单片机的选择 5 2.2.2、时钟电路模块 6 2.2.3、复位电路模块 7 2.2.4、按键控制模块 8 2.2.5、数码管显示原理 8 2.2.6、定时报警模块 9 3、软件设计 10 3.1、程序流程图 10 3.2、程序分析 11 4 PROTEUS软件仿真 12 4.1、简介 12 4.2、仿真过程 12 5、调试分析 15 6、课程设计心得体会 16 参考文献： 16 附1、源程序代码 17 附2、系统原理图 24 1 概述 1.1单片机简介 单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块 小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总 线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围 设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统 集成在一块芯片上。 　　单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域 。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设 备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格 的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机 和专用处理器的发展便分道扬镳。 　　早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能 不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的 单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单 片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展 ，单片机技术得到了巨大的提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位 ，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年 代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期 的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代 单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应 用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接 使用专用的Windows和Linux操作系统。 1.2课程设计的意义 课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力 的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日 异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域， 在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片 在当代科技教育与实践中，单片机技术的应用日益广泛，尤其是在控制、通信与自动化的各个领域。单片机课程设计不仅是学习单片机理论知识的重要实践环节，更是培养技术应用和创新能力的关键途径。在这一背景下，设计一个篮球计时计分器不仅具有教学意义，也能够锻炼学生的实际操作能力，体现了理论与实践相结合的教育理念。 单片机篮球计时计分器设计以AT89C52单片机为核心，是一款功能全面的计时计分设备，特别适用于篮球等体育比赛。它的计时范围宽广，足以覆盖从分钟到小时的计时需求，同时通过共阴极LED显示，使得时间与分数的显示效果清晰可见。设计中特别关注用户交互体验，通过六个按键实现各项功能操作，如分数的加减、定时与计时模式的切换，以及分钟的设定等，均能通过简单的按键操作完成，操作简便，直观易懂。 在硬件设计方面，单片机篮球计时计分器利用了P3、P0、P2等端口实现数据的输入输出，同时采用动态扫描技术确保显示信息的稳定性和可靠性。设计中还特别加入了报警系统，当设定时间到达时，扬声器会发出声音提醒，确保比赛在规定时间内进行，增加了产品的实用性。 软件设计环节，通过对程序流程图的分析与编写，构建起整个计时计分器的逻辑框架。编程不仅需要考虑算法的精确性和程序的效率，还要确保用户界面的友好性和操作的便捷性。借助PROTEUS等仿真软件，可以在实物制作前对整个系统进行验证，检查是否存在设计上的缺陷，以提高产品的稳定性和可靠性。 总体而言，单片机课程设计对于学生来说是一次宝贵的实践机会，它不仅能让学生将课堂上学到的理论知识应用于实际问题的解决中，还能通过动手操作激发学生的创新意识，培养他们分析和解决问题的能力。同时，设计篮球计时计分器的过程也能够让参与者对单片机技术的深入理解，为未来在这一领域的深入研究或工作打下坚实的基础。 在现代电子技术飞速发展的今天，单片机技术已经渗透到我们生活的方方面面。从早期的8位单片机到如今的32位甚至更高性能的单片机，技术的不断进步为我们的生活带来了前所未有的便利。在消费电子、工业控制等领域，单片机已经成为不可或缺的核心技术。而随着单片机性能的提升，其在智能设备中的应用也呈现出爆炸性增长的趋势。因此，对于学习电子技术的学生来说，掌握单片机技术是十分必要的。通过本课程设计，学生不仅能够学习到单片机的应用知识，更能领会到技术与创新的结合，为未来的职业生涯铺设坚实的道路。