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 【单片机篮球计时计分器设计】 本设计的核心是使用AT89C52单片机构建一个篮球比赛用的计时计分器。该设备具备广泛的计时范围，支持小时和分钟的调整，并且能灵活地显示比赛得分。计时和计分显示都采用了共阴极LED技术，通过动态扫描方式实现清晰的视觉效果。 硬件设计中，P3口的P3.0至P3.3被用作共享扫描口，P0口负责输出计时数据，P2口处理计分数据。此外，40H-43H存储区域为计分显示缓冲区，30H-33H为计时显示缓冲区。设计包括六个按键：K1用于甲队加分，K2用于乙队加分，K3用于切换定时与计时模式，K4用于调整分钟，K5则用于交换两队分数显示。这些按键连接到P1口，采用低电平有效的方式。 报警系统采用扬声器，当计时时间到达时，通过P1.3口输出低电平脉冲驱动扬声器发出声音。计时与定时原理类似定时闹钟，通过比较定时和计时的分钟计数来判断比赛状态。定时有效性通过秒位显示判断，00表示无效，11表示有效。定时结束，扬声器报警，按K3键可停止报警。 软件设计方面，包含程序流程图和程序分析，通过PROTEUS软件进行仿真，以验证设计的正确性和可靠性。课程设计不仅锻炼了学生的实践能力，也是理论知识与实际应用相结合的重要环节，有助于培养未来的单片机开发者掌握实际问题解决技巧。 单片机，即微型计算机，集成在单一芯片上，包含了计算机的基本组件如CPU、内存和总线系统。MCS51系列的8031单片机是早期的成功范例，随着时间推移，单片机技术不断进步，从8位、16位发展到32位，性能大幅提升，价格下降，广泛应用于各种领域，包括消费电子产品和工业控制。现代的高端32位单片机可以运行嵌入式操作系统，甚至像Windows和Linux这样的通用操作系统，展现了单片机在当今计算技术中的重要地位。