畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于單片機(jī)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器設(shè)計(jì)

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畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于單片機(jī)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器設(shè)計(jì)_第1頁(yè)

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1、　　基于單片機(jī)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器設(shè)計(jì)　　摘要：本設(shè)計(jì)是基于AT89C51單片機(jī)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器，利用7段共陰LED作為顯示器件。在此設(shè)計(jì)中共接入了1個(gè)四位一體7段共陰LED顯示器，2個(gè)三位一體7段共陰LED顯示器，前者用來(lái)記錄賽程時(shí)間，其中2位用于顯示分鐘，2位用于顯示秒鐘，后者用于記錄甲乙隊(duì)的分?jǐn)?shù)，每隊(duì)2個(gè)LED顯示器顯示范圍可達(dá)到0~999分。賽程計(jì)時(shí)采用倒計(jì)時(shí)方式，比賽

2、開(kāi)始時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)，直至計(jì)時(shí)到0為止。　　為了配合計(jì)時(shí)器和計(jì)分器校正調(diào)整時(shí)間和比分，我們特定在本設(shè)計(jì)中設(shè)立了7個(gè)按鍵，用于設(shè)置，調(diào)整時(shí)間，啟動(dòng)，調(diào)整分?jǐn)?shù)和暫停等功能。采用單片機(jī)控制是這個(gè)系統(tǒng)按鍵操作使用簡(jiǎn)潔，LED顯示，安裝方便。　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) ；計(jì)時(shí) ；計(jì)分；顯示器；接口　　Design of B

3、asketball timing Scoring Device Based on SCM　　Abstract：The design is based on AT89C51 microcontroller timing basketball scoring device, the use of 7 as a common cathode LED display.In this design, th

4、e CPC has an access to one of four 7-segment common cathode LED display, 2 Trinity 7 common cathode LED displays, the former is used to record the race of time, of which 2 used to display the minutes, 2 seconds to displa

5、yminutes, which is used to record scores and B teams, each team two LED display shows the range of 0 to 999 points can be achie　　Key words：microcontroller ； timer ； score； display ； interface</p&

6、gt;　　目錄　　1緒論1　　2系統(tǒng)方案說(shuō)明3　　2.1 方案選擇3　　2.1.1 籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀3</p

7、>　　2.1.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案3　　3統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)8　　3.1籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器電路工作過(guò)程8　　3.2系統(tǒng)硬件電路組成8　　3.2.1 主要器件選擇及介紹8　　3.2.2顯示模塊17&

8、lt;/p>　　3.2.3報(bào)警模塊18　　3.2.4時(shí)鐘電路模塊18　　3.2.5 復(fù)位電路模塊19　　3.3籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分電路原理圖20　　4 軟件編程及調(diào)試21　　4.1 軟件總體設(shè)計(jì)方案

9、21　　4.2 軟件設(shè)計(jì)具體過(guò)程22　　4.2.1延時(shí)模塊設(shè)計(jì)23　　4.2.2 顯示時(shí)間,分?jǐn)?shù)子程序模塊設(shè)計(jì)23　　4.2.3 按鍵控制子程序設(shè)計(jì)模塊27　　4.2.4 中斷程序設(shè)計(jì)模塊35

10、　　4.2.5 主函數(shù)設(shè)計(jì)模塊37　　總結(jié)41　　致謝43　　參考文獻(xiàn)45　　1緒論</

11、p>　　隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，許多用單片機(jī)做控制的球賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生，如用單片機(jī)控制LCD液晶顯示器計(jì)時(shí)計(jì)分器，用單片機(jī)控制LED七段顯示器計(jì)時(shí)計(jì)分器等。　　根據(jù)此次課題要求，結(jié)合本人自身學(xué)習(xí)情況，這里介紹一種籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)方法，即單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管工作的電路。采用這種方法可以大幅度的節(jié)約成本，電路采用單片機(jī)作為核心元件，利用1個(gè)四位7段共

12、陰極LED數(shù)碼管和2個(gè)三位7段共陰極LED數(shù)碼管作為顯示器件。2個(gè)三位7段共陰極LED數(shù)碼管用于記錄甲、乙兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)，顯示分?jǐn)?shù)范圍可達(dá)0～999分，足夠賽程計(jì)分的需要，完全符合現(xiàn)實(shí)比賽的需要。1個(gè)四位7段共陰極LED數(shù)碼管用于記錄賽程時(shí)間，其中前2個(gè)用于顯示分鐘，后2個(gè)用于顯示秒鐘。比賽前，將時(shí)間設(shè)置好，比賽開(kāi)始時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)，直至倒計(jì)時(shí)到零蜂鳴器發(fā)出警報(bào)為止。計(jì)時(shí)范圍達(dá)到0分鐘0秒～99分鐘59秒，能滿(mǎn)足實(shí)際賽程計(jì)時(shí)的需要，甚至是除籃球之

13、外的其他運(yùn)動(dòng)，如足球。為了配合計(jì)時(shí)器調(diào)整時(shí)間和計(jì)分器校正比分，設(shè)計(jì)了7個(gè)按鍵，4個(gè)用于輸入甲、乙兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)，另3個(gè)供于啟動(dòng)和暫停賽程時(shí)間以及中場(chǎng)交換場(chǎng)地使用。另外，還設(shè)計(jì)了定時(shí)報(bào)警系統(tǒng)，即比賽時(shí)間到時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲提示賽程結(jié)束。　　該系統(tǒng)具有賽程定時(shí)設(shè)置，賽程時(shí)間暫停，及時(shí)刷新甲、乙雙方的成績(jī)以及中場(chǎng)暫停交換場(chǎng)地后顯示兩隊(duì)分?jǐn)?shù)的功能。設(shè)計(jì)分為軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)兩部分。主控芯片采用AT89C5

14、1，使用C++語(yǔ)言編寫(xiě)軟件程序，主體分為計(jì)時(shí)顯示模塊、計(jì)分顯示模塊、定時(shí)報(bào)警、按鍵控制模塊。編程后利用visual c++軟件來(lái)進(jìn)行編譯，再將生成的HEX文件裝入芯片中，采用Proteus軟件來(lái)仿真，檢驗(yàn)功能是否能夠正常實(shí)現(xiàn)，隨后可用Protel99畫(huà)出硬件電路圖。　　通過(guò)本次基于單片機(jī)的籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)，可以了解、熟悉有關(guān)單片機(jī)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)例的過(guò)程，并加深對(duì)單片機(jī)的理解和應(yīng)用以及掌握單片

15、機(jī)與外圍接口的一些方法和技巧。　　更好的把所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐之中，在實(shí)踐之中檢驗(yàn)所學(xué)的知識(shí)，并進(jìn)行不斷的總結(jié)。　　2系統(tǒng)方案說(shuō)明　　2.1 方案選擇 　　2.1.1 籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀&

16、lt;/p>　　體育比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)是對(duì)體育比賽過(guò)程中所產(chǎn)生的時(shí)間，比分等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速采集記錄、加工處理、傳遞和利用的系統(tǒng)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的不同，比賽規(guī)則要求也不同，體育比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)包括測(cè)量類(lèi)、評(píng)分類(lèi)、命中類(lèi)、制勝類(lèi)和得分類(lèi)等多種類(lèi)型。　　籃球比賽是根據(jù)運(yùn)動(dòng)隊(duì)員在規(guī)定的比賽時(shí)間里得分多少來(lái)決定勝負(fù)的，因此，籃球比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)是一種得分類(lèi)型的系統(tǒng)?；@球比賽的

17、計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)由計(jì)時(shí)器、計(jì)分器等多種電子設(shè)備組成的，同時(shí)，根據(jù)目前高水平籃球比賽要求，完善的籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)能與現(xiàn)場(chǎng)成績(jī)處理、現(xiàn)場(chǎng)大屏幕、電視轉(zhuǎn)播車(chē)等多種設(shè)備相聯(lián)，以便實(shí)現(xiàn)激烈的比賽現(xiàn)場(chǎng)感和表演娛樂(lè)等功能目標(biāo)。現(xiàn)在，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，介紹一下設(shè)計(jì)方案。　　2.1.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案　　根據(jù)課題要求，介紹以下兩種設(shè)計(jì)方法。一種是單片機(jī)帶外圍擴(kuò)展，驅(qū)動(dòng)數(shù)

18、碼管工作的電路；另一種是單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管工作的電路，該電路成本相對(duì)較低。兩種電路都以單片機(jī)作為核心元件，利用1個(gè)四位7段共陰極LED數(shù)碼管和2個(gè)三位7段共陰極LED數(shù)碼管作為顯示器件。2個(gè)四位共陰極LED數(shù)碼管用于記錄甲、乙兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)，顯示分?jǐn)?shù)范圍可達(dá)0～999分，足夠賽程計(jì)分的需要。1個(gè)四位共陰極LED數(shù)碼管用于記錄賽程時(shí)間，2個(gè)用于顯示分鐘，2個(gè)用于顯示秒鐘。比賽前，將時(shí)間設(shè)置好，比賽開(kāi)始時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)，直至倒計(jì)時(shí)到零為止。計(jì)時(shí)范圍

19、達(dá)到0～99分鐘59秒，能滿(mǎn)足實(shí)際賽程計(jì)時(shí)的需要。為了配合計(jì)時(shí)器調(diào)整時(shí)間和計(jì)分器校正比分，設(shè)計(jì)了7個(gè)按鍵，4個(gè)用于輸入甲、乙兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)，另3個(gè)用于啟動(dòng)和暫停賽程時(shí)間及中場(chǎng)交換場(chǎng)地。另外，還設(shè)計(jì)了定時(shí)報(bào)警系統(tǒng)，即比賽時(shí)間到時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲提示賽程結(jié)束.　　二者的不同之處在于計(jì)時(shí)電路。前一種計(jì)時(shí)電路主要由按鍵開(kāi)關(guān)、單片機(jī)AT89C51、譯碼器及LED顯示器構(gòu)成。當(dāng)調(diào)時(shí)開(kāi)關(guān)(十位)按下時(shí)產(chǎn)生一個(gè)低

20、電平，對(duì)應(yīng)調(diào)分(十位)控制端P2.0的LE輸出高電平，表示可以向CD45ll的調(diào)分位(十位)發(fā)送數(shù)據(jù)，將要顯示數(shù)據(jù)的代碼經(jīng)P1.0送到CD4511的A另— 端，送完后將LE清零。調(diào)時(shí)按鍵開(kāi)關(guān)每按一次，數(shù)字自動(dòng)加1。直到調(diào)到需要設(shè)置的時(shí)間即可。調(diào)時(shí)(個(gè)位)的操作方法與之相同。時(shí)間設(shè)置完后,啟動(dòng)定時(shí)器。如果比賽中暫停，按一下暫停鍵即可暫停計(jì)時(shí)。后一種計(jì)時(shí)電路主要由按鍵開(kāi)關(guān)、單片機(jī)AT89C51及LED顯示器構(gòu)成，采用雙電源供電。單片機(jī)采用+

21、5V，數(shù)碼管采用+15V采用單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。當(dāng)按下秒鐘加1按鍵時(shí)，秒計(jì)時(shí)顯示加1；當(dāng)按下秒鐘減1按鍵時(shí), 秒計(jì)時(shí)顯示減1；當(dāng)按下分鐘加1按鍵時(shí)，分鐘顯示加1，當(dāng)按下分鐘減1按鍵時(shí)，分鐘顯示減1。時(shí)間設(shè)置完后，啟動(dòng)定時(shí)器開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。如果比賽中裁判叫暫停，則只要按一下暫停鍵，即可暫停計(jì)時(shí)。根據(jù)此次設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)條件及設(shè)計(jì)目的，我采用后一種方案，即單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管工作的電路系統(tǒng)。球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器系統(tǒng)圖如圖2-1所示

22、　　圖 2-1　　2.2系統(tǒng)基本功能介紹　　本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的基本功能有：賽程時(shí)間設(shè)置，賽程時(shí)間啟／停設(shè)置，比分交換控制，比分刷新控制，計(jì)時(shí)計(jì)分顯示，賽程結(jié)束報(bào)警。以下對(duì)個(gè)功能進(jìn)行介紹。　　1、賽程時(shí)間設(shè)置</p&

23、gt;　　在計(jì)時(shí)電路中，按鍵開(kāi)關(guān)K2、K5用來(lái)設(shè)置賽程時(shí)間。比如：比賽時(shí)間上半場(chǎng)時(shí)間15分鐘，則通過(guò)按鍵K2鍵，使四位數(shù)碼管左邊第1位顯示“1”第2位顯示“5”即可。一般比賽時(shí)間為40分鐘，所以只需要按K2鍵使數(shù)碼管第1位顯示“4”，第2位顯示“0”即可。時(shí)間設(shè)置好后，等待比賽開(kāi)始。　　當(dāng)比賽結(jié)束時(shí)，如果由于一些特殊原因需要增加比賽時(shí)間，這時(shí)增加比賽時(shí)間同樣由按鍵K2、K5

24、來(lái)設(shè)置，并且設(shè)置方法與上面所述一眼，但一般情況下只需要按K2鍵來(lái)設(shè)置即可，因?yàn)榧訒r(shí)比賽一般只有幾分鐘而已。　　2、賽程時(shí)間啟動(dòng)／暫停設(shè)置　　當(dāng)時(shí)間設(shè)置完成后，比如設(shè)置賽程時(shí)間為15分鐘，則在LED顯示器上顯示為1500，15表示分鐘，00表示秒鐘。這時(shí)，如果裁判吹響開(kāi)始的哨聲時(shí)，則應(yīng)立即按下按鍵K7，表示賽程開(kāi)始，計(jì)時(shí)顯示則由1500變成1459，145

25、8……一直計(jì)時(shí)直到計(jì)為0000時(shí)表示賽程結(jié)束。按鍵K7為賽程啟動(dòng)和暫停控制。　　3、比分交換控制　　比分交換控制K4鍵完成。我們知道，因?yàn)楸确纸粨Q是在上半場(chǎng)賽程結(jié)束后進(jìn)行的，也就是說(shuō)比分交換要受賽程時(shí)間控制，只有當(dāng)上半場(chǎng)計(jì)時(shí)器指示為0000時(shí)，按K4鍵，則會(huì)自動(dòng)交換甲、乙兩隊(duì)的比分。如果上半場(chǎng)賽程時(shí)間沒(méi)有到0000時(shí)

26、，則此時(shí)按下K4鍵，不能交換分?jǐn)?shù)。如果此時(shí)按下暫停鍵K7，在按K4，也同樣可以交換兩隊(duì)比分,但在實(shí)際生活中沒(méi)有意義，故不采用。　　4、比分刷新控制　　由于在比賽中，甲、乙兩隊(duì)的比分是不斷在變化的，所以需要設(shè)置比分刷新控制裝置；此部分功能由按鍵開(kāi)關(guān)K2，K3，K5，K6來(lái)完成的：

27、;　　K2鍵：完成甲隊(duì)加1分操作 K3鍵：完成甲隊(duì)減1分操作　　K5鍵：完成乙隊(duì)加1分操作 K6鍵：完成乙隊(duì)減1分操作　　5、計(jì)時(shí)計(jì)分顯示　　計(jì)時(shí)計(jì)分顯示器是采用七段共陰極LED顯示器來(lái)顯示的。其中計(jì)分是用2個(gè)三位LED顯示器。計(jì)時(shí)采用1個(gè)四位

28、LED顯示器；顯示格式為000和0000。　　6、賽程結(jié)束報(bào)警　　當(dāng)比賽結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)會(huì)由蜂鳴器自動(dòng)發(fā)出報(bào)警聲，提示賽程結(jié)束。　　3統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)　　3.1籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器電路工作過(guò)程</p&

29、gt;　　整個(gè)籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的工作過(guò)程如下：首先在比賽之前，接通電源，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位，此時(shí)計(jì)時(shí)電路與計(jì)分電路中的共陰極數(shù)碼管分別顯示為0000和000；然后我們按照原理圖中的K2鍵來(lái)設(shè)置比賽時(shí)間的分鐘部分。一般比賽半場(chǎng)時(shí)間為20分鐘，所以只需要按下K2鍵，使數(shù)碼管分鐘部分顯示“20”，再按下K5鍵，使數(shù)碼管秒鐘部分顯示“00”即可。時(shí)間設(shè)置好時(shí)，等待賽程開(kāi)始，當(dāng)裁判吹響哨聲時(shí)，啟動(dòng)計(jì)時(shí)，這時(shí)計(jì)時(shí)電路便開(kāi)始工作，計(jì)時(shí)采

30、用倒計(jì)時(shí)方式，即從20分鐘減為0分鐘表示上半場(chǎng)結(jié)束。上半場(chǎng)結(jié)束時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出響聲，通知上半場(chǎng)結(jié)束，這時(shí)按下K4鍵，便完成了甲、乙兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)交換。在整個(gè)賽程中，我們還要對(duì)兩隊(duì)比分進(jìn)行及時(shí)刷新，這時(shí)我們通過(guò)原理圖中的K2，K3，K5，K6鍵完成此功能，K2和K5鍵完成甲隊(duì)加分、減分，K3和K6鍵完成乙隊(duì)加分、減分。按鍵每按一下，表示加上或者減去1分。由于加分、減分我們采用中斷完成，且加、減分的中斷優(yōu)先權(quán)小于計(jì)時(shí)電路中的中斷優(yōu)先權(quán)，所以不會(huì)

31、對(duì)計(jì)時(shí)電路造成影響。如果在賽程過(guò)程中，一方的教練申請(qǐng)暫停時(shí)，經(jīng)裁判批準(zhǔn)，我們立即按下K7鍵，即可以暫停計(jì)時(shí)，暫停時(shí)間到時(shí)，再按下K7鍵繼續(xù)計(jì)時(shí)，直至上半　　3.2系統(tǒng)硬件電路組成　　3.2.1 主要器件選擇及介紹　　在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中主要選取了以下一些器件：　　顯示

32、器件：7段共陰極LED顯示器　　單片機(jī)：AT89C51　　1．顯示器及其接口　　顯示器是最常用的輸出設(shè)備，其種類(lèi)繁多，但在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最常用的是發(fā)光二極管顯示器（LED）和液晶顯示器（LCD）兩種。由于這兩種顯示器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，接口容易實(shí)現(xiàn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。因?yàn)?/p>

33、考慮到經(jīng)濟(jì)成本問(wèn)題，本次設(shè)計(jì)采用發(fā)光二極管LED。下面介紹發(fā)光二極管顯示器（LED）的結(jié)構(gòu)、工作原理及其接口電路。　　LED結(jié)構(gòu)與原理　　圖3-1為典型的數(shù)碼管。　　圖3-1 7段LED數(shù)碼管　　圖3-2 共陰極與共陽(yáng)極LED顯示器

34、　　如圖3-1，LED顯示器又稱(chēng)為數(shù)碼管，LED顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成。中7個(gè)長(zhǎng)條形的發(fā)光管排列成“日”字形，另一個(gè)點(diǎn)形的發(fā)光管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點(diǎn)用，它能顯示各種數(shù)字及部份英文字母。LED顯示器有兩種不同的形式：一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極都連在一起的，稱(chēng)之為共陽(yáng)極LED顯示器；另一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱(chēng)之為共陰極LED顯示器。如圖3-2所示。本設(shè)計(jì)采用的是共陰極

35、數(shù)碼管顯示。　　表3-1列出了共陽(yáng)極與共陰極LED顯示器顯示數(shù)字、字母與顯示代碼之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。　　表3-1 代碼對(duì)應(yīng)表　　LED顯示器顯示方式　　點(diǎn)亮LED顯示器有兩種方式：一是靜態(tài)顯示；二是動(dòng)態(tài)顯示。在本次設(shè)計(jì)中，采用的是動(dòng)態(tài)顯示。<p&

36、gt;　　所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的I/O接口[用于筆劃段字形代碼。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機(jī)中CPU的開(kāi)銷(xiāo)小。　　這種電路的缺點(diǎn)是占用端口資源較多。從圖2-3可以看出，每位LED顯示器需要單獨(dú)占用8根端口線(xiàn)，因此，在數(shù)據(jù)較多的時(shí)候，往往不采用這種設(shè)計(jì)，而是采用動(dòng)態(tài)

37、顯示方式。　　所謂動(dòng)態(tài)顯示，就是將要顯示的多位LED顯示器采用一個(gè)8位的段選端口，然后采用動(dòng)態(tài)掃描一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器。下圖2-4為4位LED顯示器動(dòng)態(tài)顯示電路。在此電路中，單片機(jī)的P1口用于控制4位LED的段選碼：P2口的P2.0~~P2.3用于控制4位LED位選碼，單片機(jī)的P1口用于控制4位LED的段選碼：P2口的P2.0~~P2.3用于控制4位LED位選碼。

38、　　圖3-3 靜態(tài)顯示圖　　圖3-4 動(dòng)態(tài)顯示圖 　　由于所有的段選碼連在一起，所以同一瞬間只能顯示同一種字符。但如果要顯示不同字符，則要由位選碼來(lái)控制。（如果LED為共陰極則P2.0~~P2.3輸出為高電平，如果LED為共陽(yáng)極則P2.0~~P2.3輸出為低電平。）　　例如，現(xiàn)在要顯示

39、“5678”四個(gè)數(shù)字，則首先應(yīng)該將“5”的顯示代碼（共陰LED顯示器的顯示代碼為6DH，共陽(yáng)LED顯示器的顯示代碼為92H）由P1.0送出，然后P2.0~~P2.3輸出相應(yīng)位碼（LED為共陰則P2.0~~P2.3輸出1000， LED為共陽(yáng)則P2.0~~P2.3輸出0111）時(shí)，則可以看到在數(shù)碼管1上顯示的數(shù)字為“5”。再將顯示的數(shù)字“5”延時(shí)5~10ms，以造成視覺(jué)暫留效果；同時(shí)代碼由P1.0送出。<p&

40、gt;　　用同樣的方法將其余3個(gè)數(shù)字“678”送數(shù)碼管2，3，4顯示，于是最后則可以在4位LED顯示器上看到“5678”四個(gè)數(shù)字。為了使顯示效果更加穩(wěn)定，可以使每個(gè)數(shù)碼管所顯示的數(shù)字不斷的重復(fù)，但其中重復(fù)頻率達(dá)到了一定的程度的時(shí)候，加之人眼睛本身的視覺(jué)暫留效果的作用，便可以看到相當(dāng)穩(wěn)定的“5678”四個(gè)數(shù)字。　　如表3-2，即為模擬以上的過(guò)程表（以共陰LED設(shè)置顯示代碼，共陽(yáng)型與此相反）。<

41、;/p>　　表3-2 模擬過(guò)程表　　2 .單片機(jī)AT89C51簡(jiǎn)介　　AT89C51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，內(nèi)置功

42、能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C51提供了高性?xún)r(jià)比的解決方案。　　AT89C51具有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。它是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，AT89C51可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線(xiàn)編程。其將通用的微處理器和Flash存

43、儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。　　如圖所示，圖3-5為AT89C51單片機(jī)基本構(gòu)造，其基本性能介紹如下：　　圖3-5 AT89C51引腳圖 　　AT89C51的主要特性如下表3-3所示。下面介紹各個(gè)管腳：<b

44、>　　VCC：供電電壓。　　GND：接地。　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏極開(kāi)路雙向I/O口，每個(gè)引腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)

45、行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向

46、I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容，P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控

47、制信號(hào)。　　表3-3 AT89C51主要功能描述　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊

48、功能口，如表3-4所示。　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。　　ALE/PROG：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，</p&

49、gt;　　ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。　　表

50、3-4 AT89C51特殊功能表　　/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RE

51、SET；當(dāng)/EA保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。　　XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。　　3.2.2顯示模塊

52、;　　本設(shè)計(jì)采用共陰極數(shù)碼顯示器，如圖3-6，通常，共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為高電平時(shí)，該端所連接的字符導(dǎo)通并點(diǎn)亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。同樣，要求段驅(qū)動(dòng)電路能提供額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來(lái)確定相應(yīng)的限流電阻。本次設(shè)計(jì)在顯示模塊用到的是一個(gè)4位一體和2個(gè)兩位一體共陰極數(shù)碼管，共有8個(gè)代碼輸入口和8個(gè)位選輸入口，采用排阻提供上拉電流數(shù)碼

53、管，以保證有足夠大的電流點(diǎn)亮數(shù)碼管，采用動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)，使各位數(shù)碼管逐個(gè)輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)，由于掃描速度極快，顯示效果與靜態(tài)驅(qū)動(dòng)相同。　　圖3-6　　3.2.3報(bào)警模塊　　（1）報(bào)警器的分類(lèi)<

54、;/p>　　蜂鳴器有兩類(lèi)3大品種。一類(lèi)是壓電式，一類(lèi)是電磁式，電磁式又有兩大品種，鐵振膜式和動(dòng)圈式，二者原理一樣只是結(jié)構(gòu)不同。所有蜂鳴器都有兩種類(lèi)型：純蜂鳴器和帶驅(qū)動(dòng)的蜂鳴器，蜂鳴器都是用音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)的，都是交流驅(qū)動(dòng)。　?。?）報(bào)警器的工作原理　　報(bào)警器的種類(lèi)很多，比如：揚(yáng)聲器，蜂鳴器等，本次設(shè)計(jì)采用的是電磁式蜂鳴器作為報(bào)警器

55、。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線(xiàn)圈、磁鐵、震動(dòng)膜片以及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)通過(guò)電磁線(xiàn)圈，使得電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生了一個(gè)磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線(xiàn)圈和磁鐵的相互作用下，周期性的振動(dòng)發(fā)聲。　?。?）蜂鳴器通過(guò)一NPN三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，觸發(fā)信號(hào)有基極引入。　　3.2.4時(shí)鐘電路模塊　　時(shí)鐘電路在單片機(jī)系統(tǒng)中起著

56、非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。在一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，時(shí)鐘是保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)振蕩定時(shí)信號(hào)，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機(jī)系統(tǒng)工作的快慢。為達(dá)到振蕩周期是12MHZ的要求，這里要采用12MHZ的晶振，另外有兩個(gè)22P的電容，兩晶振引腳分別連到XTAL1和XTAL2振蕩脈沖輸入引腳。具體連接圖如　　圖3-7所示：</

57、p>　　圖3-7　　3.2.5 復(fù)位電路模塊　　復(fù)位是單片微機(jī)的初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片微機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。除進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，可以按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)，也可以通過(guò)監(jiān)視定時(shí)器來(lái)

58、強(qiáng)迫復(fù)位。RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位電路在這里采用的是上電+按鈕復(fù)位電路形式，具體連接電路如圖3-8　　圖 3-8 　　3.3籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分電路原理圖　　4 軟件編程及調(diào)試　　在設(shè)計(jì)程序之

59、前，我們首先要對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)預(yù)完成的任務(wù)進(jìn)行深入的分析，明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)、功能要求和技術(shù)指標(biāo)。其次，要對(duì)系統(tǒng)的硬件資源和工作環(huán)境進(jìn)行分析。這是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和條件。　　4.1 軟件總體設(shè)計(jì)方案　　本次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)部分采用模塊化程序設(shè)計(jì)，程序部分由延時(shí)子程序,中斷程序，顯示時(shí)間分?jǐn)?shù)子程序，主程序，按鍵控制子程序等組成。其程序流程

60、圖如圖4-1，圖4-2。　　圖4-1　　圖4-2　　4.2 軟件設(shè)計(jì)具體過(guò)程　　軟件設(shè)計(jì)部分采用模塊化程序設(shè)計(jì)，用C語(yǔ)言編寫(xiě)。Keil是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C

61、語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil 　　C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。

62、　　程序部分由延時(shí)子程序,中斷程序，顯示時(shí)間分?jǐn)?shù)子程序，主程序，按鍵控制子程序等組成。　　4.2.1延時(shí)模塊設(shè)計(jì) 　　void Delay5ms(void)　　{ // 調(diào)用該子程序能實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能 <p

63、>　　unsigned int i; 設(shè)置變量i的變化范圍，能調(diào)整延時(shí)的單　　位時(shí)間長(zhǎng)度　　for(i=100;i>0;i--);　　}　　4.2.2 顯示時(shí)間,分?jǐn)?shù)子

64、程序模塊設(shè)計(jì)　　void display(void)　　{　　// 顯示時(shí)間分部分　　LED Data=LEDCode[minit/10];　　led1=0;</b&g

65、t;　　Delay5ms();　　led1=1;　　LEDData=LEDCode[minit%10];　　led2=0;　　Delay5ms();<

66、;/p>　　led2=1;　　//秒點(diǎn)閃動(dòng)if(halfsecond==1)　　LEDData=0x80;　　else　　LEDData=0x00;

67、　　led2=0;　　Delay5ms();　　led2=1;　　secondpoint=0;　　// 顯示時(shí)間秒

68、　　LEDData=LEDCode[second/10];　　led3=0;　　Delay5ms();　　led3=1;　　LEDData=LEDCode[second%10]

69、;　　led4=0;　　Delay5ms();　　led4=1;　　// 顯示1組的分?jǐn)?shù)百位　　if(AorB==0)<p&

70、gt;　　LEDData=LEDCode[scoreA/100];　　else　　LEDData=LEDCode[scoreB/100];　　led5=0;　　Delay5ms();</p&

71、gt;　　led5=1;　　// 顯示1組分?jǐn)?shù)的十位　　if(AorB==0)　　LEDData=LEDCode[(scoreA%100)/10];　　else</p&

72、gt;　　LEDData=LEDCode[(scoreB%100)/10];　　led6=0;　　Delay5ms();　　led6=1;　　// 顯示1組分?jǐn)?shù)的個(gè)位<

73、;/p>　　if(AorB==0)　　LEDData=LEDCode[scoreA%10];　　Else　　LED Data=LEDCode[scoreB%10];　　led7=0;<

74、;/b>　　Delay5ms();　　led7=1;　　// 顯示2組分?jǐn)?shù)的百位　　if(AorB==1)　　LEDData=LEDCode[scoreA/100];

75、;　　else　　LEDData=LEDCode[scoreB/100];　　led8=0;　　Delay5ms();　　led8=1;

76、　　// 顯示2組分?jǐn)?shù)的十位　　if(AorB==1)　　LEDData=LEDCode[(scoreA%100)/10];　　else　　LEDData=LEDCode[(scoreB%10

77、0)/10];　　led9=0;　　Delay5ms();　　led9=1;　　// 顯示2組分?jǐn)?shù)的個(gè)位　　if(AorB==1)

78、　　LED Data=LEDCode[scoreA%10];　　else　　LEDData=LEDCode[scoreB%10];　　led10=0;　　Delay5ms();&

79、lt;/p>　　led10=1;　　}　　4.2.3 按鍵控制子程序設(shè)計(jì)模塊　　void keyscan(void)　　{<

80、/p>　　if(playon==0) 　　{　　if(add1==0) //該段為調(diào)整計(jì)時(shí)器分鐘部分，可調(diào)范圍可達(dá)到0~~99　　{</

81、p>　　display(); 　　if(add1==0);　　{　　if(minit<99)　　minit++;<

82、/p>　　else　　minit=99;　　}　　do　　display();</p&

83、gt;　　while(add1==0);　　}　　if(dec1==0)　　{　　display();　　if(dec1==0);&

84、lt;/p>　　{　　if(minit>0)　　minit--;　　else　　minit=0;</

85、b>　　}　　do　　display();　　while(dec1==0);　　}&l

86、t;p>　　if(add2==0) //該段為調(diào)整計(jì)時(shí)器秒鐘部分，可調(diào)范圍為0~~59　　{　　display();　　if(add2==0);　　{

87、　　if(second<59) 　　second++;　　else　　second=59;　　}

88、　　do　　display();　　while(add2==0);　　}　　if(dec2==0)　　{</b&

89、gt;　　display();　　if(dec2==0);　　{　　if(second>0)　　second--;<p

90、>　　else　　second=0;　　}　　do　　display();

91、;　　while(dec2==0);　　}　　if(exchange==0)　　{　　display();　　if(exchange==0);</p

92、>　　{　　TR1=0　　//關(guān)閉T1計(jì)器　　alam=1;//關(guān)報(bào)警　　AorB=~A or B;//開(kāi)啟交換&l

93、t;/p>　　minit=15; // 并將時(shí)間預(yù)設(shè)為15：00　　second=0;　　}　　do</b

94、>　　display();　　while(exchange==0);　　}　　}　　else</p&g

95、t;　　{　　if(add1==0)　　{　　display();　　if(add1==0);　　{</b&

96、gt;　　if(AorB==0)　　{　　if(scoreA<999)　　scoreA++;　　else<

97、;/p>　　scoreA=999;　　}　　else　　{　　if(scoreB<999)<p

98、>　　scoreB++;　　else　　scoreB=999;　　}　　}

99、;　　do　　display();　　while(add1==0);　　}　　if(dec1==0)　　{</

100、p>　　display();　　if(dec1==0);　　{　　if(AorB==0)　　{　　if(scoreA>0

101、)　　scoreA--;　　else　　scoreA=0;　　}<b&g

102、t;　　else　　{　　if(scoreB>0)　　scoreB--;　　else<

103、;b>　　scoreB=0;　　}　　}　　do　　display();　　while(d

104、ec1==0);　　}　　if(add2==0)　　{　　display();　　if(add2==0);<

105、;b>　　{　　if(AorB==1)　　{　　if(scoreA<999)　　scoreA++;　　e

106、lse　　scoreA=999;　　}　　else　　{　　if(scoreB<999)&

107、lt;/p>　　scoreB++;　　else　　scoreB=999;　　}　　}<

108、/p>　　do　　display();　　while(add2==0);　　}　　if(dec2==0)

109、{　　display();　　if(dec2==0);　　{　　if(AorB==1)　　{

110、　　if(scoreA>0)　　scoreA--;　　else　　scoreA=0;　　}

111、　　Else　　{　　if(scoreB>0)　　scoreB--;　　else</p&g

112、t;　　scoreB=0;　　}　　}　　do　　display();&l

113、t;p>　　while(dec2==0);　　}　　}　　}　　4.2.4 中斷程序設(shè)計(jì)模塊　　void

114、time0_int(void) interrupt 1 　　{　　TL0=0xb0;　　TH0=0x3c;　　TR0=1;

115、;　　count++;　　if(count==10)　　{　　halfsecond=0;　　}

116、　　if(count==20)　　{　　count=0;　　halfsecond=1;　　if(second==0)

117、　　{　　if(minit>0)　　{　　second=59;　　minit--;　　}&

118、lt;/p>　　else　　{　　timeover=1;　　playon=0;　　TR0=0;

119、;　　TR1=1;　　}　　}　　else　　second-

120、-;　　}　　}　　void time1_int(void) interrupt 3　　{&l

121、t;b>　　TL1=0xb0;　　TH1=0x3c;　　TR1=1;　　count1++;　　if(count1==10)</

122、p>　　{　　alam=0;　　}　　if(count1==20)　　{

123、　　count1=0;　　alam=1;　　}　　} 　　4.2.5 主函數(shù)設(shè)計(jì)模塊</p&

124、gt;　　void main(void)　　{　　TMOD=0x11;　　TL0=0xb0;　　TH0=0x3c;

125、　　TL1=0xb0;　　TH1=0x3c;　　minit=15; //初始值為15：00　　second=0;<p

126、>　　EA=1;　　ET0=1;　　ET1=1;　　TR0=0;　　TR1=0;</b&g

127、t;　　EX0=1;　　IT0=1;　　IT1=1;　　//EX1=1;<

128、;b>　　PX0=1;　　//PX1=1;　　PT0=0;　　P1=0xFF;　　P3=0xFF;</b&g

129、t;　　while(1)　　{　　keyscan();　　display();　　}&

130、lt;p>　　}　　void PxInt0(void) interrupt 0　　{　　Delay5ms();　　EX0=0;&

131、lt;p>　　alam=1;　　TR1=0;　　if(timeover==1)　　{　　timeover=0;

132、　　}　　if(playon==0)　　{　　playon=1;//開(kāi)始標(biāo)志位　　TR0=1;//開(kāi)啟計(jì)時(shí)　　}

133、　　else　　{　　playon=0; //開(kāi)始標(biāo)志位清零，表示暫停　　TR0=0

134、 //暫時(shí)計(jì)時(shí)　　}　　EX0=1;//開(kāi)中斷　　}　　/*　　voi

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