单片机课程设计报告-篮球计时计分器

2010 ～ 2011 学年第 2 学期

《单片机应用系统设计与制作》

课程设计报告

教学院（部）电气与电子信息工程学院

教研室电气自动化

指导教师

课程设计时间 2011.5.30～2011.6.10 课程设计班级电气自动化技术2009（*）班

学号 2009********

姓名张 * *

单片机应用系统设计与制作课程设计成绩评定表

指导教师签字：

2011 年 6 月20 日

摘要

篮球计时计分器以单片机为核心，由计时器、计分器、综合控制器等组成。系统采用模块化设计，主体分为计时显示模块、计分显示模块、定时报警、按键控制键盘模块。每个模块的程序结构简单、任务明确，易于编写、调试和修改。编程后利用Keil软件来进行编译，再将生成的HEX文件装入芯片中，采用Proteus软件仿真，检验功能是否能够正常实现，本设计中系统硬件电路主要由以下几个部分组成：单片机AT89C52、计时电路、计分电路、报警电路和按键开关。该系统具有赛程定时设置、赛程时间暂停、及时刷新甲乙双方的成绩以及赛后成绩暂存等功能。

关键词：单片机，计时，计分，显示器，接口

ABSTRACT

Time basketball scoring device as the core of SCM includes the timer, scoring devices, integrated controller and other components.This system is used of the modular design, in which the main display module is divided into time display module, scoring display module, timing alarm module, and key control keyboard module. Program structure of each module is simple and clear. So it is easy to write, debug and modify. After programming, firstly we can use Keil software to compile and then generate the HEX file into the chip. Secondly we use the Proteus software simulation to test whether the normal function to achieve. The design of hardware circuit mainly consists of the five components, including AT89C52, timing circuit, scoring circuit, alarm circuit and key switch circuit.The system has many features,such as setting the schedule time, scheduling time to pause, refreshing result of both parties timely, storing temporarily results after the match and so on.

KEY WORDS：Microcontroller, Timing, Scoring, Display, Interface

目录

一、设计目的及要求 (3)

二、方案论证 (3)

三、元件及其功能简介 (5)

四、电路方案设计 (12)

五、编程及仿真 (16)

六、心得与总结 (20)

附表一、程序清单 (21)

参考文献 (34)

课程设计报告

一、设计目的及要求

1、设计目的

通过本次基于C51系列篮球计时计分器的设计，可以了解、熟悉有关单片机开发设计的过程，并加深对单片机的理解和应用以及掌握单片机与外围接口的一些方法和技巧，这主要表现在以下一些方面：

(1) 篮球赛计时计分系统包含了8051系列单片机的最小应用系统的构成，同时在此基础上扩展了一些使用性强的外围接口。

(2) 可以了解到LED显示器的结构、工作原理以及这种显示器的接口实例与具体连接与编程方法。

(3) 怎样利用串行口来扩展显示接口等。

2、设计要求

（1）能记录整个赛程的比赛时间，并能修改比赛时间、暂停比赛时间；

（2）能随时刷新甲、乙两队在整个比赛中的比分；

（3）比赛时间和24秒结束，能发出报警提示。

二、方案论证

1、单片机的选型

方案一：51单片机

虽然51单片机是8位的，采用总线结构，但具有编程控制简单、接口简单、工作可靠、价格经济、能耗少、容易实现系统小型化。

方案二:61单片机

61单片机是在51的基础上扩展起来的，它是16位非总线结构的，支持16位硬件乘法，还有专门的乘法指令，现在应用非常广泛。

由于本系统结构简单，用51单片机就足够实现其功能，因此本系统采用51单片机来实现。

2、计时、计分方案

方案一：采用计时芯片

针对计算机系统对即使芯片的要求，各大芯片厂家退出了键时钟、倒时钟、正时钟各种芯片，可采用自动控制计时芯片，通过触发控制电路使计时器自动地计时，达到预定时间后，芯片重新开始计时（实现倒计时功能）；也可以触发控制电路使计时器不计时，达到预定时间后芯片重新开始计时（实现暂停功能），不需要程序干预。计算机可以通过中断或查询方式读取计数器数据，实现计时的暂停的功能，并进行显示，计时功能的时间就无需占用cpu的时间，程序简单，控制精度高，因此在工业控制系统中多采用这一类专用芯片实现计时功能。

方案二：软件控制

利用MCS—51内部的定时/计数器进行中断定时，配合软件延时实现计时。该方案节省硬件成本。

方案二可以综合运用定时器/计数器、中断以及程序设计的知识，更适合做课程设计使用，因此本系统采用软件方案来实现计时。

3、数码管显示方式

点亮LED显示器有两种方式：一是静态显示；二是动态显示。

方案一：静态显示

静态显示，就是每一个显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口，用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种方法单片机中CPU的开销小。这种电路的优点在于：在同一时间可以显示不同的字符；但缺点就是占用端口资源较多。从图可以看出，每位LED显示器需要单独占用8根端口线。

方案二：动态显示

动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp "的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位元选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。

透过分时轮流控制各个LED数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位元数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极体的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示资料，不会有闪烁感。