比赛用计时计分器

四川师范大学成都学院

比赛用计时计分器设计

—电子线路实现训练

学生姓名

学号

所在系通信系

专业名称通信工程

班级

指导教师

四川师范大学成都学院

二○一二年六月

目录

一、设计目的 (2)

二、设计要求 (2)

三、设计任务和内容 (2)

1、时钟的选择 (2)

2、显示器的选择 (2)

3、分数调整 (3)

四、原理分析 (3)

1、89C52简介 (3)

2、时钟电路模块 (4)

3、显示模块 (5)

4、复位电路模块 (5)

5、系统电源设计 (6)

6、ISP下载线接口 (6)

7、键盘接口 (7)

8、系统硬件电路总电路图 (7)

五、系统框图和程序流程图 (8)

六、设计总结 (9)

参考文献 (9)

附录---电路图和PCB图 (10)

前言

体育比赛计时计分系统是对体育比赛过程中所产生的时间、比分等数据进行快速采集记录，加工处理，传递数据的信息系统。根据不同运动项目的不同比赛规则要求，体育比赛的计时计分系统包括测量类、评分类、命中类、制胜类得分类等多种类型。篮球比赛是根据参赛队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统。篮球比赛的计时计分系统由计时器、计分器等多种电子设备组成，同时，根据目前高水平篮球比赛要求，完善的篮球比赛计时计分系统设备应能够与现场成绩处理、现场大屏幕、电视转播车等多种设备相联，以便实现高比赛现场感、表演娱乐观众等功能目标。由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特的优点，使单片机迅速得到了推广应用，目前已经成为测量控制应用系统中的优选机种和新电子产品的关键部位。世界各大电气厂家、测控技术企业、机电行业，竞相把单片机应用于产品更新，作为实现数字化、智能化的核心部件。本篇设计篮球比赛计时计分器就是以单片机为核心的计时计分系统。

一、设计目的

使我们进一步熟悉和掌握单片机的内部结构和工作原理，了解单片机应用系统设计的基本方法和步骤，掌握了电子绘图软件Protel及仿真软件Proteus的使用方法，键盘和显示器在单片机控制系统中的应用以及撰写毕业设计论文的方法。此次设计更使我们对理论知识有了更进一步的掌握，锻炼了我们的动手能力，同时也让我们懂得了理论与实际相结合的意义。为以后的学习和工作提供了宝贵的经验。

二、设计要求

←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

←能随时刷新甲、乙两队在整个赛程中的比分；

←比赛时间结束时，能发出报警指令

←使用LCD作为显示设备；

←实现闹钟功能。

←画出完整的电路原理图（包含电源部分）和PCB板图。

三、设计任务和内容

设计一个适用于多种规格比赛的比赛计时计分器。

1、时钟的选择；

方案1：采用定时器

方案2：采用专用时钟芯片DS1302、

方案3：采用专用时钟芯PCF8593

单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特的优点。

综上所述，最终选择了单片机自带的定时器来实现。

2、显示器的选择；

方案1：采用数码管显示器、

方案2：采用LED显示器

方案3：采用CRT

液晶显示器与传统的数码管显示器相比更节省单片机的I/O空间，减少系统设计的复杂程度。此外，液晶显示具有稳定、功耗小等特点，特别适用与手持设备，而且液晶显示器内部集成的有存储芯片，能够保持当前数据，避免了系统

CPU频繁刷新电路所做的无用功，进一步减少系统能量的开销和软件设计时的复杂度。

综上所述，最终选择了LCD来显示时间。

3、分数调整。

方案1：采用独立按键来调整分数

方案2：采用矩阵键盘来调整分数

方案2：采用万能遥控板来调整分数

为了配合计时计分器校正调整比分，我们特定在本设计中设立了4个按键，通过按键的功能实现启动、暂停和调整分数等功能。采用单片机控制使这个系统按键操作使用简洁，低功耗，安装方便。

综上所述，最终选择了采用独立按键来调整时间。

四、原理分析

比赛计时计分器主要包括单片机控制系统、计时计分显示模块、定时报警、按键控制键盘模块和供电电源模块。通过这几个模块的协调工作就可以完成相应的计时计分控制和显示功能。模块框图如图1所示。

1、89C52简介

图 1 89C52单片机引脚图

89C52是一个低功耗、高性能8位单片机。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元。

89C52单片机引脚说明如下：

Vcc：电源端，接＋5V。 Vss：接地端。

XTAL1：接外部晶振和微调电容的一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输入，若使用外部TTL时钟时，该引脚为外部时钟的输入端。

XTAL2：接外部晶振和微调电容的另一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输出，若使用外部TTL时钟时，该引脚必须悬空。

地址锁存允许信号ALE：系统扩展时，ALE用于控制地址锁存器锁存P0口输出的低8位地址，从而实现数据与低位地址的复用。此外，ALE是以六分之一晶振频率的固定频率输出的正脉冲，可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。

PSEN ：PSEN是读外部程序存储器的选通信号，低电平有效。

访问程序存储器控制信号EA：当为高电平时，CPU执行片内程序存储器指令，但当PC中的值超过0FFFH时，将自动转向执行片外程序存储器指令。当为低电平时，CPU只执行片外程序存储器指令。

复位信号RST：该信号高电平有效，在输入端保持两个机器周期的高电平后，就可以完成复位操作。

P0口（P0.0～P0.7）：该端口为漏极开路的8位准双向I/O口，它为8位地址线和8位数据线的复用端口，使用时需接外部上拉电阻。在访问外部程序存储器时，它作存储器的低8位地址线。

P1口（P1.0～P1.7）：它是一个内部带上拉电阻的8位准双向I/O口，作为输入口使用时，应先向其内部锁存器写1。

P2口（P2.0～P2.7）：它为一个内部带上拉电阻的8位准双向I/O口，作为输入口时同样需先向其内部锁存器写1。在访问外部程序存储器时，它作存储器的高8位地址线。

P3口（P3.0～P3.7）：P3口同样是内部带上拉电阻的8位准双向I/O口，P3口除了作为一般的I/O口使用之外，其还具有第二引脚功能，

2、时钟电路模块

图2 晶振电路

时钟电路在单片机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。