籃球比賽計時計分(89C52)

1、籃球賽電子計時記分牌單片機(jī)課程設(shè)計單片機(jī)課程設(shè)計報告設(shè)計題目： 籃球賽電子計時記分牌專 業(yè)：電氣工程及其自動化班 級：09電氣工程 2 班學(xué)生姓名：劉歡學(xué) 號： 2009401020229指導(dǎo)教師：鄒云峰O一 二年六月七日摘要隨著單片機(jī)在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用， 許多用單片機(jī)作控制的計時計分系統(tǒng)也 應(yīng)運(yùn)而生， 如用單片機(jī)控制 LCD液晶顯示的計時計分器， 用單片機(jī)控制 LED七段 顯示的計時計分器等。本文設(shè)計了一種由 STC89C52 型號單片機(jī)編程控制 LED 七段數(shù)碼管作顯示的籃球賽計時計分系統(tǒng)， 并仿真實現(xiàn)。 該系統(tǒng)具有賽程時間設(shè) 置，賽程時間暫停，以及即時刷新甲乙兩隊比分，上下半場交換比分

2、，時間開始 結(jié)束指示燈等功能。此外，該系統(tǒng)具有低功耗、可靠性、安全性以及低成本等特 點(diǎn)，可廣泛用于學(xué)校和小團(tuán)體作為賽程計時計分。關(guān)鍵詞 ：單片機(jī) STC89C52，籃球賽計時，籃球賽計分，仿真I目錄摘 要 I第 1 章 緒論 21.1 背景知識介紹 21.2 設(shè)計目的和意義 21.3 球賽計時計分系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀 31.4 本文的主要研究內(nèi)容 3第 2 章 系統(tǒng)硬件介紹 42.1 MCS-51單片機(jī)簡述 . 42.2 顯示器及其接口 62.3 CD4511芯片 72.4 74LS21芯片介紹 8第 3 章 硬件電路設(shè)計 93.1 系統(tǒng)硬件組成和器件選擇 93.2 基本功能介紹 103.3 計時

3、電路和計分電路 113.4 串行接口工作原理 153.5 比分校正控制電路 153.6 球賽計時計分器的工作過程 16第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計和 PROTEU仿S 真 184.1 電路總體設(shè)計 184.2 主要模塊說明 244.3 系統(tǒng)仿真情況 26第 5 章 結(jié)束語 29參考文獻(xiàn) 30實物圖 31籃球賽電子計時記分牌單片機(jī)課程設(shè)計第 1 章 緒論1.1 背景知識介紹單片機(jī)又稱單片微控制器 , 它不是完成某一個邏輯功能的芯片 , 而是把一個 計算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上。 概括的講： 一塊芯片就成了一臺計算機(jī)。 它的體 積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學(xué)習(xí)使 用單

4、片機(jī)是了解計算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。單片機(jī)自 20世紀(jì) 70年代問世以來，以極其高的性價比受到人們的重視和關(guān) 注，所以應(yīng)用很廣， 發(fā)展很快。 單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是體積小、 重量輕、抗干擾能力強(qiáng)， 對環(huán)境要求不高， 價格低廉，可靠性高，靈活性好，開發(fā)較為容易。 例如，80C51 系列單片機(jī)已有十多年的生命期， 如今仍保持著上升的趨勢， 就充分證明了這一 點(diǎn)。單片機(jī)以其一系列優(yōu)點(diǎn)， 近幾年得到迅猛發(fā)展和大范圍推廣， 廣泛應(yīng)用于工 業(yè)控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表，及通訊設(shè)備、日常消費(fèi)類產(chǎn)品、 玩具等。并且已經(jīng)深入到工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)以及人民生活的各層次中， 如車間 流水線控制、 自動化系統(tǒng)等、

5、 智能型家用電器等。 而美國 ATMEL公司開發(fā)生產(chǎn)了 新型的 8 位單片機(jī) AT89系列單片機(jī)。 他不但具有一般 MCS-51單片機(jī)的所有 特性，而且還擁有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，此次設(shè)計中所用到的 STC89C52就是其中典 型的代表。1.2 設(shè)計目的和意義本次課程設(shè)計要求與目的：1、分別設(shè)計籃球比賽用的計時牌和記分牌；2、上下半場各 20 分鐘，要求能隨時暫停，啟動后繼續(xù)計時，一場比賽結(jié)束 后應(yīng)可清零重新開始比賽；3、能按照籃球計分規(guī)則計分并顯示。通過本次基于 STC89C52系列籃球計時記分器的設(shè)計，可以了解、熟悉有關(guān) 單片機(jī)開發(fā)設(shè)計的過程， 并加深對單片機(jī)的理解和應(yīng)用以及掌握單片機(jī)與外圍接

6、口的一些方法和技巧，這主要表現(xiàn)在以下一些方面：(1) 籃球賽計時計分系統(tǒng)包含了 8051 系列單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成， 同時在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展了一些使用性強(qiáng)的外圍接口。(2) 可以了解到 LED顯示器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及這種顯示器的接口實例與 具體連接與編程方法。(3) 怎樣利用串行口來擴(kuò)展顯示接口等。 籃球賽計時計分器相對于人工計時計分的優(yōu)點(diǎn)在于：(1) 高亮度性 : 由 LED數(shù)碼管顯示，具有高亮度性， 便于比賽隊員和觀眾了解 比賽狀況。(2) 方便性: 單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的倒計時系統(tǒng)可以方便比賽的暫停和繼續(xù)開始。(3) 公平性: 能夠保證比賽的公平性，比如時間，是絕對公平的。 通過此次基于單

7、片機(jī)設(shè)計的籃球計時計分系統(tǒng)， 我們可以更清楚詳細(xì)的了解 單片機(jī)程序設(shè)計的基本指令功能、編程步驟和技巧來講述單片機(jī)編程，并對 MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行講述，以及基于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的相關(guān)芯片的 工作原理，并且可以在將來的工作和學(xué)習(xí)中加以應(yīng)用。1.3 球賽計時計分系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀 伴隨著球賽的誕生計時計分系統(tǒng)也就相應(yīng)誕生， 最開始有人工的統(tǒng)計時間和 分?jǐn)?shù)，隨著科技的發(fā)展， 球賽的計時計分系統(tǒng)的得到了很好的完善。 奧運(yùn)會，NBA 都是大屏幕的 LCD顯示時間和分?jǐn)?shù)。然而，現(xiàn)在的小型比賽的計時計分系統(tǒng)還不夠完善， 原始的方法還在使用中， 因此，開發(fā)一種便于攜帶的廉價計時加分系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用，

8、 對小團(tuán)體比 賽會有很大幫助。1.4 本文的主要研究內(nèi)容 本系統(tǒng)可分為兩個子系統(tǒng)：計時系統(tǒng)和計分系統(tǒng)。主要研究以下幾個方面： 單片機(jī)驅(qū)動數(shù)碼管顯示，單片機(jī)的串口通信，單片機(jī)的定時 / 計數(shù)功能，單片機(jī) 匯編語言的軟件開關(guān)去抖動，匯編語言的延時程序， Proteus 軟件的調(diào)試。第 2 章 系統(tǒng)硬件介紹2.1 MCS-51 單片機(jī)簡述（1）單片機(jī) STC89C52簡介MCS511是指由美國 INTEL 公司生產(chǎn)的一系列單片機(jī)的總稱， 這一系列單片 機(jī)包括了很多品種，如 8031，8051，8751，8032，8052，8752 等，其中 8051 是最早最典型的產(chǎn)品，該系列其它單片機(jī)都是在 80

9、51 的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增、 減、改變而來的，所以人們習(xí)慣于用 8051 來稱呼 MCS51系列單片機(jī)，而 8031 是前些年在我國最流行的單片機(jī)，所以很多場合會看到8031 的名稱。本課題中用到的芯片就是 AT系列中的 STC89C52單片機(jī)芯片。STC89C52 是一個低電壓，高性能 CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes 的可 反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS-51指令 系統(tǒng)，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的 STC89C52提供了高性價比的解決方案

10、。STC89C52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。它是一個低功耗高性能單片機(jī)， 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 / 輸出 （I/O ）端口，同時內(nèi)含 2個外中斷口， 2個 16位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工 串行通信口， STC89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通 用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起， 特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可 有效地降低開發(fā)成本。下圖所示為 STC89C52引腳圖：8(2) 主要特性：STC89C52的主要特性如下表所示：兼容 MCS51 指令系統(tǒng)4k 可反復(fù)擦寫

11、（1000 次） Flash ROM32 個雙向 I/O 口可編程 UARL通道兩個 16位可編程定時 / 計數(shù)器全靜態(tài)操作 0-24MHz1 個串行中斷128x8bit 內(nèi)部 RAM兩個外部中斷源共 6 個中斷源可直接驅(qū)動 LED3 級加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能(3) 管腳說明VCC：供電電壓GND：接地。P0口：P0口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL門電流。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0能夠作為外部程序數(shù)據(jù)存儲 器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 在FIASH編程時， P0 口作為原碼輸入 口，當(dāng) FIAS

12、H進(jìn)行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(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 門電流。 P1 口管腳寫入 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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1口作為第八位地址接收。P2口： P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 口， P2口緩沖器可接收， 輸出 4個TTL門電流，當(dāng) P2口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高， 且作 為輸入。因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，輸出電流。這是由于內(nèi)部 上拉的緣故

13、。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取 時， P2口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對 外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個 TTL 門電流。當(dāng) P3口寫入“ 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口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器

14、復(fù)位器件時，要保持 RST腳兩個機(jī)器周期的高電 平時間。ALE/PRO：G當(dāng)訪問外部存儲器時， 地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的 低位字節(jié)。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE端以不 變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6 。因此它可用作對外 部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時， 將跳過一個 ALE脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOV，X 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，置位無效。/PSE

15、N ：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個 機(jī)器周期兩次 /PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信 號將不出現(xiàn)。/EA/VPP ： 當(dāng) /EA 保 持 低 電 平 時 ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲 器 (0000H-FFFFH)，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1時，/EA 將內(nèi)部 鎖定為 RESE；T 當(dāng)/EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。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)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。(4)

16、 STC89C52 的極限參數(shù)表 2-2 極限參數(shù)表工作溫度-55 to儲藏溫度-65 to任意引腳對地電-1.0v to +7.0v最高工作電壓6.6 v直流輸出電流15.0 mA2.2 顯示器及其接口(1) 顯示器介紹顯示器是最常用的輸出設(shè)備， 其種類繁多， 但在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計中最常用的 是發(fā)光二極管顯示器( LED)和液晶顯示器( LCD)兩種籃球賽電子計時記分牌單片機(jī)課程設(shè)計下面介紹發(fā)光二極管顯示器( LED)的結(jié)構(gòu)、工作原理及其接口電路(2) 結(jié)構(gòu)與原理98如上圖， LED顯示器又稱為數(shù)碼管， LED顯示器由 8 個發(fā)光二極管組成。其 中 7 個長條形的發(fā)光管排列成 “日” 字形，另

17、一個賀點(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 個發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極 LED 顯示器；另一種是 8 個發(fā)光二極管的陰極都連在一起的， 稱之為共陰極 LED顯示 器。(3) 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；二是動態(tài)顯示。 在本次設(shè)計中， 采用的是靜態(tài)顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個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，再發(fā)送新的字形碼，

18、因此，使用這種方法 單片機(jī)中 CPU的開銷小。這種電路的優(yōu)點(diǎn)在于： 在同一時間可以顯示不同的字符； 但缺點(diǎn)就是占用端 口資源較多。每位 LED顯示器需要單獨(dú)占用 8 根端口線。2.3 CD4511 芯片7126345A Vcc16ab c CD4511de f gCD4511是常用的硬件譯碼顯示芯片它的引腳分布如下圖B C D LTBI LE GND籃球賽電子計時記分牌單片機(jī)課程設(shè)計其中， LT 為試燈腳， BI 為消隱；都接高電平。 LE 為選通腳，接低電平可 以計時輸出 A，B，C，D 的輸入信號。 LE接高電平鎖存住原來的信號。2.4 74LS21 芯片介紹本次設(shè)計中的比分校正電路采用四

19、輸入與門 74LS21來實現(xiàn)。 74LS21是雙 4 輸入與門。 在一個芯片里有兩個相同的單元， 其中任何一個都是 1/2 斷口。同型 號的 74 系列、 74HC系列、 74LS系列芯片，邏輯功能上是一樣的。33第 3 章 硬件電路設(shè)計3.1 系統(tǒng)硬件組成和器件選擇(1) 系統(tǒng)硬件組成：單片機(jī) STC89C52計時電路計分電路按鍵開關(guān)說明：整個系統(tǒng)只用一片 STC89C5；2 在圖中將計時電路與計分電路分開畫， 只是為了能夠更好的更清晰的說明問題；只有兩個電路同時連接才可以正常工 作。(2) 主要器件選擇 :單片機(jī)： STC89C52四一七段 BCD譯碼芯片： CD4511并行 / 串行轉(zhuǎn)換

20、芯片： CD4094四輸入與門： 74LS21 顯示器件： 7 段共陰 LED顯示器(3) 器件列表序號名稱型號數(shù)量1單片機(jī)STC89C5212譯碼芯片CD451143串并轉(zhuǎn)化芯片CD409444顯示屏七段共陰單數(shù)碼管85晶振12M16指示燈發(fā)光二極管17四輸入與門74LS2118芯片座16芯和 40芯活動芯片座109電容30p210電容22u（50V）111電阻1k 電阻212萬用板9*16113電源5 號三節(jié)電池盒114導(dǎo)線若干(4) 系統(tǒng)構(gòu)成框圖本系統(tǒng)采用單片機(jī) STC89C52作為本設(shè)計的核心元件。利用七段共陰 LED作 為顯示器件。在本次設(shè)計中， 共接入八個七段共陰 LED顯示器，其

21、中4個用于計 錄甲、乙兩隊的分?jǐn)?shù)，每隊 2 個 LED顯示器分?jǐn)?shù)范圍可達(dá)到 099 分。另外 4 個 LED顯示器則用于計錄賽程的時間， 其中兩個用于顯示分鐘； 另外 2 個用于顯 示秒鐘。賽程計時采用倒計時方式。 即比賽前將時間設(shè)置好， 比賽開始時啟動計 時，直至計時到零為止。根據(jù)設(shè)計，計時范圍可達(dá) 099 分鐘，完全滿足賽程的 需要。其次，為了配合計時器和計分器校正、 調(diào)整時間和比分， 特定在本設(shè)計中設(shè) 立了7個按鍵。其中4個用于輸入甲、乙兩隊的分?jǐn)?shù)；另外 3個則用于完成設(shè)置、 調(diào)整、啟動和暫停賽程時間等功能?；趩纹瑱C(jī)系統(tǒng)的籃球賽計時計分器的系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖所視。3.2 基本功能介紹(1

22、) 賽程時間設(shè)置在 3-2 所示的計時電路中。按鍵開關(guān) K5、K6 用來設(shè)置賽程時間。比如：比 賽時間上半場時間 20 分鐘，則通過按鍵 K5鍵，使數(shù)碼管 1 顯示“ 2”即可；再 按 K6鍵，設(shè)置比賽時間的個位數(shù)，使數(shù)碼管 2 顯示“0”即可。一般比賽時間為 40 分鐘，所以只需要按 K5鍵使數(shù)碼管 1顯示“ 4”，按 K6使數(shù)碼管 2顯示“ 0” 即可。時間設(shè)置好后，等待比賽開始。當(dāng)比賽結(jié)束時， 如果由于一些特殊原因需要增加比賽時間， 這時增加比賽時 間同樣由按鍵 K5、K6 來設(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 K6 鍵來設(shè)置即可，因為加時比賽一般只有幾分鐘而已。(

23、2) 賽程時間啟動 / 暫停設(shè)置當(dāng)時間設(shè)置完后，比如設(shè)置賽程時間為 45 分鐘，則在圖 2-2 所示的 LED顯 示器上顯示為 4500，45 表示分鐘， 00 表示秒鐘。這時，如果裁判吹響開始的哨 聲時，則應(yīng)立即按下按鍵 K7，表示賽程開始，計時顯示則由 4500 變成 4459， 4458一直計時直到計為 0000時表示賽程結(jié)束。按鍵 K7為賽程啟動和暫停控 制。(3) 比分交換控制比分交換控制由 K7 鍵完成。我們知道，因為比分交換是在上半場賽程結(jié)束 后進(jìn)行的，也就是說比分交換受賽程時間控制， 只有當(dāng)上半場計時器指示為 0000 時，按 K7 鍵，則會自動交換甲、乙兩隊的比分。如果上半場

24、賽程時間沒有到 0000時，則此時按下 K7鍵，只會暫停比賽， 不 能交換分?jǐn)?shù)。如果要繼續(xù)比賽，再按一次 K7 即可。因此， K7鍵完成三重功能， 即：啟動，暫停，比分交換。(4) 比分刷新控制由于在比賽中， 甲、乙兩隊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；此部分功能由圖所示的計分電路中的按鍵開關(guān)K1K4來完成的：K1鍵：完成甲隊加 1 分操作K2鍵：完成甲隊減 1 分操作K3鍵：完成乙隊加 1 分操作K4鍵：完成乙隊減 1 分操作(5) 計時計分顯示計時計分顯示器是采用七段共陰 LED顯示器來顯示的。其中計分是用 4 個 LED顯示器。計時采用 4個LED顯示器；顯示格式為

25、 00 00 和00 00。(6) 賽程中計時有指示燈顯示3.3 計時電路和計分電路(1) 計時電路的工作原理計時電路如圖 3-2 所示，主要由開關(guān) K5K7，單片機(jī) STC89C5，2 譯碼器以 及 LED顯示器構(gòu)成。其工作過程如下：當(dāng)比賽準(zhǔn)備開始的時候，當(dāng)調(diào)時（十位）開關(guān) K5 按下時，產(chǎn)生一個低電平； 立即數(shù) 00H取出，同時對應(yīng)調(diào)分（十位）控制端 P2.0 的 LE 輸出高電平，表示此 時可以向調(diào)分（十位）的 CD4511發(fā)送數(shù)據(jù)，但 CD4511的輸出端不會有輸出，因 為 LE=1時， CD4511鎖存。這時，只要將要顯示數(shù)據(jù)的代碼經(jīng)過 P1口的P1.0送到CD4511的輸入端 AD

26、 端，送完后，將 LE 清零。這時便可以將要顯示數(shù)據(jù)的代碼經(jīng)過 CD4511譯碼后， 從輸出端 ag 輸出，送 LED顯示器顯示即可。調(diào)時按鍵開關(guān)每按一次，數(shù)字自 動加 1，直到調(diào)到需要設(shè)置的時間即可。調(diào)時（個位）的操作方法與上面一樣。時間設(shè)置完成后，啟動定時器 T0 開始定時計數(shù)。計時采用倒計時，比如： 設(shè)置的時間為 45 分鐘，則在 LED上顯示 4500 四位數(shù)。定時 T0計數(shù) 60秒后中斷 返回，繼續(xù)定時計數(shù)下一個 60秒；同時則在 4位 LED顯示器上顯示 4459四位數(shù)， 表示時間已過去 1秒鐘，即為 44分 59秒。這樣一直持續(xù)下去，直到變?yōu)椤?0000”時表示賽程結(jié)束。如果比賽

27、中，裁判 叫暫停，則只要按一下 K7 鍵，即可暫停計時。(2) 計分電路的工作原理計分電路主要由單片機(jī) STC89C5，2串行/ 并行轉(zhuǎn)換器(CD4094)，LED顯示器， 74LS21以及按鍵開關(guān)組成。其工作過程如下：按鍵開關(guān) K1K4組成甲、乙兩隊 加減分控制。按鍵 K1K4一端接地，另一端輸入與門 74LS21的 9腳，10 腳， 12腳，13 腳，以及單片機(jī) STC89C52的 P3.5，P3.4，P0.2，P0.1，8腳接 STC89C52 的 P3.2 腳。當(dāng)按鍵開關(guān) K1K4四個按鍵的任何一個一位按下時， 與門的 8 腳輸 出都會產(chǎn)生低電平使單片機(jī)中斷， 從而使相應(yīng) LED顯示。

28、因為按鍵開關(guān)按下時為 低電平。計分電路如下圖所示：例如：現(xiàn)在先在以甲隊加分為例，來說明整個過程。假設(shè)比賽剛開始，雙方 比分為 00 00 ，當(dāng)某一時刻之后，當(dāng)甲隊加分時，則按下 K1 鍵，這時 K1=0（低 電平），其余 K2K3K4=11 1（為高電平） K1K2K3K4相與之后的結(jié)果為低電平，這 時與門 8 腳輸出低電平到 STC89C52的 P3.2 腳，使其外部中斷 INT0 發(fā)生中斷， 從而調(diào)用中斷服務(wù)程序，將要顯示的數(shù)據(jù)從程序中定義的LED 顯示常數(shù)表 TAB中取出數(shù)據(jù) 06H，經(jīng)串行發(fā)送端 RXD/P3.0送至串行 /并行轉(zhuǎn)換器 CD4094的第二 個輸入引腳， 即數(shù)據(jù)輸入 DA

29、TA腳。在 RXD/P3.0 引腳輸出數(shù)據(jù)的過程中， 連續(xù)使 單片機(jī) RD/P3.7 引腳輸出 6 次高電平 6，這樣便使 6 片 CD4094中得到不同的顯 示代碼，然后使單片機(jī) RD/P3.7 引腳輸出低電平，將 6 片 CD4094中顯示代碼送 LED顯示器顯示，便得到結(jié)果，顯示 01 00 其對應(yīng)的程序原理如下闡述：因為， 在程序中定義了 33H，34H，35H，36H，4地址單元分別對應(yīng)乙隊、甲隊 3個 LED 顯示器在程序中定義的 LED顯示常數(shù)表 TAB4 的偏移首地址。單片機(jī)的 RXD每 次發(fā)送 6 個數(shù)據(jù)，分別對應(yīng)以 33H，34H，35H，36H為偏移首地址單元里的數(shù)據(jù)。

30、例如：甲隊加分表示以 35H為偏移首地址的單元加 1，指向第二個數(shù)據(jù) 06H，其 他以 33H，34H，36H為偏移首地址單元的數(shù)據(jù)仍然指向第一個數(shù)據(jù) 3FH，這樣將 這六個數(shù)據(jù)： 3FH，3FH，3FH，06H，3FH，3FH，經(jīng)單片機(jī)的 RXD發(fā)送出去，再在 單片機(jī) RD/P3.7輸出的 6次高電平作用下產(chǎn)生 4次移位，便在 6片 CD4094中得 到顯示代碼： 3FH，06H，3FH，3FH。然后在 RD/P3.7 輸出時顯示為 01 00 。3.4 串行接口工作原理MCS-51系列單片機(jī)片內(nèi)有一個串行 IO 端口，通過引腳 RXD（P30）和 TXD（P31） 可與外設(shè)電路進(jìn)行全雙工的

31、 串行異步通信。8051單片機(jī)的串行端口有 4 種基本工作方式，通過編程設(shè)置，可以使其工 作在任一方式， 以滿足不同應(yīng)用場合的需要。 其中，方式 0 主要用于外接移位寄 存器，以擴(kuò)展單片機(jī)的 I O電路；方式 1多用于雙機(jī)之間或與外設(shè)電路的通信； 方式 2，3 除有方式 l 的功能外， 還可用作多機(jī)通信， 以構(gòu)成分布式多微機(jī)系統(tǒng)。 串行端口有兩個控制寄存器 （SCON和 PCON，） 用來設(shè)置工作方式、發(fā)送或接收的 狀態(tài)、特征位、數(shù)據(jù)傳送的波特率 （ 每秒傳送的位數(shù) ）以及作為中斷標(biāo)志等。串行端口有一個數(shù)據(jù)寄存器 SBUF（在特殊功能寄存器中的字節(jié)地址為 99H）， 該寄存器為發(fā)送和接收所共同

32、。發(fā)送時，只寫不讀；接收時，只讀不寫。在一定 條件下，向 SBUF寫入數(shù)據(jù)就啟動了發(fā)送過程； 讀 SBUF就啟動了接收過程。 串行 通信的波特率可以程控設(shè)定。 在不同工作方式中， 由時鐘振蕩頻率的分頻值或由 定時器 T1 的溢出率確定，使用十分方便靈活。本次設(shè)計的計分電路中，我們使用集成電路 CD4094。CD4094是 8 位移位寄 存器，它主要完成串行輸入，并行輸出 8 位數(shù)據(jù)的功能，是典型的串行 / 并行轉(zhuǎn) 換芯片。其中引腳分布圖如第二章總圖 2-9 所示。其中 2 腳 DATA為串行數(shù)據(jù)輸入腳； 3腳 CLOCK為時鐘脈沖輸入； 4、5、6、7、14、1、3、12、11腳為并行 8 位

33、數(shù)據(jù) 輸出，前 7 腳與 LED顯示器 ag引腳相連， 11腳置空； 8 腳接地； 16腳接電源 5V。3.5 比分校正控制電路本次設(shè)計中的比分校正控制電路由四輸入與門 74LS21和 4 個按鍵組成，其 中K1、K2鍵接 74LS21的9、10腳，完成甲隊加、減分控制； K3、K4鍵接 74LS21 的 12、13 腳，完成乙隊加、減分控制。有關(guān) 74LS21 集成電路的引腳分布及內(nèi)部原理構(gòu)造如下圖所示：74LS21芯片的主要引腳說明：14 腳為電源腳7 腳接地1、2、4、5、9、10、12、13 為與門輸入腳6、 8 腳為與門輸出腳3.6 球賽計時計分器的工作過程首先在比賽之前， 接通電源

34、，系統(tǒng)自動復(fù)位， 此時計時電路與計分電路中的 共陰極數(shù)碼管全部顯示為 0000和 00 00；然后我們按照計時電路中的 K5鍵來設(shè) 置比賽時間的十位數(shù)， 例如比賽時間上半場為 20 分鐘，則通過 K5 鍵，使數(shù)碼管 1顯示“ 2”即可；再按下 K6鍵，設(shè)置比賽時間的個位數(shù)，使數(shù)碼管 2 顯示“0” 即可。一般比賽時間為 40分鐘，所示只需要按下 K5鍵顯示“ 4”，按下 K6鍵顯 示“ 0”即可。時間設(shè)置好時，等待賽程開始，當(dāng)裁判吹響哨聲時，啟動計時，這時計時電 路便開始工作，計時采用倒計時方式， 即從20分鐘減為 0分鐘表示上半場結(jié)束。 上半場結(jié)束時，指示燈由亮變滅，通知上半場結(jié)束，這時按下

35、K7 鍵，便完成了甲、乙兩隊的分?jǐn)?shù)交換。在整個賽程中，我們還要對兩隊比分進(jìn)行及時刷新，這 時我們通過計分電路中的 K1K4鍵完成此功能， K1 和 K2鍵完成甲隊加分、減 分，K3和 K4鍵完成乙隊加分、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)小于計時電路中的 中斷優(yōu)先權(quán)， 所以不會對計時電路造成影響。 如果在賽程過程中， 一方的教練申 請暫停時，經(jīng)裁判批準(zhǔn)，我們立即按下 K7 鍵，即可以暫停計時，暫停時間到時， 再按下 K7 鍵繼續(xù)計時，直至上半場賽程結(jié)束，指示燈滅。下半場的流程和上半 場基本上是一樣的。第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計和

36、Proteus 仿真4.1 電路總體設(shè)計（1）系統(tǒng)流程圖開始時間清 0，分?jǐn)?shù)清 0設(shè)置時間，如 20 分鐘YN啟動鍵按下？倒計時開始定時Y定時時間到否NY暫停鍵按下否N分?jǐn)?shù)按鍵按下Y對應(yīng)隊加減分?jǐn)?shù)N2）系統(tǒng)總電路圖3）系統(tǒng)總程序ORG 0000HORG 0003HAJMP MAINAJMP CXTORG 000BHMOV R2,#04HAJMP CTCOLP:MOV A,R1MOV DPTR,#TABORG 200HMOVC A,A+DPTRMAIN:MOV 33H,#00HMOV SBUF,AMOV 34H,#00HJNB TI,$MOV 35H,#00HCLR TIMOV 36H,#00H

37、INC R1MP1:MOV 40H,#00HDJNZ R2,LPMOV 41H,#00HSETB P3.7MOV 42H,#00HLOOP1:JB P2.4,LOOP2MOV 43H,#00HCALL D10MSCLR P0.0JB P2.4,LOOP1CLR P2.0INC 40HCLR P2.1MOV A,40HCLR P2.2CJNE A,#0AH,DSP1CLR P2.3MOV 40H,#00HMOV P1,#00HAJMP DSP1NOPDSP1:CLR P2.0NOPMOV P1,40HNOPNOPSETB P2.0NOPSETB P2.1SETB P2.0SETB P2.2ACA

38、LL D500MSSETB P2.3AJMP LOOP1NOPLOOP2:JB P2.5,LOOP3NOPACALL D10MSMOV SCON,#00HJB P2.5,LOOP2CLR P3.7INC 41HMOV R1,#33HMOV A,41HCJNE A,#0AH,DSP2MOV 41H,#00HAJMP DSP2SETB EX0SETB IT0SETB TR0DSP2:CLR P2.1MOV R0,#14HMOV P1,41HSJMP $NOPCTCO:JNB P2.6,LK8NOPDJNZ R0,NBSETB P2.1MOV R0,#14HACALL D500MSMOV A,43H

39、AJMP LOOP2CJNE A,#00H,ABC1LOOP3:JB P2.6,LOOP1MOV 43H,#09HACALL D10MSMOV A,42HJB P2.6,LOOP3CJNE A,#00H,ABC2CLR P2.2MOV 42H,#05HMOV P1,42HMOV A,41HNOPCJNE A,#00H,ABC3NOPMOV 41H,#09SETB P2.2MOV A,40HACALL D500MSCJNE A,#00H,ABC4CLR P2.3CLR P0.0MOV P1,43HCLR P3.6NOPCLR TR0NOPCLR IT0SETB P2.3KP11:JB P2.6,

40、KP11SETB P0.0ACALL D10MSMOV TMOD,#01HJB P2.6,KP11MOV TL0,#0B0HAJMP KP12MOV TH0,#3CHNB:LJMP NEXTSETB EAABC1:DEC 43HSETB ET0AJMP DSP3ABC2:DEC 42HAJMP DSP3CLR P0.0ACALL D500MSABC3:DEC 41HLK9:JB P2.6,LK9AJMP DSP3LK10:ACALL D10MSABC4:DEC 40HJB P2.6,LK9AJMP DSP3SETB P0.0DSP3:CLR P2.3ACALL D500MSMOV P1,43H

41、AJMP CTCONOPNEXT:MOV TL0,#0B0HNOPMOV TH0,#3CHSETB P2.3RETICLR P2.2KP12:MOV A,33HMOV P1,42HXCH A,35HNOPMOV 33H,ANOPMOV A,34HSETB P2.2XCH A,36HCLR P2.1MOV 34H,AMOV P1,41HMOVNOPA,37HNOPXCH A,38HSETB P2.1MOV 74H,ACLR P2.0NOPMOV P1,40HNOPNOPACALL D500MSNOPCLR EX0SETB P2.0CLR ET0AJMP NEXTCLR EANOPLK8:ACAL

42、L D10MSNOPJB P2.6,CTCONOPAJMP MP1MOV 36H,#00HCXT:CLR EX0VIN4:JB P3.5,VIN1AJMP KP5ACALL D10MSKP2:ACALL D10MSMOV A,35HJNB P3.5,KP1CJNE A,#00H,AP1RETIMOV 35H,#09HVIN1:JB P3.4,VIN2MOV A,36HACALL D10MSCJNE A,#00H,AP2ACALL D10MSMOV 36H,#09HJNB P3.4,KP2RETIAJMP KP5VIN2:JB P3.3,VIN3AP1:DEC 35HACALL D10MSAJM

43、P KP5ACALL D10MSAP2:DEC 36HJNB P3.3,KP3AJMP KP5RETIKP3:VIN3:JB P2.7,VIN4INC 33HACALL D10MSMOV A,33HACALL D10MSCJNE A,#0AH,KP5JNB P2.7,KP4MOV 33H,#00HAJMP KPINC 34HKP1:MOV A,34HINC 35HCJNE A,#0AH,KP5MOV A,35HMOV 34H,#00HCJNE A,#0AH,KP5AJMP KP5MOV 35H,#00HKP4:INC 36HMOV A,33HMOV A,36HCJNE A,#00H,AP3CJ

44、NE A,#0AH,KP5MOV 33H,#09HMOV A,34HTHIS: LCALL D500MSCJNE A,#00H,AP4DJNZ R3,THISMOV 34H,#09HRETAJMP KP5D500MS: MOV R5, #0FAHAP3:DEC 33HD2: MOV R4,#0FAHAJMP KP5D1: NOPAP4:DEC 34HNOPAJMP KP5NOPKP5:CLR P3.7NOPMOV R1,#33HNOPMOV R2,#04HNOPLP6:MOV A,R1DJNZ R4,D1MOV DPTR,#TABDJNZ R5,D2MOVC A,A+DPTRRETMOV SBUF,AD10MS: MOV R6, #05HJNB TI,$D3: MOV R7,#0FAHCLR TID4: NOPINC R1NOPDJNZ R2,LP6NOPSETB P3.7NOPKP6:JNB P3.3,KP6NOPKP:SETB EX0NOPRETIDJNZ R7,D4TAB:DBDJNZ R6,D30FCH,60H,0D