單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告--電子記分牌

1、第一章 系統(tǒng)概述1.1 背景知識現(xiàn)在大多數(shù)比賽活動(dòng)中，都會(huì)遇到要向觀眾和選手展示選手得分的 情況，需要用到電子記分牌。由于單片機(jī)的集成度高，功能強(qiáng)，實(shí)用性 好，特別是它具有重量輕，功耗低，價(jià)格便宜，可靠性高，抗干擾能力 強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，是單片機(jī)迅速得到了推廣應(yīng)用，目前已成 為測量控制應(yīng)用系統(tǒng)中的優(yōu)選機(jī)種和新電子產(chǎn)品的關(guān)鍵部位。本次設(shè)計(jì) 的記分牌，也是充分利用了單片機(jī)的以上優(yōu)點(diǎn)，因而具有電路簡單，成 本較低，靈敏可靠，操作方便的優(yōu)點(diǎn)。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1.2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1） 選 51 單片機(jī)，晶振采用 12MHz。（2） 啟動(dòng)時(shí)現(xiàn)實(shí)的初始分?jǐn)?shù)為 50。（ 3） 選手每答對一題加

2、 1 分；每打錯(cuò)加分和減分一題減 1 分。加分和 減分分別由“加”、“減”按鈕（K1和K2）實(shí)現(xiàn)。（ 4） 積分范圍為 0099。（5）裁判按下復(fù)位按鈕（K3）時(shí)，數(shù)碼管顯示初始分?jǐn)?shù)50。（ 6） 按鍵按下時(shí)有提示聲， 當(dāng)有鍵按下時(shí)蜂鳴器發(fā)出聲音， 按鍵釋放 時(shí)停止發(fā)聲。1.2.2 設(shè)計(jì)要求（ 1 ） 按照要求完成系統(tǒng)分析及方案設(shè)計(jì)。（ 2） 完成硬件原理圖的設(shè)計(jì)，并選擇相關(guān)元器件。（ 3） 完成軟件流程圖的設(shè)計(jì)，編寫相應(yīng)的單片機(jī)控制程序。（ 4 ） 撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。第二章系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1 總體方案電子記分牌的設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)主控模塊、顯示模塊、按鍵模塊、 電源模塊、發(fā)聲模塊等組成，系統(tǒng)框圖如

3、圖所示 。圖2.1方案設(shè)計(jì)框圖2.2 系統(tǒng)組成硬件電路由晶振電路、復(fù)位電路、80C51單片機(jī)、獨(dú)立式鍵盤、顯 示電路和蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路組成。軟件部分主程序由初始化、顯示程序、鍵盤掃描和按鍵處理程序、 蜂鳴器發(fā)聲程序和延時(shí)子程序等組成。3.1時(shí)鐘電路第三章基本硬件電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的時(shí)鐘信號用來提供單片機(jī)片內(nèi)各種微操作的時(shí)間基準(zhǔn)。 80C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外 部振蕩方式。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶振或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振 蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就 構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如下

4、圖所示。電容器Cl，C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值 一般在30pF。晶振頻率的典型值為12MHz。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘 情號比較穩(wěn)定，實(shí)用電路中使用較多，電路如圖3.1。3.2 復(fù)位電路復(fù)位操作則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的初 態(tài)開始運(yùn)行。當(dāng)80C51單片機(jī)的復(fù)位引腳RST（全稱RESET）出現(xiàn)2個(gè)機(jī) 器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。復(fù)位電路要求電源接 通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開關(guān)操作也能使單 片機(jī)復(fù)位。VGCSCipF口岡匕C2FISTR1 -WkU2:A.A4003- tTP託HALE EA: C£r C3P1.

5、0P1.1P1.2P1.3F'1.4F1.5P1.S3.2復(fù)位電路圖3.3 鍵盤控制電路由于在本設(shè)計(jì)中，一共需要三個(gè)按鍵，分別是加一鍵、減一鍵和復(fù) 位鍵，考慮到使用按鍵較少，故選擇用獨(dú)立式按鍵。獨(dú)立式按鍵使用簡 單，適合于按鍵較少的系統(tǒng)，其基本思想是將每個(gè)按鍵接在一根I/O 口線上，當(dāng)鍵沒有被按下時(shí)，對應(yīng)的I/O 口顯示高電平，當(dāng)有鍵被按下時(shí)， 相應(yīng)的I/O 口顯示低電平，單片機(jī)就是通過檢測I/O 口的高低電平來判 斷是否有鍵被按下和具體的哪個(gè)鍵被按下，電路如圖3.3。P 1.4FO.-VTOFT Cra 5/T iPi.eP3 .故顱藥F 1.78OC51e nojpg -3.4 顯

6、示電路顯示電路由兩個(gè)靜態(tài)顯示的數(shù)碼管組成，分別接在P2 口和P0 口，由于采用了共陽極數(shù)碼管，故每位接一個(gè)非門電路，當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行相應(yīng) 的按鍵程序時(shí)，就可以分別顯示高位和低位，從而顯示當(dāng)前分?jǐn)?shù)，電路 如圖3.4。圖3.4 顯示電路圖3.5 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)要求當(dāng)有鍵按下時(shí)，蜂鳴器響，按鍵釋放時(shí)，蜂鳴器停止響。 本設(shè)計(jì)采用三極管放大電路來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。當(dāng)沒有鍵被按下時(shí)，P1.7 口為低電平，三極管不導(dǎo)通，蜂鳴器不響；當(dāng)有鍵被按下時(shí)，單片機(jī)將P1.7 口置為高電平，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器響，電路如圖 3.5。圖3.5 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路3.6 電路原理圖根據(jù)以上分析，基于80C51單片機(jī)的電子記分牌電路中，

7、電源電路 為單片機(jī)以及其他模塊提供標(biāo)準(zhǔn) 5V電源。晶振電路為單片機(jī)提供時(shí)鐘 標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)各部分能協(xié)調(diào)工作。復(fù)位電路為單片機(jī)提供復(fù)位功能。單 片機(jī)作為主控制器，根據(jù)輸入信號對系統(tǒng)相應(yīng)的控制。數(shù)碼管顯示當(dāng)前 的分?jǐn)?shù)。按鍵電路用來刷新選手的得分。蜂鳴器用作按鍵提示，當(dāng)有鍵 按下時(shí)蜂鳴器發(fā)出聲音，按鍵釋放時(shí)停止發(fā)聲，總電路圖如圖3.6。圖3.6 電路原理圖4.1程序流程圖第四章軟件設(shè)計(jì)開始初始化查找鍵KP=O調(diào)用延時(shí)子程序Y有鍵按下否？有鍵按下否？圖4.1主程序流程圖蜂鳴器響復(fù)位KP=O?Y加1耳rKP=14.2 匯編語言程序ORG0000HMOVR1,#50H;初始化CLRP1.7MOVDPTR,#

8、TABKB0:MOVA,R1; 顯示程序SWAPAANLA,#0FHMOVCA,A+DPTRMOVP0,AMOVA,R1ANLA,#0FHMOVCA,A+DPTRMOVP2,ASTART:MOVA,P3; 查詢有無鍵被按下MOVR0,ACJNZA,#00H,KB1LJMPKB3KB1:LCALLTM10ms;調(diào)用 10ms 延時(shí)子程序消抖MOVA,P3CJNZA,R0,KB3SETBP1.7;若有鍵按下，讓蜂鳴器響MOVA,KPCJNZA,#00H,START;判斷標(biāo)志位，是否已被執(zhí)行過LJMPKB2;若沒被執(zhí)行過，則轉(zhuǎn)執(zhí)行KB2:JNBP3.5,K1;K1 鍵按下，轉(zhuǎn)加 1 子程序JNBP3

9、.6,K2;K2 鍵按下，轉(zhuǎn)減 1 子程序LJMPK3;K3 鍵按下，轉(zhuǎn)復(fù)位子程序K1:MOVA,R1;加 1 子程序ADDA,#01HDAAMOVR1,ASETBKPLJMPKB0K2:CLRC; 減 1 子程序MOVA,#9AHSUBBA,#01HADDA,R1DAAMOVR1,ASETBKPLJMPKB0K3:MOVR1,#50H; 復(fù)位子程序ETBKPLJMPKB0KB3:CLRP1.7;讓蜂鳴器斷CLRKP;清零執(zhí)行標(biāo)志位LJMPKB0TM10ms:MOVR2,#14H;10ms 延時(shí)子程序TM:MOVR3,#0FFHTM3:DJNZR3,TM3DJNZR2,TMRETTAB: DB

10、 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH第五章 總結(jié)本次設(shè)計(jì)敘述了電子記分牌的基本原理及使用方法， 給出了電子記 分牌的設(shè)計(jì)方案、工作原理、硬件電路圖以及軟件流程圖和匯編語言程 序。本次設(shè)計(jì)的記分牌， 充分利用了單片機(jī)的種種優(yōu)點(diǎn)， 具有電路簡單， 成本較低，靈敏可靠，操作方便的優(yōu)點(diǎn)。在做本次課程設(shè)計(jì)的過程中，我學(xué)到了很多東西，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)自己 存在不少的問題。通過本次課程設(shè)計(jì)，我對單片機(jī)有了更深的認(rèn)識和理 解，通過親身實(shí)踐掌握了它的工作原理，尤其是理解了單片機(jī)通用 I/O 口的原理以及連接使用，為以后學(xué)習(xí)和工作使用單片機(jī)積累了寶貴的經(jīng) 驗(yàn)。本次課程設(shè)計(jì)也培養(yǎng)了我獨(dú)立思考和設(shè)計(jì)的能力，提高了自學(xué)的能 力，并且學(xué)會(huì)了通過查閱資料掌握有關(guān)新知識的法方，為以后的學(xué)習(xí)和 設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。在本次課程設(shè)計(jì)過程中，我也意識到自己的知識是很 欠缺的，尤其是運(yùn)用到實(shí)踐中的能力還有待提高。同時(shí)，自己的實(shí)踐能 力還很差，不能把所學(xué)的知識靈活的順利的運(yùn)用到實(shí)踐中去。在本次課程設(shè)計(jì)過程中，我和同組的同學(xué)團(tuán)結(jié)協(xié)作，互相幫助，互 相學(xué)習(xí)，一起查閱資料，一起克服困難，得到了事半功倍的效果。在本次課程設(shè)計(jì)中， 雖然遇到了很多困難， 但是有老師的悉心指導(dǎo)， 是我們的設(shè)計(jì)少走了很多彎路，才使我們的設(shè)計(jì)順