競(jìng)賽打分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)論文VIP

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院專 業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（軟件工程）題 目競(jìng)賽打分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)教師 講師/碩士 （姓 名） （專業(yè)技術(shù)職稱/學(xué)位）2013年5月摘 要：競(jìng)賽打分系統(tǒng)是一個(gè)簡(jiǎn)單的信息發(fā)送，接收與處理系統(tǒng)，本系統(tǒng)由PC、打分終端等組成，采用串口總線通訊，語言包括VB，匯編語言。評(píng)委在各自的打分終端上輸入比賽成績(jī)，終端通過總線將數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)，軟件對(duì)各評(píng)委的打分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，最終得出選手的名次。本文介紹了系統(tǒng)的工作原理，軟件和硬件設(shè)計(jì)，給出了關(guān)鍵源代碼及部分電路的原理圖。關(guān)鍵字： VB，匯編語言，串行通訊，競(jìng)賽Abstract: The judges sco

2、ring system is to send a simple message, receiving and processing system, this system is composed of PC, scoring terminal, this systems languages are VB、assembler.the bus structure.the hardware structure is simple.In the traditional game score, the score, the format and effectiveness need manual ins

3、pection, is prone to errors, will also affect the fairness of the scoring.This system is: the fractional collection, analysis, processing of players, and then through the way of showing stick out a mile.After using this system, can save the game organizers of manpower, material resources. Can make t

4、he grading efficiency, accuracy can be improve. The scoring system is simple, practical, can make easy and professional activities of the organization.Key words: vb, assembler, serial , game目 錄1 前言42 硬件選擇43 軟件選擇54 通信方案65 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)75.1主程序75.2讀鍵盤子程序85.3發(fā)送子程序95.4顯示子程序106 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)116.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)116.2 輸入選手姓名界面12

5、6.3 改變比賽項(xiàng)目界面126.4 成績(jī)統(tǒng)計(jì)136.5 系統(tǒng)設(shè)置147 系統(tǒng)調(diào)試147.1 硬件系統(tǒng)調(diào)試147.2 軟件系統(tǒng)調(diào)試15結(jié) 論17參 考 文 獻(xiàn)18致 謝191 前言隨著近幾年來各種各樣競(jìng)賽的風(fēng)靡，主辦方急需一個(gè)操作方便，價(jià)格低廉的打分系統(tǒng)，本評(píng)分打分系統(tǒng)是按照競(jìng)賽中評(píng)委打分的方式設(shè)計(jì)的，有比較完善的競(jìng)賽評(píng)分功能。該系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是：1、可以節(jié)省比賽主辦方的人力，物力。2、使打分的效率，準(zhǔn)確性得到整體的提高。3、本評(píng)分系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng),使活動(dòng)組織更輕松,更專業(yè)。該系統(tǒng)適用于一切比賽下的評(píng)委打分情況如：象棋競(jìng)賽、歌唱比賽、計(jì)算機(jī)知識(shí)競(jìng)賽、乒乓球競(jìng)賽、足球競(jìng)賽等。本系統(tǒng)由PC、打分終端

6、等組成，采用總線結(jié)構(gòu)，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于生產(chǎn)，組裝，可有效節(jié)省成本，節(jié)約時(shí)間。2 硬件選擇選用AT89C51單片機(jī)（如圖1），該MCU內(nèi)含4KB的ROM，有四個(gè)8位的并行口(P1,P2等)和一個(gè)串行口，兩個(gè)16位計(jì)數(shù)/定時(shí)器(T0,T1)。我們的硬件除了一個(gè)CPU以外，還有兩個(gè)不可或缺的外設(shè)要選擇：1、顯示器 ： 終端上要有顯示器，用于告知評(píng)委他打的分?jǐn)?shù)是什么，可選用LCD或LED數(shù)碼管。本系統(tǒng)使用四個(gè)7段LED數(shù)碼管，這種顯示器是4個(gè)數(shù)碼管做在一起的，四個(gè)數(shù)碼管的相同接口已在內(nèi)部連在一起，不同的引腳分別由同一個(gè)引腳引出，例如：7個(gè)數(shù)字端和1個(gè)小數(shù)點(diǎn)端接在單片機(jī)的P2口，當(dāng)某一腳為低電平時(shí)對(duì)應(yīng)

7、的燈亮，輸出為1時(shí)對(duì)應(yīng)的燈不亮；4個(gè)序號(hào)端分別為P30、P31、P32、 P33，選擇一個(gè)時(shí)候我們就可以選擇哪個(gè)序號(hào)的數(shù)碼管亮了。軟件編碼時(shí)采用掃描的方式，每次只有一個(gè)數(shù)碼管亮，4個(gè)數(shù)碼管輪流點(diǎn)亮，每個(gè)數(shù)碼管亮0.005秒，4個(gè)一共是0.02秒。為了是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單和自動(dòng)化，我們用時(shí)鐘中斷的方式，在中斷處理函數(shù)里，我們實(shí)現(xiàn)了不同數(shù)碼管的依次顯示。2、鍵盤電路：由于按鍵較多，如果按照一個(gè)按鍵一個(gè)接口的方式來連接鍵盤則51的引腳數(shù)目要增加好幾倍，所以鍵盤連接成m×n(m=4,n=3)的矩陣形式，占用單片機(jī)的7根口線。圖2-1 AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖本系統(tǒng)遠(yuǎn)端不需要太強(qiáng)的運(yùn)算能力，單片機(jī)

8、就可以滿足我的需求。不僅可以減少硬件成本，也可以簡(jiǎn)化軟件的設(shè)計(jì)3 軟件選擇1、上位機(jī)：VB是由微軟公司開發(fā)的事件驅(qū)動(dòng)編程語言。程序員可以使用VB提供的組件快速寫出一個(gè)穩(wěn)定的應(yīng)用程序。在本項(xiàng)目中最重要的就是上位機(jī)和下位機(jī)之間的串口通信，而在VB中就有一個(gè)用于串口收發(fā)數(shù)據(jù)的控件， 從系統(tǒng)的穩(wěn)定性和系統(tǒng)的復(fù)雜度來看， 用Visual Basic是合適的。 而且我也對(duì)他比較熟悉。 所以PC端的程序就由Visual Basic開發(fā)。2、下位機(jī)：下位機(jī)即打分終端，選擇Keil開發(fā)環(huán)境和匯編語言編程。4 通信方案打分系統(tǒng)分工：上位機(jī)負(fù)責(zé)處理，顯示和保存數(shù)據(jù)。下位機(jī)負(fù)責(zé)輸入數(shù)據(jù)。在上下系統(tǒng)之間有一個(gè)通信的過程

9、，通信的方法有很多種，我們可以在下面幾種通信方法中選擇一種。（1）并行連接方式：圖4-1 并行連接每個(gè)MCU連接不同的引腳，主機(jī)采用輪訊方式讀取第N個(gè)打分終端上的評(píng)委的打分。說明：MCU與主機(jī)的并口相連接優(yōu)點(diǎn)：這種連接方式軟件和硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：連線多，通信只能在數(shù)米內(nèi)進(jìn)行。（2）多串口線連接方式：圖4-2 多串口線連接說明：每一個(gè)MCU單獨(dú)用串口線與主機(jī)連接。優(yōu)點(diǎn)：這種方式軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，通信距離可至數(shù)十米。缺點(diǎn)：連線多，且主機(jī)需要有多個(gè)串口。（3）單串口線連接方式：圖4-3 單串口線連接說明：每個(gè)MCU設(shè)置不同的地址，主機(jī)采用查詢方式讀取第N個(gè)MCU上的數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)：通信距離遠(yuǎn)（數(shù)十米），連

10、線少。缺點(diǎn)：軟件設(shè)計(jì)稍復(fù)雜?；谏鲜鋈N方式的優(yōu)缺點(diǎn)，我們選用了第三種方式，即RS-485總線方式。5 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)5.1主程序主程序的流程圖如圖5-1 所示，首先是中斷，串口等的初始化，然后清空顯示的“buffer”讓終端顯示“ 0”，然后調(diào)用讀按鍵盤程序，直到有鍵被按下，然后分析被按下的鍵值，如果是小數(shù)點(diǎn)就查看小數(shù)點(diǎn)有沒有被按下，如果沒有被按下就將前一個(gè)數(shù)的高四位置一，如果已經(jīng)被按下過了，則輸入是錯(cuò)誤的，此時(shí)我們可以將本次按鍵的值忽略不計(jì)。如果按鍵不是“.”,而是“OK”則我們調(diào)用發(fā)送子程序，待發(fā)送完畢，我們?cè)俅吻蹇铡鞍l(fā)送buffer”,然后回到讀按鍵狀態(tài)。如果既不是”.”也不是”O(jiān)K”

11、，就是數(shù)字鍵，則首先判斷是否是第一次按下數(shù)字鍵，如果是的話，就不用左移一位“發(fā)送buffer”了。接著將按鍵的值和“發(fā)送buffer”進(jìn)行“或”運(yùn)算，并且將運(yùn)算結(jié)果存入“發(fā)送buffer”中。隨后再次去等待按鍵的按下。圖5-1 主程序5.2讀鍵盤子程序讀鍵盤子程序的流程圖如圖5-2所示，這里采用的是行反轉(zhuǎn)法的讀鍵盤程序設(shè)計(jì)，將行值置“1”如果有按鍵被按下那只能確定是哪一行的按鍵被按下，此時(shí)無法確定是哪一個(gè)按鍵被按下，將列值置“1”這個(gè)時(shí)候能確定是那一列的值被按下，將行和列確定了那么哪個(gè)鍵被按下也就確定了。然后根據(jù)此值來確定它代表的數(shù)字是什么，這就需要一個(gè)鍵值表了。圖5-2 讀鍵盤子程序5.3發(fā)

12、送子程序數(shù)據(jù)發(fā)送子程序流程圖如圖5-3所示，先發(fā)送“主機(jī)號(hào)”，待主機(jī)號(hào)發(fā)送完畢以后，開始發(fā)送實(shí)際的的分值。其中要注意的是隨時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高四位是否為“1“，如果為一的話，我們要發(fā)送小數(shù)點(diǎn)。這么做比較麻煩也可以在接受按鍵值的時(shí)候定義一個(gè)變量，在發(fā)送數(shù)字的同時(shí)，我們可以通過它來確定小數(shù)點(diǎn)是在哪里這樣就減去了每次比較的辛苦。圖5-3 發(fā)送子程序 5.4顯示子程序顯示子程序流程圖如圖5-4所示，因?yàn)轱@示的時(shí)候我們使用的是中斷來顯示的，所以按照中斷函數(shù)的慣例應(yīng)該是現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)。將計(jì)數(shù)的變量取模運(yùn)算，得到要顯示的數(shù)據(jù)的偏移地址。接著我們判斷數(shù)據(jù)的高四位是否為“1”如果是的話，我們就將“?！包c(diǎn)亮，根據(jù)要顯示的數(shù)據(jù)

13、，我們?cè)诒碇胁檎叶未a。根據(jù)段代碼來點(diǎn)亮“LED燈”，計(jì)數(shù)變量加一；定時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值置初值?；謴?fù)現(xiàn)場(chǎng)。中斷返回。圖5-4顯示子程序流程圖6 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)軟件說明：軟件有FORM1,2,3,4,5,6,和Module1 其中程序的入口點(diǎn)是Module1，在那里我們將首先顯示form2，它是軟件的主窗口。下面我將一一介紹這些窗口。6.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)打分界面如圖6-1見示所示，選手姓名和比賽項(xiàng)目可以分別通過界面來改變。評(píng)委打分情況是通過MScomm這個(gè)控件來改變的。得分是根據(jù)評(píng)委的打分情況來得到的，比如平均分和總分。下一位選手和上一位選手的改變也可以改變選手姓名，得分，評(píng)委打分情況。它是通過fr

14、om1中的msflexgrid來改變的，它也可以存儲(chǔ)一些基本的信息比如，選手的姓名，得分，評(píng)委的打分情況。值得注意的是比賽項(xiàng)目不可以改變。圖6-1 打分界面6.2 輸入選手姓名界面輸入選手姓名界面如圖6-2所示。圖6-2 輸入選手姓名界面6.3 改變比賽項(xiàng)目界面改變比賽項(xiàng)目界面如圖6-3所示。圖6-3 改變比賽項(xiàng)目界面6.4 成績(jī)統(tǒng)計(jì)成績(jī)統(tǒng)計(jì)界面如圖6-4所示，存儲(chǔ)比賽的所有信息。Form2中的下一位選手和上一位選手的按鍵的按下就意味著顯示值的改變。改成什么樣就要看form1中的內(nèi)容了。圖6-4 成績(jī)統(tǒng)計(jì)界面6.5 系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)設(shè)置界面如圖6-5所示，改變比賽的得分情況（是取平均分還是取總分）

15、，和裁判的人數(shù)。這個(gè)直接影響到form2的顯示，和form1的分?jǐn)?shù)的存儲(chǔ)情況。圖6-5 系統(tǒng)設(shè)置界面7 系統(tǒng)調(diào)試7.1 硬件系統(tǒng)調(diào)試在本系統(tǒng)的硬件上有兩個(gè)主要部件，在進(jìn)行試驗(yàn)之前，一定要確保他們的正常工作。分別是輸入，輸出。輸入是鍵盤，輸出是LED數(shù)碼管。1，LED數(shù)碼管的測(cè)試：本項(xiàng)目中，由P2端口連接LED數(shù)碼管的數(shù)據(jù)輸入端，由P3的13號(hào)端口來選擇在哪一個(gè)上數(shù)碼管顯示數(shù)字。所以我們就可以逐個(gè)的輸出8字，因?yàn)閿?shù)碼管的全亮就是8。這樣既可以檢測(cè)硬件連接是否正確，也可以使我們知道LED數(shù)碼管的燈是否都是正確的。方法如下：a,將P2口上全部輸出為1，將P3口上的1號(hào)端口設(shè)置為一用來在第一個(gè)數(shù)碼管上

16、顯示一個(gè)8和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)。b，P2的管腳不變，將P3口上的2號(hào)端口輸出為1.然后以此類推。遇到的問題：在顯示具體數(shù)字如1,2,3,4的時(shí)候，我在P2口上輸出的是該數(shù)字的原碼二進(jìn)制?？墒抢鲜堑貌坏筋A(yù)期的結(jié)果。原來我犯了一個(gè)低級(jí)的錯(cuò)誤，我采用了大家比較通用的方法：寫了一個(gè)數(shù)組。數(shù)組里數(shù)字的序號(hào)就是要顯示的值，數(shù)組里相應(yīng)序號(hào)的值就是我們要往P2口輸出的值。2,鍵盤的測(cè)試：在本系統(tǒng)中，利用P1口來接受鍵盤的輸入，同時(shí)它的輸入不是一個(gè)具體的值因?yàn)槟菢有枰芏喽丝?，我們現(xiàn)在的設(shè)計(jì)只需要7個(gè)端口就可以了。我們現(xiàn)在是確定要輸入的值是不是正確的，是硬件級(jí)的調(diào)試，所以現(xiàn)在只需要得到的是兩個(gè)1和六個(gè)零組成的數(shù)字，兩個(gè)

17、1的組合就可以確定是什么按鍵被按下了。遇到的問題：在連接鍵盤的時(shí)候，我先選擇的是最簡(jiǎn)單的一個(gè)引腳接一個(gè)按鍵的設(shè)計(jì)，可是在設(shè)計(jì)的過程中才發(fā)現(xiàn)，引腳不夠，因?yàn)槠鹣葲]有考慮到LED數(shù)碼管，后來加上LED數(shù)碼管以后引腳就不夠用了。經(jīng)多次嘗試之后，我選擇了現(xiàn)在的4X3的按鍵。只是這樣的設(shè)計(jì)是軟件復(fù)雜了。7.2 軟件系統(tǒng)調(diào)試1、打分終端的顯示子程序：第一步：先寫一個(gè)死循環(huán)，顯示緩沖區(qū)中依次寫入01、02、02、01四個(gè)數(shù)字，使得LED數(shù)碼管上依次顯示1、2、2、1，然后在顯示的時(shí)候，死循環(huán)里依次選中P3的13號(hào)口，在選中的過程中加上一個(gè)延遲；作用：確認(rèn)緩沖區(qū)的設(shè)置是否正確。第二步：在第一步的基礎(chǔ)上將死循環(huán)

18、改成時(shí)鐘中斷。這樣我們的程序就可以在中斷的基礎(chǔ)上顯示了。然后在中斷處理函數(shù)上啟動(dòng)時(shí)鐘中斷這樣就可以使得源源不斷的數(shù)字得到顯示。作用：使得數(shù)據(jù)的顯示不需要人工的參與，完全由中斷來搞定。遇到的問題：在顯示的時(shí)候我的數(shù)據(jù)類型是char,可是有的時(shí)候是不正確的輸出，后來仔細(xì)的研究了類型的表示才知道。Char類型只能保證我們的數(shù)據(jù)的低七位是有效的。第八位是不確定的。將類型改成了Unsigned Char類型以后就成功了。2、打分終端的按鍵子程序按住某個(gè)鍵不動(dòng)，從P2口讀取掃描碼，然后從掃描碼表中得到相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)字，然后將它導(dǎo)入到上一步調(diào)試好的顯示緩沖區(qū)中。如果顯示的數(shù)字是正確的就說明已經(jīng)調(diào)試好了。否則

19、將該二進(jìn)制數(shù)字打印出來，然后一點(diǎn)一點(diǎn)的調(diào)試。如果上幾步的硬件和軟件調(diào)試沒有問題，那么這一步也不會(huì)有太大的問題。3、下位機(jī)軟和上位機(jī)軟件調(diào)試：本系統(tǒng)中,上位機(jī)軟件的編寫難點(diǎn)以及上位機(jī)和下位機(jī)之間的關(guān)系的難點(diǎn)都是串口數(shù)據(jù)的收發(fā)。其中下位機(jī)沒有什么大的問題，比較麻煩的是上位機(jī)的接收。因?yàn)閮H僅在開始接受數(shù)據(jù)的時(shí)候會(huì)觸發(fā)一個(gè)函數(shù)調(diào)用，但是我們現(xiàn)在串口才剛剛接受數(shù)據(jù)而已，那么怎么樣既可以收取完整的數(shù)據(jù)，又不添加太多的代碼呢？有兩種解決方法：(a) 可以用一個(gè)延時(shí)函數(shù)，來讓cpu空轉(zhuǎn)一段時(shí)間，給串口一個(gè)接收數(shù)據(jù)的時(shí)間。等到時(shí)間結(jié)束的時(shí)候，我們的數(shù)據(jù)也就發(fā)送完了。這時(shí)就可以放心大膽的一次性讀取了。(b) 可以

20、開始一個(gè)計(jì)時(shí)器，使其進(jìn)入激活狀態(tài)，也是等待一段時(shí)間以后再去讀取數(shù)據(jù)。不過a計(jì)劃的讀數(shù)據(jù)函數(shù)是在串口控件的函數(shù)里進(jìn)行的而b計(jì)劃的讀數(shù)據(jù)代碼是在時(shí)鐘控件里進(jìn)行的，我認(rèn)為二者沒有什么太大的優(yōu)劣之分，因?yàn)槲覀儌鬏數(shù)臄?shù)據(jù)量不是很大。我選取了b選項(xiàng)的設(shè)計(jì)風(fēng)格，因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)思路更清晰。結(jié) 論隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)束，我的大學(xué)生活也要結(jié)束了，回想這四年的大學(xué)生活感想良多。大一的時(shí)候第一次聽說編程這個(gè)詞，對(duì)計(jì)算機(jī)算是一竅不通，以前只是會(huì)上上網(wǎng)，別的什么都不會(huì)。后來漸漸地系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)了C語言，C+，數(shù)電，組成原理，匯編語言，編譯原理，操作系統(tǒng)等等專業(yè)課，在大三上學(xué)期用了半年的時(shí)間學(xué)習(xí)java，以為以后就要在java里面混飯吃了。到了大三下學(xué)期突然意識(shí)到，如果以后就做java，那么以前下過功夫?qū)W的一些理論課就完全的沒有了意義，所以還是果斷的轉(zhuǎn)換了方向。畢業(yè)設(shè)計(jì)的選擇也是因?yàn)榉较虻霓D(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)變的，隨著自己的興趣選擇了偏底層的單片機(jī)來開發(fā)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)了怎樣查閱資料和利用工具書。平時(shí)課堂上所學(xué)習(xí)的知識(shí)大多比較陳舊和偏理論，作為軟件工程專業(yè)的學(xué)生，由于專業(yè)特點(diǎn)不可能什么都學(xué)過，什么都懂，因此，在設(shè)計(jì)過程中需要用一些不曾學(xué)過的東西時(shí)，就要去有針對(duì)性地查找資料，