【基于51單片機(jī)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)10000字（論文）】

基于51單片機(jī)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)目錄TOC\o"1-3"\h\u247881引言 1198211.1研究背景 1177941.2研究目的 150801.3國(guó)內(nèi)外發(fā)展概述 2298311.2.1國(guó)外狀況 2248561.2.2國(guó)內(nèi)狀況 2231611.2.3發(fā)展趨勢(shì) 2123571.4設(shè)計(jì)內(nèi)容 3111432設(shè)計(jì)方案 4154872.1方案選擇 4223532.2總體設(shè)計(jì) 4235163系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 6216693.1器件選擇及介紹 617283.1.1單片機(jī)選擇 6194483.1.2STC89C51的特點(diǎn) 758613.2系統(tǒng)硬件電路組成 778923.2.1顯示模塊 7254933.2.2報(bào)警器 7316383.2.3計(jì)時(shí)電路 7196993.2.4計(jì)分電路 9266694軟件設(shè)計(jì) 1156944.1系統(tǒng)軟件總設(shè)計(jì)流程 11173364.2系統(tǒng)軟件子設(shè)計(jì)流程 12121484.2.1按鍵顯示子程序 13323114.2.2報(bào)警子程序 14206684.2.3計(jì)時(shí)計(jì)分子程序 14324305系統(tǒng)調(diào)試 1678145.1系統(tǒng)仿真 16131585.2系統(tǒng)調(diào)試 168326總結(jié) 1825905參考文獻(xiàn) 191引言1.1研究背景當(dāng)下智能化產(chǎn)品中，單片機(jī)的覆蓋率極高。單片機(jī)以它體積小、質(zhì)地輕巧、耗電量低、可靠性高、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)，開始不斷發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于生活日用、儀器設(shè)備、醫(yī)療器械、交通出行、工業(yè)工程設(shè)備的管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，在很多的大中型的電氣設(shè)備以及小型的電子產(chǎn)品中也涉及了單片機(jī)進(jìn)行控制REF_Ref30267\r\h[1]。人們借助單片機(jī)這一塊磚，敲進(jìn)了智能化的電子領(lǐng)域這一扇“門”。通過(guò)應(yīng)用單片機(jī)對(duì)一些比較復(fù)雜繁瑣的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)加工，將電路化繁為簡(jiǎn)。智能化的現(xiàn)代電子系統(tǒng)為經(jīng)典的電子系統(tǒng)注入“生命”REF_Ref30413\r\h[2]。在現(xiàn)下的生活當(dāng)中，單片機(jī)具有高度實(shí)現(xiàn)意義而得以應(yīng)用在生活的方方面面，用專業(yè)語(yǔ)言講，單片機(jī)就是在一塊硅片上集成了微處理器、存儲(chǔ)器及各種輸入/輸出接口的芯片，這樣一塊芯片就具有了計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱為單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。除此之外單片機(jī)的可靠性非常高，還有很好的微型以及智能型，我們可以根據(jù)不同的邏輯編寫出程序，完成我們想要實(shí)現(xiàn)的功能?，F(xiàn)如今，單片機(jī)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域中成為普遍采用的一種控制工具，在新世紀(jì)人們的應(yīng)用中占據(jù)了舉足輕重的地位。就目前對(duì)產(chǎn)品應(yīng)用和影響而言，成為產(chǎn)業(yè)重要系統(tǒng)不可分離的重要組成部分，在每個(gè)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用中都是會(huì)被優(yōu)先選擇。遍布世界各地的任何一家和電氣、機(jī)電、測(cè)控相關(guān)的大型技術(shù)企業(yè)以及廠家等，沒(méi)有一個(gè)企業(yè)不把單片機(jī)應(yīng)用在產(chǎn)品的研發(fā)，使單片機(jī)成為企業(yè)的產(chǎn)品智能化的中樞。而設(shè)計(jì)的計(jì)時(shí)器是對(duì)比賽過(guò)程產(chǎn)生時(shí)間和所得分?jǐn)?shù)的比較的采集、記錄、加工和處理的工具，這就需要使用單片機(jī)作為計(jì)時(shí)器的核心控制。對(duì)本次基于51單片機(jī)的籃球比賽計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)中，種種需要運(yùn)用到的原理都方便我們使用、操控、探索、深入了解單片機(jī)里最基礎(chǔ)的指令功能，以及STC89C51的組成和基本思路，熟練掌握并應(yīng)用單片機(jī)的程序編程和技巧，熟悉與51單片機(jī)有關(guān)的外圍電路設(shè)計(jì)，靈活調(diào)試軟件和硬件，更有助于今后的學(xué)習(xí)和日常的工作生活。1.2研究目的籃球比賽是競(jìng)技運(yùn)動(dòng)，在籃球比賽中有嚴(yán)格的規(guī)則限制，包括運(yùn)球24s回合進(jìn)攻，8s過(guò)半場(chǎng)等一些有嚴(yán)格時(shí)間限制的規(guī)則。同時(shí)，雙方的得分，犯規(guī)數(shù)，暫停數(shù)等都需要技術(shù)臺(tái)精準(zhǔn)記錄。在一般業(yè)余籃球比賽過(guò)程中，往往采用人工的計(jì)時(shí)計(jì)分器的方式。即裁判自帶手表或者心中估算對(duì)比賽進(jìn)行記錄，技術(shù)臺(tái)記錄犯規(guī)，時(shí)間，暫停數(shù)等。而人工記錄的時(shí)間、分?jǐn)?shù)、犯規(guī)數(shù)、暫停數(shù)等一旦出現(xiàn)誤差，就會(huì)影響比賽的正常進(jìn)行。因此，本次設(shè)計(jì)是為減少人工計(jì)時(shí)計(jì)分帶來(lái)的誤差，提供更加靠譜準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)與計(jì)分系統(tǒng)。1.3國(guó)內(nèi)外發(fā)展概述1.2.1國(guó)外狀況世界新科技的發(fā)展和變化層出不窮日新月異，生活中經(jīng)常被人使用的各式各樣的電子產(chǎn)品也是如春后竹筍，幾乎很難看到不需要使用沒(méi)有單片機(jī)產(chǎn)業(yè)。例如國(guó)家研制的導(dǎo)彈所需要的導(dǎo)航裝置，任何機(jī)器上功能不同的儀表的控制，亦或是計(jì)算機(jī)或者電臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)、通訊與數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊取ＶT如此類，所以相對(duì)于設(shè)計(jì)研究計(jì)時(shí)器，就是一個(gè)隨處可見的最基礎(chǔ)電子產(chǎn)品，它經(jīng)歷過(guò)歷史發(fā)展的洗禮，技術(shù)由一開始是不足已經(jīng)逐漸變得相當(dāng)?shù)某墒旌屯晟啤６覀冊(cè)诟鶕?jù)目前高水平籃球比賽要求發(fā)現(xiàn)，良好的籃球比賽計(jì)分計(jì)時(shí)系統(tǒng)必須能夠做到最基本的成績(jī)處理和計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，以便實(shí)現(xiàn)比賽的準(zhǔn)確度，計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理與否，是直接對(duì)一場(chǎng)比賽質(zhì)量的優(yōu)劣造成很大的影響。因而隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整下，在制造的不斷精良和生產(chǎn)工藝逐漸飛躍，以及體育在新時(shí)代中飛速、廣泛推廣，讓越來(lái)越多的市場(chǎng)對(duì)籃球計(jì)時(shí)器的需求也因上述原因而變得越來(lái)越大。1.2.2國(guó)內(nèi)狀況在全民運(yùn)動(dòng)的時(shí)代中，尤其是在中央提出的建設(shè)體育強(qiáng)國(guó)的重要指示之下，中國(guó)早已躋身成為世界中的體育大國(guó)，社會(huì)逐步形成體育事業(yè)全新的、高度的發(fā)展的新局勢(shì)，這個(gè)新的局勢(shì)刺激年輕老幼在健身和體育產(chǎn)業(yè)上消費(fèi)，社會(huì)也因此靈活運(yùn)用并把握體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大機(jī)遇，將體育產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展推進(jìn)更高質(zhì)量的全新局面。這個(gè)局面推動(dòng)了廣大群眾加入熱愛運(yùn)動(dòng)的行列中，首當(dāng)其次的就是青少年所熱愛的籃球運(yùn)動(dòng)，籃球比賽必備的計(jì)分計(jì)時(shí)就是值得關(guān)注和研究的事項(xiàng)。關(guān)于籃球比賽計(jì)分計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)，用STC89C51嵌入式單片機(jī)編程控制LCD1602液晶七段數(shù)碼管作顯示，而嵌入式單片機(jī)早已融入到我們生活當(dāng)中，使用單片機(jī)為核心的籃球計(jì)分計(jì)時(shí)器也成為了必然，從而可以做到人工和智能交互的方便和快捷。1.2.3發(fā)展趨勢(shì)如今在我國(guó)的大部分地區(qū)所開展的比賽中仍然是使用傳統(tǒng)的人工手動(dòng)翻分牌和人工計(jì)時(shí)的計(jì)分計(jì)時(shí)方法，不僅僅是耗費(fèi)人力，還有極大導(dǎo)致計(jì)分計(jì)時(shí)的誤差從而影響整局比賽的可能發(fā)生，進(jìn)而造成諸多負(fù)面影響，且人工手動(dòng)計(jì)時(shí)會(huì)因?yàn)樯杂胁簧針O其容易發(fā)生計(jì)時(shí)的偏差，從而導(dǎo)致比賽進(jìn)行的不順利和隊(duì)員、觀眾的不愉快，進(jìn)而導(dǎo)致活動(dòng)的結(jié)果。以上這些問(wèn)題大都是可以得到避免的，使用籃球比賽計(jì)分計(jì)時(shí)器對(duì)比賽進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，計(jì)分計(jì)時(shí)同時(shí)操作，若進(jìn)攻方在規(guī)定的24秒內(nèi)沒(méi)有進(jìn)攻成功蜂鳴器會(huì)發(fā)出警報(bào)聲提醒，這樣既可以在一定程度上減少人工，還可以保證比賽的準(zhǔn)確。雖然在此之前已有各式各樣的計(jì)分計(jì)時(shí)器的生產(chǎn)，而要能做到符合比賽規(guī)則的計(jì)分計(jì)時(shí)器大都存在計(jì)時(shí)不準(zhǔn)的問(wèn)題，部分還只是做到了基本的計(jì)時(shí)功能，在比賽規(guī)則和設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中不停摸索、創(chuàng)新、相繼完善，才進(jìn)一步升級(jí)了能計(jì)時(shí)計(jì)分做到同步，從長(zhǎng)遠(yuǎn)思考，不斷地引進(jìn)和推廣新的智能技術(shù)作用在生活和體育發(fā)展中來(lái)，會(huì)使生活變得更加的便捷。1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)以STC89C51為核心元件，數(shù)碼管組成的顯示模塊構(gòu)成。四位一體數(shù)碼管顯示器為計(jì)時(shí)，以倒計(jì)時(shí)的形式前兩位顯示分鐘，后兩位顯示秒數(shù)，范圍都是0~99，時(shí)間清零，按下按鍵重新計(jì)時(shí)；兩個(gè)三位一體數(shù)碼管顯示器分別為兩個(gè)隊(duì)伍的的分?jǐn)?shù)，顯示0~999；兩位的數(shù)碼管顯示器以倒計(jì)時(shí)的形式計(jì)算24s違例，24s結(jié)束歸零，重新計(jì)數(shù)。

2設(shè)計(jì)方案2.1方案選擇設(shè)計(jì)方案決定了本文的方向?；@球計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)是對(duì)籃球比賽中需要記錄的時(shí)間、24s以及比分等數(shù)據(jù)的快速記錄、迅速反應(yīng)加工、傳遞輸出的系統(tǒng)REF_Ref30528\r\h[3]。同時(shí)，依照籃球比賽的規(guī)則與模式，是根據(jù)有限時(shí)間內(nèi)的的分?jǐn)?shù)來(lái)決定輸贏的，同時(shí)，教練員和場(chǎng)上的球員往往會(huì)根據(jù)比分與時(shí)間做出判斷與選擇，決定比賽的走勢(shì)。因此，籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器不僅在時(shí)間上要嚴(yán)格控制，同時(shí)在比分的計(jì)數(shù)同樣重要。根據(jù)本文設(shè)計(jì)要求，大概有兩個(gè)可選方案，接下來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下：一種以單片機(jī)最小系統(tǒng)為主，單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管顯示器工作，這種方案成本較低而且電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單；另一個(gè)方案，單片機(jī)帶外圍擴(kuò)展，驅(qū)動(dòng)單片機(jī)工作驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管工作。出于經(jīng)濟(jì)成本原因，我選擇第一個(gè)方案，方案具體內(nèi)容：利用一個(gè)0.36四位一體共陽(yáng)數(shù)碼管和2個(gè)三位數(shù)碼管，1個(gè)兩位數(shù)碼管作為顯示器。2個(gè)0.36四位一體數(shù)碼管分別用與記錄A、B兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)，顯示的分?jǐn)?shù)區(qū)間0~999，足以滿足正常比賽的要求；四位的共陽(yáng)數(shù)碼管用于記錄比賽的時(shí)間，以倒計(jì)時(shí)的形式設(shè)置時(shí)間，前兩位用于顯示分鐘，后兩位則顯示秒鐘；兩位的數(shù)碼管記錄的是單節(jié)進(jìn)攻時(shí)間24s。在籃球賽開始之前，先檢查設(shè)備，然后接通電源，通過(guò)按鍵設(shè)置好時(shí)間。比賽開始時(shí)，啟動(dòng)計(jì)時(shí)，數(shù)碼管顯示器以倒計(jì)時(shí)形式計(jì)時(shí)，直至倒計(jì)時(shí)歸零為止REF_Ref31426\r\h[4]。2.2總體設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)STC89C51且滿足設(shè)計(jì)要求的前提，同樣也要根據(jù)理論上的可實(shí)現(xiàn)性和硬件上的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，而進(jìn)行設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。在綜合考慮各種因素的情況下，設(shè)計(jì)出通過(guò)按鍵模塊控制，單片機(jī)最小系統(tǒng)和顯示模塊系統(tǒng)組成的計(jì)時(shí)記分器的大體框架。顯示模塊主要構(gòu)成為：計(jì)時(shí)顯示系統(tǒng)，計(jì)分顯示系統(tǒng)，24s顯示系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)按鍵控制計(jì)時(shí)計(jì)分與24s，并且外接蜂鳴器構(gòu)成定時(shí)報(bào)警系統(tǒng)，在時(shí)間清零和24s歸零時(shí)放出警報(bào)?；趩纹瑱C(jī)STC89C51的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的總體設(shè)計(jì)框架圖如圖2-1所示。圖2-1籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器總體設(shè)計(jì)框架圖（1）比賽時(shí)間設(shè)置按鍵模塊共設(shè)計(jì)了7個(gè)按鍵，不僅能夠配合計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，而且能夠配合計(jì)分器記錄分?jǐn)?shù)。比賽開始前設(shè)置時(shí)間，接通電源按下開關(guān)時(shí)，默認(rèn)時(shí)間15.00，通過(guò)按鍵“K2”、“K3”設(shè)置四位數(shù)碼管的前兩位顯示為“10”，按鍵“K2”實(shí)現(xiàn)加時(shí)功能，按鍵“K3”負(fù)責(zé)減時(shí)，按下“K5”、“K6”按鍵，設(shè)置四位數(shù)碼管中后兩位，按鍵“K5”負(fù)責(zé)加，按鍵“K6”實(shí)現(xiàn)減時(shí)功能。同時(shí)，當(dāng)整場(chǎng)比賽結(jié)束，出現(xiàn)平局的情況，需要通過(guò)加時(shí)賽決定勝負(fù)，可以通過(guò)這四個(gè)按鍵來(lái)重新設(shè)置時(shí)間，增加額外比賽時(shí)間，設(shè)置方法同上?！癒7”鍵負(fù)責(zé)比賽的啟動(dòng)與暫停，時(shí)間設(shè)置完畢后，裁判吹響口哨時(shí)，立即按下“K7”開始計(jì)時(shí)，這時(shí)電路便開始按照上述設(shè)置運(yùn)行，計(jì)時(shí)顯示從1000變成0959，0958……直到計(jì)時(shí)顯示為0000表示單節(jié)比賽結(jié)束。單節(jié)比賽結(jié)束后，繼續(xù)按鍵設(shè)置時(shí)間，直到比賽完全結(jié)束。（2）比分交換設(shè)置比分的交換與設(shè)置由按鍵“K4”控制。半場(chǎng)結(jié)束，交換雙方分?jǐn)?shù)，即第二節(jié)結(jié)束，按下“K4”鍵，雙方換分，交換場(chǎng)地，準(zhǔn)備下半場(chǎng)的比賽，同時(shí)加減分也會(huì)隨之變換，接著設(shè)置時(shí)間準(zhǔn)備。（3）比分刷新設(shè)置比賽中，雙方得分都在快速變化，得分手段的不同加分也不同，1分、2分、3分，同時(shí)，受判罰影響，有可能出現(xiàn)加分再扣除的情況，所以需要設(shè)置按鍵控制比分的刷新；比分的刷新就由按鍵“K2”“K3”“K5”“K6”來(lái)完成：按鍵“K2”為A隊(duì)加一分，按鍵“K3”為A隊(duì)減一分；按鍵“K5”為B隊(duì)加一分，按鍵“K6”為B隊(duì)減一分。（4）24s24s跟隨者總時(shí)間走，按下“K7”鍵，比賽時(shí)間暫停同時(shí)24s也停止計(jì)數(shù)，按下“K8”鍵，重新記錄24s。如果24s歸零，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，長(zhǎng)時(shí)間鳴笛，同時(shí)比賽時(shí)間暫停，另一隊(duì)獲得球權(quán)后，立刻下“K8”鍵，復(fù)位24s，比賽繼續(xù)進(jìn)行。（5）賽程結(jié)束警報(bào)倒計(jì)時(shí)歸零時(shí)，蜂鳴器發(fā)出不同于24s違例發(fā)出的警報(bào)聲，提示單節(jié)比賽結(jié)束。3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1器件選擇及介紹3.1.1單片機(jī)選擇設(shè)計(jì)選擇的單片機(jī)是STC89C51。STC89C51是美國(guó)STC公司精心研發(fā)并設(shè)計(jì)的一款低成本功耗、高性能CMOS8位微控制器。STC89C51單片機(jī)外接控制部分加上時(shí)鐘控制電路和復(fù)位控制電路，即可構(gòu)成單片機(jī)的最小系統(tǒng)REF_Ref31534\r\h[5]。AT89C51是老式255位單片機(jī)，而STC89C51是在前者的基礎(chǔ)上加入AD數(shù)模轉(zhuǎn)換器，集成程度更高，更加先進(jìn)。現(xiàn)就STC89C51與AT89C51做出比較：（1）AT89C51必須通過(guò)編程器編程，而STC89C51支持在線編程，即有ISP功能。（2）STC89C51所擁有的6T模式對(duì)比AT89C51的12T模式，速度更快。（3）AT89C51不像STC89C51集成了512或1280字節(jié)的RAM。（4）STC89C51有三個(gè)16位定時(shí)器，比AT89C51多一個(gè)。（5）工作電壓區(qū)間不同：STC89C51的正常工作電壓為5.5V~3.3v;AT89C51的正常工作電壓為5.25v~4.75v。（6）STC89C51用戶的程序空間相較于AT89C51用戶的程序空間提供的選擇空間很大，存儲(chǔ)空間從4K到64K不等。3.1.2STC89C51的特點(diǎn)(1)增強(qiáng)型1T流水線/精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu)8051CPUREF_Ref31573\r\h[6]。(2)時(shí)鐘頻率0~35MHz，相當(dāng)于普通8051的0～420MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHzREF_Ref31609\r\h[7]。(3)有3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(4)用戶允許指定用戶的每個(gè)應(yīng)用程序存儲(chǔ)空間4K~64K，片上集成512字節(jié)RAM(5)（5V單片機(jī)）/2.0V-3.8V。3.2系統(tǒng)硬件電路組成3.2.1顯示模塊顯示器有史以來(lái)都是最常見的一種數(shù)字輸出控制裝置，其輸出產(chǎn)品種類繁多，但在目前的各種單片機(jī)編程控制輸出系統(tǒng)中，最常見的產(chǎn)品有發(fā)光二極管顯示器(LED)和液晶顯示器(LCD)兩種。這兩種類型的顯示器，其硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、成本低廉、接口容易實(shí)現(xiàn)，因而市場(chǎng)覆蓋率非常高。本文中顯示某塊的就是由四位數(shù)碼管，三位數(shù)碼管，兩位數(shù)碼管構(gòu)成的。LED顯示器也被稱作數(shù)碼管，由8個(gè)發(fā)光二極管排列組成。因?yàn)槭恰叭铡弊峙帕?，所?到9各種數(shù)字都可以表示出來(lái)，兩位一體數(shù)碼管也足以記錄0~99數(shù)字，甚至一部分英文字母也可以表示出來(lái)REF_Ref31690\r\h[8]。因?yàn)檫x擇的是共陽(yáng)極數(shù)碼管，所以LED顯示器的陽(yáng)極全都連接一起。3.2.2報(bào)警器蜂鳴器分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型，后者是本文所選擇的報(bào)警器。報(bào)警器的工作原理如下所述：接通電源，振蕩器發(fā)出的音頻信號(hào)切割電磁線圈，產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。在電磁線圈產(chǎn)生得磁場(chǎng)和磁鐵的相互作用下，振動(dòng)膜片按照一定頻率振動(dòng)發(fā)聲REF_Ref31716\r\h[9]。3.2.3計(jì)時(shí)電路(1)計(jì)時(shí)電路的工作過(guò)程如下所述：計(jì)時(shí)電路主要由按鍵“K3”“K6”“K7”,單片機(jī)STC89C51， 晶振電路，復(fù)位控制電路以及共陽(yáng)數(shù)碼管顯示器構(gòu)成。當(dāng)比賽開始的時(shí)候，按下“K7”鍵即可，計(jì)時(shí)開始，計(jì)時(shí)采用倒計(jì)時(shí)，設(shè)置單節(jié)比賽的時(shí)間為10分鐘，則LED顯示器上顯示“1000”四位數(shù)，接著0959，0958，0957……持續(xù)倒計(jì)時(shí)，直到變?yōu)椤?000”時(shí)單節(jié)比賽結(jié)束。賽場(chǎng)上瞬息萬(wàn)變，如果球隊(duì)請(qǐng)求暫?；蛴龅教厥馇闆r，裁判喊出暫停，則只要按“K7”鍵可暫停計(jì)時(shí)，暫停時(shí)間結(jié)束時(shí)，按“K7”繼續(xù)比賽。(2)計(jì)時(shí)電路的工作原理圖計(jì)時(shí)電路工作原理圖見3-1。按鍵一端接地，另一端輸入連接STC89C51的P2.4，P2.5，P2.6引腳。

圖3-1計(jì)時(shí)電路工作原理圖(3)振蕩電路STC89C51的時(shí)鐘振蕩功能在本次設(shè)計(jì)中也啟動(dòng)至關(guān)重要的作用。STC89C51中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部震蕩器的高增益反相放大器。該放大器與片外石英晶體諧振器一同構(gòu)成自激振蕩器REF_Ref31752\r\h[10]。本設(shè)計(jì)使用的是30pF的電容搭配石英晶體諧振器，頻率是12MHZ晶振。該諧振器以及電容C3，C4接在放大器的反饋電路中構(gòu)成并聯(lián)諧振電路REF_Ref31795\r\h[11]。電容容量的大小對(duì)振蕩頻率的大小、振蕩器工作是否能穩(wěn)定運(yùn)行、是否能輕易起振略有影響。振蕩電路見圖3-2所示。引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入、輸出端。圖3-2時(shí)鐘震蕩電路3.2.4計(jì)分電路(1)計(jì)分電路原理計(jì)分電路工作過(guò)程如下：按鍵開關(guān)“K2”、“K3”、“K5”、“K6”負(fù)責(zé)A、B兩隊(duì)的加減分。以A隊(duì)為例簡(jiǎn)單闡述一下計(jì)分電路的工作原理。裁判哨響，比賽開始，兩個(gè)三位數(shù)碼管顯示比分000:000，A隊(duì)選手得分，需要為其加分時(shí)，按下“K2”鍵，“K2”連接端輸入低電平，其余三個(gè)按鍵皆為高電平，K2K3K5K6相與之后的仍為低電平，低電平輸出到P3.2引腳，從而外部中斷INT0[16]發(fā)生中斷，調(diào)用中斷服務(wù)程序，從06H程序中指定的TAB固定表中取出要顯示的數(shù)據(jù)REF_Ref31841\r\h[12]。(2)計(jì)分電路原理圖計(jì)分電路原理圖如圖3-3所示。按鍵一端接地，另一端輸入連接STC89C51的P3.5，P3.4，P0.2，P0.1引腳。圖3-3計(jì)分電路原理圖本設(shè)計(jì)總體電路原理如圖3-4所示圖3-4籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器原理圖4軟件設(shè)計(jì)因?yàn)樵谶@次設(shè)計(jì)中，不僅僅是硬件部分需要有規(guī)劃的處理，單片機(jī)控制各個(gè)系統(tǒng)的指令離不開軟件語(yǔ)言的編寫，因而我們更加需要謹(jǐn)慎小心的處理軟件語(yǔ)言。我們寫的合適系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能正常運(yùn)行的匯編語(yǔ)言源程序，要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，分別是手工匯編和機(jī)器匯編，所以在本次設(shè)計(jì)中我們?cè)O(shè)計(jì)和處理程序而主要使用的語(yǔ)言軟件便是通用的Keil，俗稱C語(yǔ)言。它包括有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大的處理能力，具有跑得快、收集效率高、耐受力強(qiáng)、可讀性強(qiáng)的強(qiáng)大優(yōu)點(diǎn)。使得語(yǔ)言發(fā)開的系統(tǒng)得以直接而舒適地運(yùn)行。

（1）設(shè)計(jì)的方案和規(guī)模越大，C語(yǔ)言的使用就越多；

（2）在沒(méi)有必要完善特定設(shè)備的成套指令的情況下，可以編程一個(gè)符合實(shí)際專業(yè)設(shè)備要求的程序；

（3）實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)化規(guī)劃，使設(shè)計(jì)方案的邏輯結(jié)構(gòu)更為清晰、有序；（4）在使用C語(yǔ)言之后，只要代碼中的變種類型已公布，譯員將自動(dòng)分配相關(guān)資源，不要人工干預(yù)操作處理，并能有效避免手工分配精確控制的資源的錯(cuò)誤；（5）只要正確調(diào)整設(shè)備相關(guān)代碼，C語(yǔ)言可以輕易轉(zhuǎn)換為其他類型的精確控制。（6）不同函數(shù)的數(shù)據(jù)實(shí)行覆蓋，有效利用片上有限的RAM空間；（7）能自動(dòng)為變量合理地分配地址4.1系統(tǒng)軟件總設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)的該系統(tǒng)采用了STC89C51單片機(jī)，編寫好的所有的程序都固化于寄存器中，用來(lái)存貯保存分?jǐn)?shù)。為防止出現(xiàn)加分錯(cuò)誤要另設(shè)一個(gè)減分按鍵，軟件部分要求實(shí)現(xiàn)的功能有：（1）時(shí)所有顯示屏上面都顯示0；（2）有預(yù)置比賽時(shí)間的功能；（3）具有AB兩隊(duì)分別計(jì)分的功能；（4）有鳴笛警示功能；在設(shè)置好預(yù)定時(shí)間后按下開始按鍵，此時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)開始之后可以對(duì)teamA/B比分進(jìn)行加減，在快到達(dá)設(shè)定時(shí)間值時(shí)才會(huì)鳴笛報(bào)警，達(dá)到設(shè)定時(shí)間值時(shí)計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)工作，此時(shí)不能再給teamA/B進(jìn)行加減分操作。結(jié)合LCD1602的顯示以及51單片機(jī)計(jì)數(shù)器的工作實(shí)現(xiàn)方式、接口應(yīng)用、中斷控制等可設(shè)計(jì)出程序流程圖如下圖所示：4.2系統(tǒng)軟件子設(shè)計(jì)流程系統(tǒng)上電的初始化是該系統(tǒng)初始化模塊最重要的主要功能之一，其次需要設(shè)置該系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。初始化部分包括以下幾個(gè)方面：（1）單片機(jī)初始化以及各種引腳定義；（2）初始化LCD1602液晶顯示屏及工作方式；（3）系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。4.2.1按鍵顯示子程序獨(dú)立式鍵盤的接口電路及編程（1）設(shè)計(jì)獨(dú)立式鍵盤的接口電路，可以手動(dòng)按鍵向系統(tǒng)輸入信息，把每一個(gè)按鍵直接連接在I/O接口線上形成獨(dú)立式鍵盤。每個(gè)獨(dú)立按鍵單獨(dú)占有一根I/O接口線，每根I/O接口線相互獨(dú)立，不會(huì)影響到其他I/O接口線的工作。這種按鍵接口電路配置靈活，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。唯一的缺點(diǎn)就是每個(gè)按鍵必須占用一根I/O線，I/O接口線浪費(fèi)較大。故只在按鍵數(shù)量不多時(shí)采用這種按鍵電路。（2）在此電路中，按鍵輸入都采用低電平有效。上拉電阻保證了按鍵斷開時(shí)，I/O接口線有確定的高電平。當(dāng)I/O接口內(nèi)部有上拉電阻時(shí)，外電路可以不配置上拉電阻。（3）獨(dú)立式鍵盤的編程：獨(dú)立式鍵盤的編程常采用查詢式結(jié)構(gòu)。將每一根I/O接口線的輸入狀態(tài)一一查詢，當(dāng)查詢到I/O接口線的輸入為低電平時(shí)，證明與此I/O接口線相連接的按鍵已經(jīng)按下，進(jìn)而處理該鍵的功能程序。所示電路程序的清單如下：4.2.2報(bào)警子程序在此系統(tǒng)中警報(bào)燈只是一個(gè)蜂鳴器，它由STC89C51單片機(jī)控制。要實(shí)現(xiàn)的功能當(dāng)系統(tǒng)上電后，當(dāng)時(shí)間還剩最后三秒時(shí)時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警聲,提示時(shí)間到，之后報(bào)警結(jié)束。4.2.3計(jì)時(shí)計(jì)分子程序單片機(jī)中，時(shí)間與脈沖計(jì)數(shù)與緊密相連不可分割，在系統(tǒng)中計(jì)數(shù)器的值受到脈沖的影響，要想計(jì)數(shù)器數(shù)值加一就要輸入一個(gè)脈沖。如果相鄰的計(jì)數(shù)脈沖之間的時(shí)間間隔是一樣的，那么這個(gè)計(jì)數(shù)值就能代表了時(shí)間的流逝。而外接的晶振就能做到使計(jì)數(shù)器穩(wěn)定，可以作定時(shí)器來(lái)使用，通過(guò)引腳P3.4或者P3.5，造成外部脈沖信號(hào)發(fā)生從1到0的負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器的值就自動(dòng)。5系統(tǒng)調(diào)試5.1系統(tǒng)仿真在設(shè)計(jì)籃球比賽計(jì)時(shí)器中，為了編寫功能和指令完善的程序，設(shè)計(jì)硬件電路部分的仿真和運(yùn)行，需要我們使用到Keil和Proteus7.8這兩個(gè)軟件美國(guó)的Keil軟件公司專門為51系列兼容的單片機(jī)設(shè)置了一款C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，此系統(tǒng)就是Keil軟件。由于此系統(tǒng)的編程語(yǔ)言容易能讓我們進(jìn)行簡(jiǎn)單的使用和學(xué)習(xí)，編譯軟件與該軟件相比，功能結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，在可讀性方面更難以理解，在維護(hù)方面與則需要更高級(jí)的維護(hù)方法。所以，Keil軟件公司專門為該軟件在這些問(wèn)題上提供了一套相當(dāng)完整的解決方案。為了設(shè)計(jì)版圖原理圖和PCB版圖，運(yùn)用調(diào)試器和模擬微控制器外部電路的仿真，就需要用到現(xiàn)在世界上最常用的EDA工具，即Proteus。該設(shè)計(jì)平臺(tái)都是目前國(guó)際上僅有的一款能夠集仿真、PCB設(shè)計(jì)和虛擬模型仿真軟件于一體的EDA工具軟件。系統(tǒng)仿真主要有以下幾個(gè)步驟：（1）運(yùn)用Keil軟件將能夠?qū)崿F(xiàn)該灌溉系統(tǒng)所需要達(dá)到的要求并進(jìn)行程序編寫，編寫完成后點(diǎn)擊保存生成hex.格式的文件；（2）在Keil程序編輯軟件中，我們可以檢測(cè)到程序底下的狀態(tài)欄是否出現(xiàn)寫入錯(cuò)誤，若是狀態(tài)欄中沒(méi)有出現(xiàn)程序錯(cuò)誤的提示，我們就可以打開Proteus軟件來(lái)建立模擬電路進(jìn)行模擬；（3）根據(jù)設(shè)計(jì)需要，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)中現(xiàn)有的功能，選擇合適的元件，來(lái)繪制整體電路圖；（4）為了布置美觀可以根據(jù)合適的位置，合理布置電路形成成一個(gè)簡(jiǎn)單、實(shí)用、高效的整體電路圖；（5）對(duì)STC89C51單片機(jī)元件進(jìn)行雙擊，會(huì)看到頁(yè)面彈出對(duì)話框；（6）此時(shí)在“ProgramFile”一欄中選擇并導(dǎo)入之前已經(jīng)完成的hex.文件；（7）當(dāng)電路處于未通電的狀態(tài)，我們點(diǎn)擊軟件中左下角的運(yùn)行（Play）按鈕，激活電路系統(tǒng)，開始仿真。5.2系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試就是一個(gè)找錯(cuò)誤的過(guò)程，同時(shí)調(diào)試也是一個(gè)制作與完善的過(guò)程。需要認(rèn)真細(xì)致的對(duì)待。首先是測(cè)試，就是在電路組裝好后對(duì)整個(gè)電路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，確保每個(gè)器件都可以正常工作，我們知道，實(shí)物制作過(guò)程中很關(guān)鍵的一部分就是電路的檢查，若是硬件電路出現(xiàn)問(wèn)題，那整個(gè)系統(tǒng)都無(wú)法進(jìn)行調(diào)試了，甚至?xí)p毀元器件，硬件電路的正常運(yùn)行是我們本次設(shè)計(jì)必須要達(dá)成的目標(biāo)。如果通電后電路出現(xiàn)問(wèn)題，我們就要利用萬(wàn)用表等工具檢測(cè)出電路中某些有問(wèn)題的電路，然后進(jìn)行修正，使設(shè)計(jì)更完美，對(duì)每一項(xiàng)改動(dòng)都要做好記錄。完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步就是在于系統(tǒng)硬件與軟件的調(diào)試。調(diào)試在設(shè)計(jì)中是不可缺失的一個(gè)重要的步驟，在系統(tǒng)前期預(yù)想目標(biāo)基本完成后，硬件電路的設(shè)計(jì)和代碼的編寫是一個(gè)難題。我們要不斷試驗(yàn)，并在設(shè)計(jì)好電路板的走線后需要仔細(xì)的進(jìn)行元器件的焊接，下面就是具體步驟：（1）硬件焊接第一步：采購(gòu)最新的元器件，并對(duì)該設(shè)計(jì)所用的元器件進(jìn)行檢查，以此來(lái)確定每個(gè)元件的能否在設(shè)計(jì)中能夠正常工作；第二步：將設(shè)計(jì)并且連接好的原理圖轉(zhuǎn)化為PCB原理圖，排版美觀，為腐蝕到覆銅板上做好準(zhǔn)備，將要焊接的元器件清點(diǎn)一遍，以保證不會(huì)有漏焊的情況，將覆銅板和所用到的元器件擦拭干凈，方便焊接；第三步：等烙鐵達(dá)到一定溫度時(shí)，將元器件擺放并在該引腳上放置好焊錫絲，對(duì)電烙鐵進(jìn)行通電，使電烙鐵加熱并讓焊錫融化，等待熱錫放涼使元器件固定在電路板上；第四步：將焊好的元器件上過(guò)長(zhǎng)的引腳剪去。（2）硬件調(diào)試所有的分單元電路完全沒(méi)有問(wèn)題并不代表由它們組成的系統(tǒng)就沒(méi)問(wèn)題。為了觀察和測(cè)量該電路的動(dòng)態(tài)性能，所以我們還應(yīng)該最后做一次系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)，找出該電路存在的問(wèn)題并設(shè)法解決出現(xiàn)的問(wèn)題，直到對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試完全沒(méi)有問(wèn)題為止在該計(jì)分計(jì)時(shí)系統(tǒng)的硬件調(diào)試中，當(dāng)焊接完全部硬件并檢查無(wú)問(wèn)題后再將編寫好的程序燒入主控制器芯片中，接通電源后發(fā)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)都沒(méi)有反應(yīng)，在經(jīng)過(guò)萬(wàn)用表測(cè)試后發(fā)現(xiàn)所焊接的電源接口是沒(méi)有電的，極有可能是元器件本身就損壞了或是在焊接時(shí)不小心損壞了，之后便只能購(gòu)買了另一個(gè)電源接口。因此，我們需要在對(duì)待任何事情的處理上都做到謹(jǐn)慎細(xì)微，盡自己最大努力使設(shè)計(jì)的東西不出現(xiàn)一丁點(diǎn)的的錯(cuò)誤，否則要浪費(fèi)很多的時(shí)間和精力。軟件調(diào)試軟件調(diào)試是在開發(fā)功能的時(shí)候使用開發(fā)板進(jìn)行功能測(cè)試，最后把程序移植到制作的實(shí)物中。代碼編寫的時(shí)候也出現(xiàn)了很多問(wèn)題，有時(shí)候?qū)懼屯税逊?hào)輸進(jìn)去，然后在糾錯(cuò)的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)很多提醒，或者就是語(yǔ)法不太對(duì)，在出現(xiàn)這種情況下，在通過(guò)問(wèn)老師查詢資料和求助同學(xué)之后慢慢的都解決了。軟件調(diào)試是建立硬件的基礎(chǔ)之上的，要求百分百無(wú)誤才行，在確定整個(gè)硬件電路都是正常工作的，沒(méi)有短接的情況下，才能進(jìn)行全部的代碼測(cè)試，確保功能都實(shí)現(xiàn)。在確定整個(gè)硬件電路正常的情況下，我們將設(shè)置好的執(zhí)行程序通過(guò)串行接口下載到單片機(jī)中進(jìn)行綜合調(diào)試處理，整個(gè)過(guò)程需要反復(fù)調(diào)試和修改程序才能實(shí)現(xiàn)所需要的功能。在調(diào)試的時(shí)候，我們可以先將編寫無(wú)誤的程序燒入單片機(jī)，并啟動(dòng)運(yùn)行程序，當(dāng)我們所預(yù)想的功能都能一一被實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，則說(shuō)明程序調(diào)試無(wú)誤；如果我們預(yù)想的功能有一小塊地方?jīng)]被實(shí)現(xiàn)，則說(shuō)明程序有錯(cuò)誤。然后我們需要找出此程序中出現(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致無(wú)法正常運(yùn)行的地方，并且需要仔細(xì)調(diào)整修改錯(cuò)誤，檢查邏輯是否有誤，再進(jìn)行測(cè)試。從而完成本設(shè)計(jì)的任務(wù)。6總結(jié)在本次設(shè)計(jì)中，我對(duì)于單片機(jī)STC89C51運(yùn)用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，同時(shí)，對(duì)于單片機(jī)的認(rèn)識(shí)與運(yùn)用不僅局限于書本上的知識(shí)，更從實(shí)踐中對(duì)于單片機(jī)的功能以及C語(yǔ)言的設(shè)計(jì)應(yīng)用方面有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行。經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試，由51單片機(jī)控制的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器，基本上能適應(yīng)籃球比賽的要求，能夠在為比賽提供準(zhǔn)計(jì)時(shí)的同時(shí)，也能快速計(jì)分。該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于不同于手記，該設(shè)計(jì)誤差更小，同樣也便于操作，對(duì)于記錄場(chǎng)上比賽信息且加工處理更加及時(shí)。參考文獻(xiàn)[1]趙源,韓旭,韓利凱.基于單片機(jī)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器設(shè)計(jì)[J].電子世界,2016(5):2.[2]楊微,崔文峰.基于MSP430單片機(jī)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)[J].電子制作,2014(13):2.[3]唐志將,彭森.基于單片機(jī)的籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的設(shè)計(jì)[J].卷宗,2017(9).[4]丁泊皓.基于單片機(jī)的籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].數(shù)字通信世界,2018(2).[5]樊飛轉(zhuǎn),戴靜,李帥.基于單片機(jī)的籃球比賽計(jì)時(shí)記分器的設(shè)計(jì)[J].數(shù)碼世界,2019(11):1.[