篮球比赛倒计时计分器.doc

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书资料大小：3.93M 资料格式：doc 举报版权申诉

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摘要

Abstract

第1章引言

1.1背景知识介绍

1.2 设计意义

1.3 设计目的

第2章系统硬件介绍

2.1 MCS-51单片机简述

2.1.1单片机AT89C51简介

2.1.4 芯片擦除

2.1.5 空闲节电模式

2.1.6 掉电模式

2.1.7 程序储存器的加密

2.1.8 AT89C51的极限参数

2.2 显示器及其接口

2.2.1显示器介绍

2.2.2结构与原理

2.2.3 LED显示器显示方式

2.2.4 LED显示器接口实例

2.2.4.1变量译码器

2.2.4.2码制变换译码器

2.2.4.3显示译码器

2.3 CD4511芯片介绍

2.4 CD4094芯片介绍

2.5 74LS21芯片介绍

2.6 报警器

2.6.1报警器的分类

2.6.2报警器工作原理

第3章硬件电路设计

3.1 Protel99软件介绍

3.1.1 关于EDA技术与Protel99简要介绍

3.1.2 Protel99界面及功能简述

3.1.3 PROTEL99设计电路步骤

3.2系统方案设计

3.2.1系统构成框图

3.2.2器件选择

3.2.3基本功能介绍

3.2.3.1赛程时间设置

3.2.3.2赛程时间启动 / 暂停设置

3.2.3.3比分交换控制

3.2.3.4比分刷新控制

3.2.3.5计时计分显示

3.2.3.6赛程结束报警

3.3硬件总体设计

3.4 计时电路部分

3.4.1.振荡电路

3.4.2计时电路原理

3.4.3计分电路原理图

3.4.4 计时电路的工作原理

3.5计分电路部分

3.5.1 串行接口工作原理

3.5.2比分校正控制电路

3.5.3计分电路原理图

3.5.4 计分电路的工作原理

3.6球赛计时计分器的工作过程

3.7硬件电路PCB板图

第4章软件编程及调试

4.1开发环境介绍

4.1.1汇编语言特点简介

4.1.2开发软件介绍

4.2软件设计

4.2.1 编程设置及总流程框图

4.2.2主要模块说明

4.2.2.1计时部分模块流程

4.2.2.2记分部分模块流程

4.3系统调试

4.3.1软件调试

4.3.2仿真调试

第5章结束语

参考文献

致谢

附录

翻译文稿

Step of electric machine universal controller real

1. a preface：

2. Systems designs

2.1 systems structure

2.2 microprocessors choice

2.3 steps of machine starting and add/decelerate t

2.4 steps of machine commutation questions

2.5 speeds and the timer starting value transforma

3. Concluding

译文

基于MSP430F149单片机实现的步进电机通用控制器。

摘要：

2．系统的设计

2.1系统的结构

2.2微处理器的选择

2.3步进电机起动及加/减速控制方案

2.4步进电机的换向问题

2.5速度与定时器初值的转换

3．结束语

摘要篮球比赛计时计分器是为了解决篮球比赛时计分与计时准确的问题。此装置利用单片机 AT89C51 完成了计时和计分的功能。本文详细地介绍了系统硬件与软件的设计过程，采用该装置可根据实际情况进行比分修改和时间的准确显示，具有低功耗，可靠性，安全性以及低成本等特点。关键词：单片机，篮球赛计时，篮球赛计分 I

ABSTRACT Abstract Along with the technical and quick development in electronics, appear with the large-scale integrated circuit especially, give mankind the life brought the changes of the root. The coal gas reports to the police the system publishes, scribing the electronics measure the instrument walked into the arithmetic figure turns the ages its function is strong, the function is well-found, technique forerunner, will quickly technical development in science. In the hardware aspect, except the monolithic outside the aircraft, uses ten seven section of led nixie tube s to carry on the demonstration, LED uses is the motionless scanning demonstration, uses the 74LS21 chip to carry on the actuation. With the coal of compilation, we can get the functions of this design such as keeping scores, recording the time, and that we can alternate with the scores of both teams. It’s practical and simple to accomplish. Key words: Single Chip Microcomputer ,led nixie tube ,keeping scores and the time II

目录目录第 1 章引言 ........................................................ 1 1.1 背景知识介绍 ................................................... 1 1.2 设计意义 ....................................................... 2 1.3 设计目的 ....................................................... 2 第 2 章系统硬件介绍 ................................................ 3 2.1 MCS-51 单片机简述 ............................................. 3 2.1.1 单片机 AT89C51 简介 ......................................... 3 2.1.2 主要特性 ................................................... 6 2.1.3 管脚说明 ................................................... 6 2.1.4 芯片擦除 ................................................... 8 2.1.5 空闲节电模式 ............................................... 8 2.1.6 掉电模式 ................................................... 9 2.1.7 程序储存器的加密 .......................................... 10 2.1.8 AT89C51 的极限参数 ........................................ 10 2.2 显示器及其接口 ................................................ 11 2.2.1 显示器介绍 ................................................ 11 2.2.2 结构与原理 ................................................ 12 2.2.3 LED 显示器显示方式 ........................................ 14 2.2.4 LED 显示器接口实例 ........................................ 16 2.3 CD4511 芯片介绍 ............................................... 18 2.4 CD4094 芯片介绍 ............................................... 20 2.5 74LS21 芯片介绍 ............................................... 21 2.6 报警器 ........................................................ 22 2.6.1 报警器的分类 .............................................. 22 2.6.2 报警器工作原理 ............................................ 22 第 3 章硬件电路设计 ............................................... 23 3.1 Protel99 软件介绍 ..............................................23 III

目录 3.1.1 关于 EDA 技术与 Protel99 简要介绍 ........................... 23 3.1.2 Protel99 界面及功能简述 ................................... 24 3.1.3 Protel99 设计电路步骤 ..................................... 25 3.2 系统方案设计 .................................................. 26 3.2.1 系统构成框图 .............................................. 26 3.2.2 器件选择 .................................................. 27 3.2.3 基本功能介绍 .............................................. 27 3.3 硬件总体设计 .................................................. 29 3.4 计时电路部分 .................................................. 31 3.4.1.振荡电路 .................................................. 31 3.4.2 计时电路原理 .............................................. 32 3.4.3 计分电路原理图 ............................................ 33 3.4.4 计时电路的工作原理 ........................................ 34 3.5 计分电路部分 .................................................. 34 3.5.1 串行接口工作原理 .......................................... 35 3.5.2 比分校正控制电路 .......................................... 36 3.5.3 计分电路原理图 ............................................ 37 3.5.4 计分电路的工作原理 ........................................ 38 3.6 球赛计时计分器的工作过程 ...................................... 39 3.7 硬件电路 PCB 板图 .............................................. 40 第 4 章软件编程及调试 ............................................. 41 4.1 开发环境介绍 .................................................. 41 4.1.1 汇编语言特点简介 .......................................... 41 4.1.2 开发软件介绍 .............................................. 42 4.2 软件设计 ...................................................... 43 4.2.1 编程设置及总流程框图 ...................................... 43 4.2.2 主要模块说明 .............................................. 45 4.3 系统调试 ...................................................... 46 4.3.1 软件调试 .................................................. 46 4.3.2 仿真调试 .................................................. 48 第 5 章结论 ....................................................... 49 IV

目录参考文献 .......................................................... 51 致谢 ............................................................. 52 附录 ............................................................. 53 外文资料原文 ...................................................... 59 V

第 1 章引言第 1 章引言 1.1 背景知识介绍单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机自 20 世纪 70 年代问世以来，以极其高的性价比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。例如，80C51 系列单片机已有十多年的生命期，如今仍保持着上升的趋势，就充分证明了这一点。单片机以其一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统，数据采集系统、智能化仪器仪表，及通讯设备、日常消费类产品、玩具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各层次中，如车间流水线控制、自动化系统等、智能型家用电器等。而美国 ATMEL 公司开发生产了新型的 8 位单片机——AT89 系列单片机。他不但具有一般 MCS-51 单片机的所有特性，而且还拥有一些独特的优点，此次设计中所用到的 AT89C51 就是其中典型的代表。单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如 CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机，排烟罩 VCD 等等的家电里面都可以看到它的身影。单片机是靠程序实现功能的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能。一个不是很复杂的功能要是用美国 50 年代开发的 74 系列，或者 60 年代的 CD4000 系列这些纯硬件的话，电路一定是一块大 PCB 板。但是如果要是用美国 70 年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别。只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性。 1

1.2 设计意义单片机的应用是具有高度现实意义的。单片机极高的可靠性，微型性和智能性（我们只要编写不同的程序后就能够完成不同的控制工作），单片机已成为工业控制领域中普遍采用的智能化控制工具，已经深深地渗入到我们的日常生活当中通过此次基于单片机设计的篮球计时计分系统，我们可以更清楚详细的了解单片机程序设计的基本指令功能、编程步骤和技巧来讲述单片机编程，并对 MCS-51 单片机的结构和原理进行讲述，以及基于单片机开发应用的相关芯片的工作原理，并且可以在将来的工作和学习中加以应用。 1.3 设计目的随着单片机在各个领域的广泛应用，许多用单片机做控制的球赛计时计分系统也应运而产生，如用单片机控制 LCD 液晶显示器计时计分器，用单片机控制 LED 七段显示器计时计分器等。本次设计用由 AT89C51 编程控制 LED 七段数码管作显示的球赛计时计分系统。该系统具有赛程定时设置，赛程时间暂停，及时刷新甲、乙双方的成绩以及赛后成绩暂存等功能。它具有价格低廉，性能稳定，操作方便并且易于携带等特点。广泛适合各类学校或者小型团体作为赛程计时计分。通过本次基于 C51 系列篮球计时计分器的设计，可以了解、熟悉有关单片机开发设计的过程，并加深对单片机的理解和应用以及掌握单片机与外围接口的一些方法和技巧，这主要表现在以下一些方面： (1) 篮球赛计时计分系统包含了 8051 系列单片机的最小应用系统的构成，同时在此基础上扩展了一些使用性强的外围接口。 (2) 可以了解到 LED 显示器的结构、工作原理以及这种显示器的接口实例与具体连接与编程方法。 (3) 怎样利用串行口来扩展显示接口等。 2

第 2 章系统硬件介绍第 2 章系统硬件介绍 2.1 MCS-51 单片机简述 2.1.1 单片机 AT89C51 简介 MCS51[1]是指由美国 INTEL 公司生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了很多品种，如 8031，8051，8751，8032，8052，8752 等，其中 8051 是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在 8051 的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用 8051 来称呼 MCS51 系列单片机，而 8031 是前些年在我国最流行的单片机，所以很多场合会看到 8031 的名称。 INTEL 公司将 MCS51 的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以 8051 为核心的单片机，当然，功能或多或少有些改变，以满足不同的需求，其中 89C51 就是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国 ATMEL 公司开发生产的。本课题中用到的芯片就是 AT 系列中的 AT89C51 单片机芯片。 AT89C51 是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4k bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系统，内置功能强大的微型计算机的 AT89C51 提供了高性价比的解决方案。 AT89C51 具有 PDIP、PQFP/TQFP 及 PLCC 等三种封装形式，以适应不同产品的需求。它是一个低功耗高性能单片机，40 个引脚，32 个外部双向输入/ 输出（I/O）端口，同时内含 2 个外中断口，2 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口，AT89C51 可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和 Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低开发成本。如图所示，图 2-1 为 AT89C51 单片机基本构造，其基本性能介绍如下： 3

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