LCD1602篮球比赛计分器.doc-资料库

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本科毕业设计题学专班学姓目 LCD1602 篮球比赛计时计分器院业级号名管理科学与工程学院电子信息工程 081 信工(2)班 200883101 孙贺同指导老师谢道平老师 2012 年 6 月

摘要本课题设计采用单片机 AT89C51 为核心，设计出篮球计分计时系统，可以实现单节比赛 12 分钟倒计时、24 秒进攻时间倒计时、开始/暂停倒计时、改变节次、单节结束报警、两队比分分别加 1 分、加 2 分、加 3 分等各种显示效果。本系统利用 LCD1602 液晶显示器作为显示器件，显示节次、12 分钟倒计时、 24 秒倒计时、主客队双方比分，通过 3*3 矩阵键盘来控制计时器和计数器工作，单节比赛结束时 LED 发光二极管闪烁报警。该设计采用 LCD1602 液晶显示器，因为其微功耗、小体积、使用灵活等诸多优点在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用，通过仿真基本上实现了上述功能，操作简单，性能稳定，符合一般篮球计分器的工作要求。关键词：AT89C51；矩阵键盘；LCD1602；计数器；计时器

Abstract This design project using AT89C51 microcontroller as the core, design basketball scoring timing system, countdown to a single game of 12 minutes, 24 seconds shot clock countdown, start / pause and change the section, a single end alarm, the teams were, respectively, add 1 point, 2 points, plus 3 grading a variety of display. This system uses the LCD1602 LCD monitor as a display, Display Session, 12 minutes 24 seconds of the countdown, countdown to the main visiting team score by 3 * 3 matrix keyboard to control the timer and counter, LED blinks when a single end of the game alarm. The design uses LCD1602 LCD display to get more and more widely in the pocket-sized instrument and low-power applications because of its micro-power, small size, the use of flexible and many other advantages through simulation basically realize the above functions, the operation simple, stable performance, in line with the general basketball scoring requirements. Key word: AT89C51；Matrix Keyboard；LCD1602；Counter；Timer

目录 1 引言..............................................................................................................................................1 1.1 本课题选取的目的及意义....................................................................................... 1 1.2 本系统的主要研究内容............................................................................................2 2 系统分析...................................................................................................................................3 2.1 系统构成........................................................................................................................3 2.2 系统工作原理...............................................................................................................3 3 系统硬件设计........................................................................................................................ 4 3.1 系统硬件总体设计......................................................................................................4 3.2 AT89C51 单片机..........................................................................................................5 3.2.1 AT89C51 简介 ........................................................................................................5 3.2.2 主要特性 ................................................................................................................ 6 3.2.3 管脚说明 ................................................................................................................ 7 3.2.4 芯片擦出 ................................................................................................................ 9 3.2.5 空闲节电模式 ........................................................................................................ 9 3.2.6 掉电模式 .............................................................................................................. 10 3.2.7 程序储存器的加密 .............................................................................................. 11 3.2.8 AT89C51 的极限参数 ..........................................................................................11 3.3 LCD1602 液晶显示模块......................................................................................... 11 显示器介绍...................................................................................................... 11 3.4 3*3 矩阵键盘模块.....................................................................................................15 3.5 时钟电路模块.............................................................................................................16 3.6 复位电路模块.............................................................................................................17 3.7 元件清单......................................................................................................................17 3.3.1 4 系统软件设计...................................................................................................................... 18 5 Protues ISIS 软件仿真 ...................................................................................................22 5.1 Proteus 运行流程.......................................................................................................22 5.2 Proteus 功能仿真.......................................................................................................22

5.3 Proteus 仿真结果.......................................................................................................23 6 结论............................................................................................................................................24 参考文献.....................................................................................................................................25 致谢................................................................................................................................................26 附录................................................................................................................................................27

安徽财经大学管理科学与工程学院本科毕业设计 1 引言进入 21 世纪,伴随着电子、信息技术的应用与迅速普及，人们对电子技术的要求越来越高。当今社会，科学技术日新月异，时代前进的步伐越迈越宽，应用自动化设备,计算机处理,现代化通讯,数字化信息,现代化显示设备等高新技术而建立的现代化智能。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。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 AT89S51 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，和相关外围电路的设计和调试过程进一步了解，有助于今后的工作和学习生活。 1.1 本课题选取的目的及意义体育比赛计时计分系统是对体育比赛过程中所产生的时间,比分等数据信息进行快速采集记录、加工处理、传递和利用的系统。根据运动项目的不同，比赛规则要求也不同，体育比赛的计时计分系统包括测量类，评分类，命中类，制胜类和得分类等多种类型。篮球比赛是根据运动队员在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统。篮球比赛的计时计分系统由计时器、计分器等多种电子设备组成的，同时，根据目前高水平篮球比赛要求，完善的篮球比赛计时计分系统设备应能够与现场成绩处理，现场大屏幕，电视转播车等多种设备相联，以便实现激烈的比赛现场感和表演娱乐等功能目标。由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻， 1

安徽财经大学管理科学与工程学院本科毕业设计能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特的优点，使单片机迅速得到了推广应用，目前已经成为测量控制应用系统中的优选机种和新电子产品的关键部位。世界各大电气厂家，测控技术企业，机电行业，竞相把单片机应用于产品更新，作为实现数字化，智能化的核心部件。篮球计时计分器就是以单片机为核心的计时计分系统，由计时器，计分器，综合控制器和 24 秒控制器等组成。 1.2 本系统的主要研究内容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。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。本次设计用由 AT89C51 编程控制 LCD 作显示的球赛计时计分系统。该系统具有赛程时间倒计时、暂停，及时刷新甲、乙双方的成绩等功能。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 LCD 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

安徽财经大学管理科学与工程学院本科毕业设计 2 系统分析 2.1 系统构成复位电路时钟电路主机键盘电路显示电路报警电路图 2.1 系统构成框图本系统的基本电路模块有：51 单片机控制模块，时钟电路模块，复位电路模块，3*3 矩阵键盘电路模块，LCD 显示电路模块。 2.2 系统工作原理打开 proteus 仿真电路图，按下软件下方的“开始”图标，启动系统，再按下矩阵键盘上第一行第一列的“开始”按键，系统开始工作，这时，LCD1602 液晶显示器依次从上到下分别显示“1”、“12:00”、“24”、“A:000—B:000”，分别表示“第 1 节”、“每一节的比赛时间 12 分钟倒计时”、“每一队的进攻时间倒计时 24 秒”、“A 和 B 两队的比分”。当按下第一行第二列的“暂停”键时，两个倒计时都暂停，再按下“开始”按键，倒计时继续进行，当第一节比赛结束时，12 分钟倒计时和 24 秒倒计时到 0，这是 LED 发光二极管快速地闪烁几次，这时按下第一行第三列的“改变节次”按键，节次加 1，到第二节，依次可以显示第 1 节到第 4 节。LCD1602 液晶显示器中下一行的 A 队与 B 队的比分可以通过矩阵键盘第 3

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