篮球比赛24秒倒计时器的设计

综合电路设计24秒违例计时器学院：电气工程学院姓名：杨小林学号：2010311124日期：2013年6月6日篮球比赛24秒倒计时器的设计设计制作一个篮球竞赛计时系统，具有进攻方24秒倒计时功能，具体设计要求如下：1、具有显示24s倒计时功能：用两个共阴数码管显示，其计时间隔为1s。2、设置启暂停/继续键，控制两个计时器的计数，暂停/继续计数功能。3、设置复位键：按复位键可随时返回初始状态，即进攻方计时器返回到24s。4、计时器递减计数到“00”时，计时器跳回“24”停止工作，并给出声音和发光提示，即蜂鸣器发出声响和发光二极管发光前言电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机，还可以用来做为各种药丸、药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会的应用是相当普遍的。在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就违例了。本课程设计“智能篮球比赛倒计时器的设计”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动的报警从而判定此球员的违例。本设计主要能完成：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器灭灯；计时器为24秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。1.1基本原理24秒计时器的总体参考方案框图如图1所示。它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路（简称控制电路）等五个模块组成。其中计数器和控制电路是系统的主要模块。计数器完成24秒计时功能，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要求并不太高，故电路可采用单片机定时器。译码显示电路由共阴极七段LED显示器组成。报警电路在实验中用发光二极管和鸣蜂器。主体电路：24秒倒计时。24秒计数芯片的置数端清零端共用一个开关，比赛开始后，24秒的置数端无效，24秒的倒数计时器的倒数计时器开始进行倒计时，逐秒倒计到零。选取“00”这个状态，通过组合逻辑电路给出截断信号，让该信号与时钟脉冲在与门中将时钟截断，使计时器在计数到零时停住。1.2总体设计框图图1倒计时设计总体框图2.1硬件电路设计单片机STC89C52简介STC89C52是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含8kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用STC公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比十位显示译码驱动译码驱动报警电路个位显示计数器秒脉冲发生器控制电路计数器的解决方案。STC89C52（如图2）具有如下特点：40个引脚，8kBytesFlash片内程序存储器，256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，.XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51图2AT89S52单片机引脚图此模块电路包括时钟电路模块，复位电路模块及报警显示模块2.2时钟电路模块时钟电路在单片机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟是保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢。为达到振荡周期是12MHZ的要求，这里要采用12MHZ的晶振，另外有两个22P的电容，两晶振引脚分别连到XTAL1和XTAL2振荡脉冲输入引脚。具体连接图如图3所示：图3晶振电路2.3复位电路模块复位是单片微机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片微机从0000H单元开始执行程序。除进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，可以按复位键以重新启动，也可以通过监视定时器来强迫复位。RST引脚是复位信号的输入端。复位电路在这里采用的是上电+按钮复位电路形式，具体连接电路如图4XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51K5C110uR6200RC322p图4复位电路XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51C133pC533pX2CRYSTAL2.4报警模块蜂鸣器通过一NPN三极管进行驱动，如图触发信号有基极引入。（图7）LS1SPEAKERQ2NPNR30R1图五报警电路3、程序代码#includereg52.h#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitA1=P2^4;sbitA2=P2^5;sbitA3=P2^6;sbitA4=P2^7;sbitkey_1=P3^2;sbitkey_2=P3^3;sbitFMQ=P3^4;sbitLED=P1^0;ucharcodetable[]={0xd7,0x14,0xcd,0x5d,0x1e,0x5b,0xdb,0x15,0xdf,0x5f};ucharcodeLED_W[4]={0,1,2,3,};ucharms,mg,t0,flag;uintmiao,shu;voidinit();voiddisplay(ucharms,ucharmg);voiddelay(uintz);voidkey();voidmain(){init();while(1){if(t0==20){t0=0;miao--;ms=miao/10;mg=miao%10;if(miao==0){miao=24;FMQ=0;LED=0;}}display(ms,mg);key();}}voidinit(){miao=24;TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;}voiddisplay(ucharms,ucharmg){if(ms==0){A1=0;A2=0;A3=0;A4=1;P0=table[mg];delay(5);}else{A1=0;A2=0;A3=1;A4=0;P0=table[ms];delay(5);A1=0;A2=0;A3=0;A4=1;P0=table[mg];delay(5);}}voiddelay(uintz){uinti,j;for(i=z;i0;i--)for(j=110;j0;j--);}voidkey(){while(!key_1){delay(5);if(key_1){flag++;if(flag==1)TR0=0;if(flag==2){TR0=1;flag=0;}}}}voidtimer1()interrupt1{TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;t0++;}