毕业设计单片机篮球记分器

毕业设计题目单片机篮球记分器系别专业班级姓名学号指导教师日期I设计任务书设计题目：单片机篮球计分器设计要求：1.本次设计的篮球计时计分器，电路简单，而且易懂，使操作使用者使用非常方便，成本较低，灵敏可靠,计录准确,连接简单，具有非常高的实用价值。2．篮球比赛上下半场各20分钟，要求能随时暂停，启动后继续计时，一场比赛结束后应可清零重新开始比赛。计时器由分、秒计数器完成，秒计数器为模60，分计数器应能计至40分钟。3.设计内容包括计时器、计分器、到时报警、比分显示等部分,可以使参加比赛的成员、裁判和观众一目了然的看到所有参加者的成绩,以最快的速度评出结果.该篮球计时计分器还能广泛应用于各类知识竞赛。设计进度要求：第一周选定论文题目第二周查找相关资料第三周整理资料第四周掌握单片机硬件、软件的组成和应用第五周完成论文，编程调试第六周经老师检查后进行修改毕业论文第七周打印论文，完成毕业论文第八周答辩指导教师（签名）：II摘要本设计以基本篮球规则为依据，可对篮球比赛实现实时控制。设计包括五个模块。他们是24秒显示，计时器，记分器，犯规统计及技术统计。24秒显示能按键控制24秒计时器，当控球时间超过24秒时，可发出信号。计时器，可按键控制，在每次暂停时自动开动计秒表且在暂停时间已达50秒是发出信号通知记录员，在每节结束或决胜期时间终了可自动用非常响亮的信号通知。记分器可登记比赛开始时场上双方的队员姓名和号码，同时记录两队的积累分数，每个队员的投篮次数和得分。关键词：单片机，计分,报警，显示I目录目录......................................................................I概述......................................................................11系统设计方案..............................................................21.1系统构成框图..........................................................21.2基本功能介绍..........................................................31.3篮球计时计分器的工作过程..............................................52系统硬件设计..............................................................72.1系统硬件部分组成:.....................................................72.2器件的选择............................................................72.3显示部分硬件的设计....................................................72.489C51单片机的结构.....................................................82.5计时显示电路.........................................................143系统软件设计.............................................................163.1显示部分软件的设计...................................................163.2开关电路.............................................................173.3单片机对非编码键盘的控制方式.........................................193.4复位电路.............................................................21结论.....................................................................24致谢...................................................................25参考文献...................................................................26附录...................................................................271概述单片机把我们带入了智能化的电子领域，许多繁琐的系统若由单片机进行设计，便能收到电路更简单、功能更齐全的良好效果。若把经典的电子系统当作一个僵死的电子系统，那么智能化的现代电子系统则是一个具有“生命”的电子系统。而随着技术的进步，单片机与串口通信的结合更多地应用到各个电子系统中已成一种趋势。单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点，目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。同时，一个学习与应用单片机的新高潮正在大规模地兴起。但是，单片机并不像传统数字电路或模拟电路那样直观，原因是除了“硬件”之外，还存在一个“软件”的因素。正是这个“软件”因素的存在，使得许多初学者怎么也弄不懂单片机的工作过程，怎么也不明白为什么将几个数送来送去，就能控制一盏灯亮／灭，就能控制一个电机变速。本设计是由一种由AT89C51编程控制LED七段数码管做显示的球赛计时计分系统。本系统具有赛程定时设置、赛程时间暂停、甲、乙双方的比分以及比赛中60秒暂停。它具有价格低廉、性能稳定、操作方便且易携带等特点、广泛适合各类学校和小团体作为赛程计时计分。本设计就是基于单片机设计时计分系统，通过串口通信动态传输数据，使计时计分系统有了更多更完善的功能。单片机系统的硬件结构给予了篮球计分器系统“身躯”，而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”，使其在传统的篮球计时计分器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等特色。21系统设计方案随着单片机在各个领域的广泛应用,许多用单片机作控制的球赛计时计分系统也应时产生,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。本设计由AT89C51编程控制LED七段数码管作球赛计时计分系统具有赛程定时设置、赛程时间暂停、性能稳定、操作方便且易携带等特点。可广泛适合各类学校和小团体作为赛程计时计分。1.1系统构成框图基于单片机系统的篮球计时计分器的系统构成框图如图1.1所示。图1.1系统构成框图本系统采用单片机AT98C51作为本设计的核心元件。利用七段共阴极LED数码管作为显示器件。在此设计中共接入8个七段共阴极LED显示器,其中4个用于计录甲、乙两队的分数,每队2个LED显示器显示范围可达到0～99分,足够满足赛程要求。另外4个LED显示abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpCLR1CLK111D31Q22D42Q53D73Q64D84Q95D135Q126D146Q157D177Q168D188Q19U374LS2731D12D23D31Q84D45D52Q96D67D73Q10VSS1GNDGND4Q117Q146Q135Q12U4ULN20031D12D23D31Q84D45D52Q96D67D73Q10VSS1GNDGND4Q117Q146Q135Q12U5ULN200312U?A74ALS05U7AU6AP2.6P2.4WRP1.0P1.3P1.4P1.1P1.2P1.5P1.6P1.7RSTP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.7P3.5P3.6XTAL1XTAL2VSSVCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VPP1ALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.089S51DS?YELLOWCA12345678161514131211109+5V12345678161514131211109+5VCLR1CLK111D31Q2D42Q3D73Q4D84Q5D135Q6D146Q7D177Q8D188QA?3器则用来计录赛程的时间,其中2个用于显示分钟,2个用于显示秒钟。赛程计时采用倒计时方式。即比赛前将时间设置好,比赛开始时启动计时,直到计时到零为至。计时范围可达0～99分钟,也完全满足实际赛程的需要。其次，为了配合计时器和计分器校正、调整时间和比分，我们在设计中设立了个按键。其中个用于甲、乙两队的分数；另外个则用于完成设置、调整、启动和暂停时间等功能。再次,我们还设计了定时报警系统,即比赛时间到时,我们立即通过扬声器发出报警声，提示整个赛程结束。1.2基本功能介绍1.2.1赛程时间设置在计时电路中,按键开关K7、K8用来设置时间。比如:比赛时上半场时间为20分,则通过按K7键,使数码管1显示“2”即可;再按K8键设置比赛时间的个位数,使数码管2显示“0”即可。一般比赛时间为40分钟,所以只需要按K7键使数码管1显示“4”,按K8使数码管2显示“0”即可。时间设置好后,等待比赛开始。当比赛结束时,如果需增加比赛时间,这时增加比赛时间同样由按键开关K7、K8用来设置,且方法和上面一样,但一般情况下只需按K8设置即可。因为加赛时间只有几分钟。1.2.2赛程时间启/停设置启/停控制电路(1)开关电路由于机械开关的机械振动不适合对反应速度极快的门电路进行控制，要加有防抖设置的开关。如图1.2所示。图1.2防抖开关4(2)启/停控制电路当Q1=1（开关置于启动位置）时，秒CP可加进秒计数器；当Q1=0（开关置于暂停位置）时，秒CP被封锁；CP为固定“1”，则秒停走；当Q2=0（半/全场时间未到）时可走秒；当Q2=1（半/全场时间到）时停走秒。(3)清零电路若选用加法计时，则当计到全场40分钟后，要继续开始新的一场比赛，必须清零。开机时要求清零，可选用RC电路来实现。1.2.3比分交换控制比分交换控制由K9键完成。我们知道,因为比分交换是在上半场赛程结束后进行的,也就是说比分交换受时间控制,只有当上半场计时器指示00:00时,按K9键,则会自动交换甲、乙两队分数。如果上半场,赛程时间没有到00:00时,则此时按下K9键,只会暂停比赛,不能交换分数。如果要继续比赛,再按一次K键即可。因此,K9键完成三重功能,即：启动、暂停、比分交换。1.2.4比分刷新控制由于在比赛中,甲、乙两队的比分是不断变化的,所以需设置比分刷新控制装置;此功能由图8所示的计分电路中的按键开关K1～K6完成:K1键:完成甲队加1分操作K2键:完成甲队加2分操作K3键:完成甲队加3分操作K4键:完成乙队加1分操作K5键:完成乙队加2分操作K6键:完成乙队加3分操作1.2.5计分计时显示计分计时显示器是采用七段共阴LED数码管显示。其中计分是用4个LED显示器,计时用4个LED显示器;显示格式为0000和0000。1.2.6赛程结束报警当比赛结束时,系统会自动发出10秒钟报警声,提示比赛结束。（1）音频振荡器5音频振荡信号VS可为正弦波或矩形波，一般800HZ－1000HZ，可选用多种方案实现，如RC环形振荡器、自激对称多谐振荡器、555集成定时器构成的振荡器等。（2）音响控制电路用TTL的功率门或OC门可以直接驱动小功率喇叭发声。CP是周期1S的矩形波，则会产生响一下停一下，响停共一秒的声音。Q2是