基于单片机AT89C51的乒乓球程序课程设计报告

宁波技师学院课程设计报告论文题目基于AT89C51的乒乓球程序专业班级：_______________学生姓名：学号：指导教师：宁波技师学院二零一三年十月摘要单片机自20世纪70年代问世以来，以极高的性价比，受到人们的重视和关注应用很广、发展很快。单片机以体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发价位容易。由于具有上述优点，在我国单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各方面，而51单片机是各个单片机中最典型最有代表性的一种。这次课题设计通过对它的学习、应用，以AT89C51为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由直流电源供电，通过数码管显示时间，调整时间，从而达到学习、设计、开发软、硬件的目的。关键词：单片机；乒乓球程序，数码管显示；LED灯显示乒乓球行程目录1引言....................................................................................................................12系统总体设计....................................................................................................22.1系统结构..................................................................................................22.2系统设计方案..........................................................................................23硬件设计............................................................................................................33.1单片机最小系统.....................................................................................33.1.1复位电路.......................................................................................33.1.2时钟电路.......................................................................................53.2控制电路..................................................................................................63.3.1数码管的引脚及其作用...............................................................73.3.2数码管显示电路...........................................................................74软件设计.............................................................................................................84.1主程序流程图..........................................................................................84.2按键扫描..................................................................................................84.2.1按键扫描流程图...........................................错误!未定义书签。4.2.2按键扫描程序...............................................错误!未定义书签。5制作与调试......................................................................................................165.1制作步骤与重点....................................................................................166结论..................................................................................................................187致谢..................................................................................................................198参考文献..........................................................................................................20附录1系统实物图...........................................................................................21附录2实验原理图...........................................................................................22附录3系统仿真图...........................................................................................22附录3系统仿真图...........................................................................................23附录4程序清单...............................................................................................24附录5PCB图..................................................................................................34附录6元器件清单...........................................................................................35宁波技师学院课程设计11引言当今，计算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃，微型计算机的应用已渗透到生产、生活的各个方面。其中单片微型计算机虽然问世不久，然而体积小、价廉、功能强，其销售额以每年近80%的速率增长。他的性能不断提高，适用范围愈来愈宽，在计算机应用领域已占有日益重要的地位。单片微型计算机简称单片机，又成为控制器。他是在一块半导体上，集成了CPU、ROM、RAM、I/O接口、定时器/计数器、中断系统等功能部件，构成了一台完整的数字计算机。单片机在生产生活中的许多方面得到广泛的应用，例如，生活中五彩变幻的霓虹灯，手机通信，温度检测，流量控制等都涉及到单片机。单片机的应用结束了计算机专业人员“垄断”计算机系统开发与应用的时代，他既给各种专业人员、特别是许多工程技术人员带来了学习和掌握计算机技术的紧迫性，同时也带来了可能性，因为组成计算机应用系统变得容易、“平凡”，增强了人们进入这一领域的信心单片机的历史非常短暂，然而发展十分迅猛。自1971年美国Intel公司首先研制出4位单片机4004以来，他的发展可粗略划分为四个阶段：第一阶段1971～1976年，属萌芽阶段。发展了各种4位单片机，多用于家用电器、计算器、高级玩具。第二阶段1976～1980年，为初级8位机阶段，发展了各种中、低档8位单片机，典型的如MCS-48系列单片机，片内含多个8位并行I/O接口、一个8位定时器/计数器，不带串行接口，其功能可以满足一般工业控制和智能化仪器仪表等的需要。第三阶段1982～1983年，高级8位机阶段，发展了高性能的8位单片机，例如MCS-51系列单片机，它带有串行I/O接口和多个16位定时器/计数器，具有多级中断功能。这一阶段进一步拓宽了单片机的应用范围，使之能用于智能终端、局部网络接口，并挤入了个人计算机领域。......宁波技师学院课程设计22系统总体设计2.1系统结构根据于设计思想，做系统的结构框图如下图2-1所示图2-1系统的结构框图2.2系统设计方案数字时钟设计主要包括单片机最小系统、控制电路、显示电路，利用AT89C51的处理能力来作为一个乒乓球游戏程序、、、单片机控制电路显示电路电源数码管显示LED灯显示宁波技师学院课程设计33硬件设计3.1单片机最小系统单片机最小系统是以AT89C51为核心，由单片机、时钟电路、复位电路组成，如图3-1最小系统图3-1最小系统3.1.1复位电路复位操作上有上电复位和手动复位，上电复位是在上电瞬间，电容充电电流最大，电容相当于短路，RST端为高电平，实现上电复位，当电容两端电压达到电源电压时，电容充电电流为零，电容相当于开路RST端为低电平，程序正常运行。如图3-2上电复位电路宁波技师学院课程设计4图3-2上电复位电路手动复位是在按键按下时，RST端直接与VCC接通，为高电平形成复位，同时电容被短路放电；按键松开时，VCC对电容充电，充电电流在电阻上，RST依然为高电平，仍是复位，充电完成后，电容相当于开路，RST端为低电平，单片机正常工作。如图3-3按键复位电路图3-3按键复位电路宁波技师学院课程设计53.1.2时钟电路单片机内设有一个由反向放大器所构成的振荡电路，XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的输入端和输出端。在XTAL1和XTAL2引脚外接定时元件，振荡电路就产生自激振荡，定时元件通常采用由石英晶体和电容组成的并联谐振回路，晶体频率可以在1.2MHZ到12MHZ之间，电容起频率微调作用。如图3-4时钟电路图3-4时钟电路宁波技师学院课程设计63.2控制电路控制电路通过按钮使单片机以设定输入的I/O口接通电源地使之变为低电平，再通过单片机内的程序的设定，运行相应的程序，在通过设定输出的I/O口进行输出，使之按下按键后，在显示出相应的功能。如图3-5控制电路图3-5控制电路宁波技师学院课程设计73.3数码管显示电路3.3.1数码管的引脚及其作用图3-6共阳极数码管如上图3-6共阳极数码管所示，共阳极低电平有效，根据要显示的数字进行选择这些引脚的高低电平。3.3.2数码管显示电路单片机把内部的程序中的乒乓球比赛完成后，成绩显示。图3-7数码管显示电路宁波技师学院课程设计84软件设计4.1主程序流程图针对于设计思想，做程序流程图如下图4-1