单片机课程设计――篮球计时计分器 - 副本

郑州科技学院单片机课程设计题目篮球计分器学生姓名马晓帅专业班级11级自动化（1）班学号201142017院（系）电气工程学院指导教师王继红完成时间2014年11月14夫本科课程设计报告夫本科课程设计报告郑州科技学院单片机课程设计任务书专业11自动化班级1班学号201142017姓名马晓帅一、设计题目篮球比赛计分器二、设计任务与要求三、基本功能：1.应用MCS-51单片机设计一个篮球比赛计分器；2.能显示2个队的当前比分；根据各自得分情况进行加1，2，3分；3.硬件设计根据设计的任务选定合适的单片机，根据控制对象设计接口电路。设计的单元电路必须有工作原理，器件的作用，分析和计算过程；4.软件设计根据电路工作过程，画出软件流程图，根据流程图编写相应的程序，进行调试并打印程序清单；三、主要参考文献[1]单片微型计算机与接口技术，李群芳、黄建编著，电子工业出版社；[2]单片机原理及应用，张毅刚编著，高等教育出版社；[3]51系列单片机及C51程序设计，王建校，杨建国等编著，科学出版社；四、设计时间2014年11月3日至2014年11月14日指导教师签名：年月日夫本科课程设计报告目录1概述.............................................................51.1单片机简介...................................................51.2课程设计的意义...............................................61.3任务与要求...................................................62系统总体方案及硬件设计...........................................72.1、系统总体方案设计...........................................72.2、硬件系统设计...............................................72.2.1单片机的选择...........................................72.2.2、时钟电路模块..........................................92.2.3、复位电路模块.........................................102.2.4、按键控制模块.........................................112.2.5、数码管显示原理.......................................122.2.6、定时报警模块..........................错误!未定义书签。3、软件设计.......................................................133.1、程序流程图.................................错误!未定义书签。3.2、程序分析..................................................134PROTEUS软件仿真................................................164.1、简介......................................................164.2、仿真过程..................................................175、调试分析.......................................................196、课程设计心得体会...............................................20参考文献：........................................................21附1、源程序代码...................................................22附2、系统原理图....................................错误!未定义书签。夫本科课程设计报告1概述1.1单片机简介单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。夫本科课程设计报告1.2课程设计的意义课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。1.3任务与要求设计一个单片机系统用于篮球比赛计时计分，满足以下功能要求：（1）能记录整个赛程的比赛时间，并能修改比赛时间。（2）能随时刷新甲、乙两队在整个比赛过程中的比分。（3）中场交换比赛场地时，能交换甲、乙两队比分的位置。夫本科课程设计报告2系统总体方案及硬件设计2.1、系统总体方案设计本设计是采用AT89C52单片机为核心设计的一个用于赛场的篮球计时计分器。本设计采用定时器T0中断计时，显示部分分为计时和计分显示两部分，均采用共阴极LED显示。单片机P3口（P3.0——P3.5）是计时计分显示共用的扫描口，P0口是计时数据输出口，P2口是计分数据输出口。计时部分计时范围宽，而且可定时设定与小时、分钟调整；计分部分调整灵活，显示范围宽，足以满足各种规模赛程需要。两个显示模块均采用动态扫描方式显示。2.2、硬件系统设计2.2.1单片机的选择AT89C52单片机是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4Kbytes的可系统编程的Flash只读程序存储器，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8051指令系统及引脚。具有如下特点：40个引脚，4kBytesFlash片内程序存储器，128bytes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位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器.。它集Flash程序存储夫本科课程设计报告器，既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中，ATMEL公司的功能强大，低价单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。由于AT89C52的上述优点，结合本设计的功能要求和降低成本，故本设计采用单片机AT89C52。图2-1AT89C52管脚图XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/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/A1427U1AT89C52夫本科课程设计报告2.2.2、时钟电路模块MCS-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，此放大器的输入和输出端分别是引脚XTAL1和XTAL2，在XTAL1和XTAL2上外接时钟源即可构成时钟电路。有内部和外部两种时钟产生方式。本设计采用的是外部方式，原理图如图所示：图2-2时钟电路参数选择：C1、C2对频率有微调作用，当外接晶振时，C1和C2通常选择10——30pF；当外接陶瓷谐振器时，C1和C2的典型值约为40+/-10pF，在设计印刷电路板时，晶体或陶瓷谐振器和电容应尽可能安装在单片机芯片附近，以XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/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/A1427U1AT89C52X1CRYSTALC122pC222p夫本科课程设计报告减少寄生电容，保证振荡器稳定和可靠的工作。为提高稳定性，应采用NPO电容。本设计采用的震荡频率是12MH2.2.3、复位电路模块复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。上电复位设利用电容充电来实现的，即上电瞬间RST/Vpd端的电位与Vcc相同，随着充电电流的减少，RST/Vpd的电位下降，最后被嵌位在0V。按钮电平复位是当按下按钮后，电源Vcc通过电阻R施加在单片机复位端RST/Vpd上，实现单片机复位。本设计采用的是上电+按钮电平复位电路，是上电自动复位与按钮电平复位电路的组合，当振荡频率选11.0592MH时。电容C取10uＦ，R取10K，Rs取1K。XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/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/