1、重庆航天职业技术学院2010 届毕业设计（论文）题 目 ： 基于单片机的篮球赛计分器 学院、系 ： 电子工程系 专 业 ： 电子信息工程技术 学生姓名 ： 班 级 ： 学号 指导老师 王用伦 摘 要进入 21 世纪，伴随着电子，信息通信技术的应用与普及开发，人们对电子技术的要求也越来越高。目前嵌入式单片机渗透到我们生活的各个领域，由于它具有功能强大，体积小，功耗低，可靠性高，易扩展，性价比高，使用方便等特点，因此它广泛应用于工业控制，智能仪表等有关系统设备。本设计主要利用单片机 STC89C52 作为核心元件，利用 3 组 4 位共阳极的数码管作为显示器件，以 C 语言作为编程语言，在 Pro
2、tues 和 Keil 搭建的软件仿真平台下进行仿真，本设计包含了 STC89C52 系列单片机的最小系统的构成，同时在此基础上扩展了一些实用性强的外围接口，可以进一步了解译码器 74LS247 的应用，LED 七段数码管的结构和工作原理，主要实现了计时和显示 A/B 队的分数，并能及时进行加分，减分，鸣笛警示等功能。系统设计完成后应有成本低廉、性能稳定、高准确度显示、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分。关键词：篮球赛计分器；STC89C52；74LS247；七段数码管；仿真AbstractEntering the twenty-first Century, alon
3、g with the more and more popularization application of the electronics, information and communication technology, peoples requirement is more and more high in the electronic technology, The embedded microcontroller is penetrating into every aspect of our lives with its strong function, small volume,
4、 low power consumption, high liability, easy expansion, high performance-price ratio, use convenient and so on , so it is widely used in industrial controlment, smart instrumentation and related system equipment.The core element of the design is STC89C52, 3 groups of 4 bit common anode digital tube
5、is display devices. The design is using C language, simulating in a software simulation platform between Proteus and Keil, the design included the STC89C52Series MCU minimum system, and at the same time the design expanded some practical peripheral interface to deeply understand the application of 7
6、4LS247, LED seven digital tube structure and its working principle, and the display interface communication.The design mainly finished the timing and displaying A / B team scores and timely points, deduction, the alarming function etc.After finishing system design,it should be low cost, stable perfo
7、rmance, high accuracy to display, convenient to operate easy to carry and so on. Suitable for all kinds of schools and small groups as the tournament scoring.Keywords: Basketball scoring device; STC89C52;74LS247;LED;Simulation目 录第一章 绪 论 .51.1 引言 .51.2 国内外研究现状及发展趋势 .5第二章 系统总体方案设计 .72.1 系统硬件方案设计 .72.2
8、 系统软件方案设计 .82.3 本章小结 .9第三章 系统硬件设计 .103.1 硬件设计原理 .103.1.1 STC89C52 简介 .103.1.2 数码管动态扫描显示原理 .123.1.3 BCD七段数码管驱动/译码器 .133.1.4 按键接口原理 .143.2 硬件电路设计 .153.2.1 元器件的选择 .163.2.2 计时显示屏的设计 .163.2.3 计分显示屏的设计 .173.2.4 鸣笛器的设计 .173.3 本章小结 .18第四章 系统软件设计 .194.1 软件设计原理 .194.1.1 定时器/计数器 .194.1.2 发音原理及音乐知识 .204.2 系统软件设
9、计 .224.2.1 系统主程序设计 .224.2.2 时间显示设计 .224.2.3 计分显示设计 .254.2.4 鸣笛器设计 .264.3 本章小结 .27第五章 Keil C 与 Protues 联调及仿真 .285.1 Keil C 与 Protues 简介 .285.2 Keil C 与 Protues 联调及仿真 .285.3 本章小结 .31第六章 总 结 .32参考文献 .33附 录 .34致 谢 .41第一章 绪 论1.1 引言 进入21世纪，伴随着电子，信息通信技术的应用与普及开发，人们对电子技术的要求也越来越高，目前嵌入式单片机渗透到我们生活的各个领域。 1单片机是一种
10、集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术，把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。按照历史性、本质性、普遍性要求，嵌入式系统应定义为：“嵌入到对象体系中的专用计算机系统” ，可分软件部分和硬件部分，而当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在单片机上。所以，以MCU为核心，就是各种各样的单片机，是嵌入式硬件部分的实现方式之一，它主要是因为把处理器和存储器等部件集成在一块芯片上。体育比赛计时计分器是对体育比赛过程中所产生的时间、
11、比分等数据进行快速采集记录、加工处理、传递利用的工具。篮球比赛的计时计分器是一种得分类型的工具。虽然篮球比赛中很早就开始研究应用了电子计分器，但通常都是利用模拟电子器件、数字电子器件或是模拟、数字混合组成的，其稳定性和高准确度计分仍存在一些问题。以嵌入式单片机为核心，利用 3 组 4 位共阳极的数码管作为显示器件的篮球比赛计分屏，计分准确，具有体积小，重量轻，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。1.2 国内外研究现状及发展趋势伴随着科技的日新月异，各式各样的电子产品的问世和发展层出不穷，篮球计分屏是一个无处不在的电子产品，经过多年的发展，技术已经相当成熟了。根据目前
12、高水平篮球比赛要求，完善的篮球比赛计时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，以便实现高比赛现场感，表演娱乐观众等功能目标。随着电子技术的产业结构调整，生产工艺的飞速发展和篮球的广泛推广，市场对篮球计分器的需求也越来越大。本设计用STC89C52单片机编程控制LED七段数码管作显示，设计篮球赛计分屏，嵌入式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，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以
13、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。随着单片机的发展，人们对事物的要求越来越高，单片机的应用软件技术也发生了巨大的变化，从最初的汇编语言，开始演变到 C 语言开发，不但增加了语言的可读性，结构性，而且对于跨平台的移植也提供了方便，另外一些复杂的系统开始在单片机上采用操作系统，一些小的 RTOS 等，一方面加速了开发人员的开发速度，节约开发成本，另外也为更复杂的实现提供了可能。当前比较流行的 RTOS 有:WINCE，uClinux，Linux，uC/OS 等等。第二章 系统总体方案设计本设计主要利用单片机 STC89C52 作为核心
14、元件，利用 3 组 4 位共阳极的数码管作为显示器件，分别用于记录 A、B 两队的分数，以及赛程时间，每个队的数码管显示分数范围可达到 09999 分，足够满足赛程需要。以 C 语言作为编程语言，在 Protues 和 Keil搭建的软件仿真平台下进行仿真，本设计包含了 STC89C52 系列单片机的最小系统的构成，同时在此基础上扩展了一些实用性强的外围接口，可以进一步了解译码器 74LS247 的应用，LED 七段数码管的结构和工作原理，主要实现了计时和显示 A/B 队的分数，并能及时进行加分，减分，鸣笛警示等功能 3。2.1 系统硬件方案设计该系统硬件电路包括：单片机 STC89C52、时
15、钟电路、复位电路、电源电路、按键控制电路、计分电路、计时电路、报警电路。软件包括用 Keil 进行 C 语言编程，用Protues 进行仿真，具体系统硬件结构框图如图 2-1 所示。 AT89C51计分显示时钟电路计分电路报警电路 计时电路计时显示鸣笛警示按键控制复位电路 电源电路图 2-1 篮球赛计分器的硬件结构框图2.2 系统软件方案设计软件部分要求实现的功能有：开始时所有显示屏都显示 0；有预置比赛时间的功能；具有 AB 两队分别计分的功能；有鸣笛警示功能；只有当预置时间后，并按开始按钮，计时器才能开始计时，只有当开始计时后，AB 两队才能加分等。 3结合数码管以及 51 单片机计数器的
16、工作实现方式、接口应用、中断控制等可设计出程序流程图如下图 2-2 所示：NY将 BCD 码转化为 7 段码显示出来，并确认比赛是否结束将当前的分数转化为 BCD 码确认按下的是哪个键鸣笛休息A 队减 1 分A 队加 1 分YYNooo读 P3 口的值取出 P3.6启动按键是否按下去抖确认是否有按键按下B 队加 1 分 B 队减 1 分读取功能键等待按键释放N停止比赛开始，并初始化比赛结束图 2-2 主程序流程图2.3 本章小结本章主要阐述了本设计的总体设计方案，通过模块化的设计来实现硬件部分的功能，软件部分的实现主要通过控制单片机的 I/O 口和相应按键操作来完成，先确定系统总体方案，后续章节的详细方案设计就迎刃而解了。
