课程设计格式

郑州航空工业管理学院

单片机原理及应用 课程设计论文

09 届 自动化 专业 班级

题 目 篮球赛计分系统设计 姓 名 学 号 指导教师

二О一二 年 六 月 二 日

一、篮球赛计分系统的基本原理

篮球比赛中，得分可分为1分、2分、3分三种情况，为防止出见加分错误要

另设一减分开关，即可以实现不同的加分和纠正加分错误的功能。

利用7段共阳LED作为显示器件,在此设计中共接入了2个7段共阳 LED显示器，用于记录该队的分数， 2个LED显示器显示范围可达到0~99分，基本满足赛程需要。当比赛队得1分时，按下S1键加1分，得2分时按S2键加2分，得 3分时按下S3键加3分。 如分数计错需减分时， 每按一次S4键减1分。

本次设计用的是由 AT89C51 编程控制 LED七段数码管作显示的球赛计分系统，整个设计用到了数码管的显示，以及51单片机中计数器的工作实现方式、接口应用、中断控制等工作原理在下文软硬件设计时将对其进行具体说明。

二、设计方案

所设计的篮球比赛计分器电路结构有两个部分：开关控制和数码管的显示。P0口接四个开关，分别作为比分+1、+2、+3、－1的控制按键；P1口和P3口分别按静态接口方法接两个数码管来显示比分。

采用数码管静态接法，P3口接数码管个位显示、P1口接数码管十位显示、P0口 接四个开关，中间串接上电阻作分压用，使得其高低电平能够清楚的分开从而可 以实现开关上高低电平的跳变，使数码管工作。

图2.1设计总框图

二、硬件设计

3.1 数码管显示原理

数码管实际上是由7个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。我们分别 把他命名为A,B,C,D,E,F,G,H。

图3.1数码管内部结构图

假设我们要显示一个数字 2, 那么 A、B、G、E、D 这 5 个段的发光管亮就可以 了，C、F、H 不亮，同时由于接法为共阳级接法，那么为低电平是亮，为高电 平是灭。从高往低排列， P1.7-P1.0 写成二进制为 01111110， 把他转化为 16 进 制则为 A2H。我们可以根据硬件的接线把数码管显示数字编制成一个表格，见 下表，以后直接调用就行了。

表3.1 共阳极数码管显示

数码管的接口有静态接口和动态接口两种。静态接口为固定显示方式，无闪烁， 其电路可采用一个并行口接一个数码管， 数码管的公共端按共阳接VCC， 本次课 程设计由于所需数码管较少，故可用些种方法接线。这种接法占用接口多，仅能 接少量数码管。

动态接口采用各数码管循环轮流显示的方法，当循环显示的频率较高时，利用人 眼的暂留特性， 看不出闪烁显示现象， 这种显示需要一个接口完成字形码的输出， 另一接口完成各数码管的轮流点亮。

3.2 电路原理图

图3.2

3.3 定时/计数器

篮球比赛计分器其实就是一个计数器，本次课程设计就是利用单片机中的定时/ 计数器来实现其计分的功能。在51单片机中有两个16位的定时/计数器T0,T1，分 别由TH0、TL0和TH1、TL1组成，它们均是8位寄存器，在特殊功能寄存器中占 地址8AH-8DH。

它们用于存放定时或计数的初始值。此外，内部还有一个8位的 方式寄存器TMOD和一个8位的控制寄存器TCON。用于选择和控制定时/计数器 的工作。 其格式见以下两表：

图3.31方式控制寄存器TMOD

图3.32控制寄存器

篮球比赛计分器利用单片机的计数器进行工作， 计数器对外部脉冲的下降沿进行加1计数，直至计满回零。作为可编程器件，单片机中的定时/计数器初始化编程 步骤如下： 根据定时时间要求或计数要求计算计数器初值； 将工作方式控制字写入TMOD寄存器； 将计数初值写入THX和TLX寄存器； 启动定时器/计数器，即将TRX置位。 如果工作于中断方式， 需置位EA （中断总开关） 及ETX （允许定时/计数器中断） ， 并编写中断服务程序。

四、软件设计

4.1 程序流程图

开始

S1键 S2键 那个键按下的 S3键 总分加三分 S4键 总分减一分 N 是否真有键按下 取出低四位 再次读取Ｐ０口的值 按键去抖动 N 是否有键按下 取出低四位 Start 总分寄存器R0清零 七段码数据表首地址送DPTR 读取Ｐ０口的值 总分加一分 总分加二分 等待按键释放 将总分转换成ＢＣＤ码 将BCD码转换成七段显示码 经P1口和P3口输出显示 篮球比赛中，得分可分为1分、2、3分三种情况，为防止出见加分错误要另设 一减分开关。根据这样的设计要求，结合数码管的显示以及51单片机中计数器的工作实现方式、接口应用、中断控制等可设计出程序流程图如上所示。

4.2 程序分析

数码管的显示，在TAB中加入数码管显示数字时对应的16进制数 MOV DPTR, #TAB

TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H DB 92H,82H,0F8H,80H,90H 数码管显示程序： MOV A,R0 MOV B,#10 DIV AB MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A MOV A,B

MOVC A,@A+DPTR MOV P3,A

由于需要四个开关， 取出A中的低四位来接开关， 用ANL命令实现。其程序如下： MOV A,P0 ANL A,#0FH CJNE A,#0FH,KEY1 SJMP START

四个开关加1、加2、加3、减1，直接通过加法在累加器中实现，以开关1为例，程序如下： MOV R1,#1 MOV A,R0 ADD A,R1 MOV R0,A 6

程序清单 ORG 0000H MOV R0,#0 MOV DPTR,#TAB

START:MOV A,P0；取A的低四位 ANL A,#0FH CJNE A,#0FH,KEY1 SJMP START

KEY1:LCALL DELAY ；调用延迟子程序 MOV A,P0 ；确认按键是否确实按下 ANL A,#0FH CJNE A,#0FH,KEY2 SJMP START

KEY2:JNB ACC.0,K1 ；确认按下的是哪个开关 JNB ACC.1,K2 JNB ACC.2,K3 JNB ACC.3,K4 LJMP START

K1:MOV R1,#1 ；分别输入不同数值对应不同开关 LJMP ADDOPR K2:MOV R1,#2 LJMP ADDOPR K3:MOV R1,#3 LJMP ADDOPR K4:DEC R0 LJMP WAIT

ADDOPR:MOV A,R0；与值相加 ADD A,R1

MOV R0,A WAIT:MOV A,P0 ANL A,#0FH CJNE A,#0FH,WAIT MOV A,R0 ； MOV B,#10 DIV AB

MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A MOV A,B

MOVC A,@A+DPTR MOV P3,A LJMP START

DELAY:MOV R6,#15;延时子程序

DEL2:MOV R7,#200 DEL1:DJNZ R7,DEL1 DJNZ R6,DEL2 RET

TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H DB 92H,82H,0F8H,80H,90H ；

五、结论

输入程序，经仿真，选择执行后点击开关，可观察到数码管亮，按下 S1键+1、

按下S2键+2、按下S键+3、按下S4键-1，，可分别实现球队分数的加减。

其中在烤入程序后发现第一个数码管的C段一直处于亮的状态，经检查后确定不是硬件出现的问题，但在仿真时能正确显示也证明程序也是正确的，找不到问题所在让我非常郁闷。想着原因可能程序读入时出现错误，试着重新将程序烤入单片机中，显示结果果然变得正常，实践成功。

此篮球计分系统是以单片机为核心的计分系统，由于对于单片机是刚刚学习，对于编程也不是十分熟练，故本次设计的内容相较简单，达不到正式比赛需求，仅供学习之用。

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设计总结： 为期一周的单片机课程设计拉下了帷幕,我深刻体会到了其中的苦与乐,感悟甚是深切。 在这个过程中，我也曾经因为实践经验的缺乏失落过，也曾经仿真成功而热情高涨。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。虽然这只是一次的极简单的课程制作，可是平心而论，也耗费了我们不少的心血。通过这次课程设计，我想说：为完成这次课程设计我确实很辛苦，但苦中仍有乐，当我们仿真实验成功的时候，当我们连好线，按下按钮，LED亮了起来的时候我们的心中就不免兴奋，不免激动。对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你，挫折是一份财富，经历是一份拥有。 实习中，我感受到了老师对学生的那种悔人不卷的精神，每天的固定时间，老师都来实验楼给我们指导，使我们少走弯路，顺利完成实习任务，请允许我向你们致意崇高的敬意，王老师，程老师，感谢你们。

指导教师评语： 课程设计成绩： 指导教师签名： 年 月 日