單片機(jī)籃球比賽記分器

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1、 DA CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 籃球比賽記分器 The Game Of Basketball Scoring Device 設(shè)計(jì)題目： 籃球比賽記分器 學(xué)院名稱(chēng)： 電氣與信息工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)： 電子信息工程 任務(wù)分配表 班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 完成主要任務(wù) 電子1042 08 PCB的繪制仿真與實(shí)現(xiàn) 電子1042 13 程序的修

2、改 PCB的繪制仿真與實(shí)現(xiàn)PROTEUS原理圖繪制與仿真 電子1042 35 文檔的編寫(xiě) 程序的修改 PROTEUS原理圖繪制與仿真 籃球比賽記分器 摘 要： 本文設(shè)計(jì)了一個(gè)籃球比賽記分器主要利用單片機(jī)AT89C51作為核心元件，利用3組4位共陽(yáng)極的數(shù)碼管作為顯示器件，以C語(yǔ)言作為編程語(yǔ)言，在Protues和Keil搭建的軟件仿真平臺(tái)下進(jìn)行仿真，本設(shè)計(jì)包含了AT89C51系列單片機(jī)的最小系統(tǒng)的構(gòu)成，同時(shí)在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展了一些實(shí)用性強(qiáng)的外圍接口，可以進(jìn)一步了解譯碼器74LS247的應(yīng)用，LED七段數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)和工作原理，主要實(shí)現(xiàn)了計(jì)時(shí)和顯示A/B隊(duì)的分?jǐn)?shù)，

3、并能及時(shí)進(jìn)行加分，減分，鳴笛警示等功能。本系統(tǒng)具有成本低廉、性能穩(wěn)定、高準(zhǔn)確度顯示、操作方便且易攜帶等特點(diǎn)。廣泛適合各類(lèi)學(xué)校和小團(tuán)體作為賽程計(jì)分。 關(guān)鍵詞：AT89C51單片機(jī)；74LS247；七段數(shù)碼管；仿真；嵌入式 0 引言 進(jìn)入21世紀(jì)，伴隨著電子，信息通信技術(shù)的應(yīng)用與普及開(kāi)發(fā)，人們對(duì)電子技術(shù)的要求也越來(lái)越高，目前嵌入式單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域。單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)，把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系

4、統(tǒng)。按照歷史性、本質(zhì)性、普遍性要求，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)定義為：“嵌入到對(duì)象體系中的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，可分軟件部分和硬件部分，而當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用，大量專(zhuān)用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在單片機(jī)上。所以，以MCU為核心，就是各種各樣的單片機(jī)，是嵌入式硬件部分的實(shí)現(xiàn)方式之一，它主要是因?yàn)榘烟幚砥骱痛鎯?chǔ)器等部件集成在一塊芯片上。 體育比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器是對(duì)體育比賽過(guò)程中所產(chǎn)生的時(shí)間、比分等數(shù)據(jù)進(jìn)行快速采集記錄、加工處理、傳遞利用的工具。籃球比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分器是一種得分類(lèi)型的工具。雖然籃球比賽中很早就開(kāi)始研究應(yīng)用了電子計(jì)分器，但通常都是利用模擬電子器件、數(shù)字電子器件或是模擬、數(shù)字混合

5、組成的，其穩(wěn)定性和高準(zhǔn)確度計(jì)分仍存在一些問(wèn)題。以嵌入式單片機(jī)為核心，利用3組4位共陽(yáng)極的數(shù)碼管作為顯示器件的籃球比賽計(jì)分屏，計(jì)分準(zhǔn)確，具有體積小，重量輕，能耗低，價(jià)格便宜，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 1 系統(tǒng)方案 我們小組共提出了兩種數(shù)碼管顯示方案：一是共陽(yáng)極數(shù)碼管靜態(tài)顯示，二是共陽(yáng)極數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示。 共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極的數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極接地，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。反之，相應(yīng)字段就不亮。 共陽(yáng)極數(shù)碼管靜態(tài)顯示：靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動(dòng)電路具有輸出鎖存功能，即各個(gè)LE

6、D的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)的段碼將維持輸出不變，直到送入另一個(gè)字符的段碼為止。正因?yàn)槿绱?，靜態(tài)顯示器的亮度都比較高。靜態(tài)顯示的程序設(shè)計(jì)，是將一個(gè)兩位數(shù)的個(gè)位與十位分開(kāi)，并且用查表指令，輸出對(duì)應(yīng)位的表格代碼。 共陽(yáng)極數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示：動(dòng)態(tài)顯示，是數(shù)碼管有一個(gè)I/O口控制LED片的多段復(fù)用，共陽(yáng)極分別由相應(yīng)的I/O口線控制，形成各片的分時(shí)選通。若要各位數(shù)碼管能夠同時(shí)顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符，就必須采用動(dòng)態(tài)顯示方式，即在某一時(shí)刻，讓某一位的位選線處于選通狀態(tài)，而且其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，這樣在同一時(shí)刻，兩個(gè)數(shù)碼管只有選通的那一位顯示字符，而另一個(gè)是滅著的。同樣，在下一時(shí)刻，只讓第二個(gè)的位選線

7、處于選通狀態(tài)，另一位選線關(guān)閉，如此循環(huán)下去，就可以使兩位數(shù)碼管顯示出所要顯示的字符。雖然這些字符不是在同一時(shí)刻出現(xiàn)，但由于LED片燈的余暉和人眼的視覺(jué)暫留作用，只要每位顯示間隔足夠短，就可以造成兩位同時(shí)亮的假象，達(dá)到同時(shí)顯示的效果。設(shè)計(jì)基本與靜態(tài)設(shè)計(jì)相同，不同之處是在多了位選信號(hào)。在程序設(shè)計(jì)中在每次輸出字符時(shí)，都要給相應(yīng)的那位進(jìn)行置位，另一位復(fù)位，確保每次只有一個(gè)數(shù)碼管亮。 數(shù)碼管靜態(tài)顯示需要靜態(tài)驅(qū)動(dòng)：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱(chēng)直流驅(qū)動(dòng)，靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都有一個(gè)單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用BCD碼二/十進(jìn)位轉(zhuǎn)換器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，顯示亮度高，無(wú)閃爍，占

8、用CPU時(shí)間少，缺點(diǎn)是功耗比較大，占用I/O端口多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要58＝40個(gè)I/O端口來(lái)驅(qū)動(dòng)，而一個(gè)89S52單片機(jī)可用的I/O端口才32個(gè)。故實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加位驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬體電路的復(fù)雜性。 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示需要?jiǎng)討B(tài)驅(qū)動(dòng)：動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所數(shù)碼管的8個(gè)顯示片段的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM端增加位選通控制電路，位選通有各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字型碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接受到相同的字型碼，將需要顯示的數(shù)碼管的選通COM端電路的控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮，通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)LED數(shù)碼管的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受

9、控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功能更低、硬件電路也較靜態(tài)顯示簡(jiǎn)單。 經(jīng)方案對(duì)比和考慮設(shè)計(jì)要求和器件的限制，我組的課程設(shè)計(jì)采用的是共陽(yáng)極數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示。 2 系統(tǒng)硬件電路 該系統(tǒng)硬件電路包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)AT89C51、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源電路、按鍵控制電路、計(jì)分電路、計(jì)時(shí)電路、報(bào)警電路。軟件包括用Keil 進(jìn)行C語(yǔ)言編程，用Protues進(jìn)行仿真，具體系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。 按鍵控制 電源電路 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路 AT89C51 計(jì)分電路 計(jì)時(shí)電路 報(bào)警電路

10、 鳴笛示警 計(jì)分顯示 計(jì)時(shí)顯示 圖2-1 籃球賽計(jì)分器的硬件結(jié)構(gòu)框圖 （一）元器件的選擇 本設(shè)計(jì)主要選擇了以下元器件：如表2-2所示： 元器件名稱(chēng) 所屬類(lèi) 所屬子類(lèi) AT89C51(單片機(jī)) Microprocessor IC’s 8051 Family 7SEG-MPX4-CA-BKUE Optoelectrionics 7-Segment-Display 7SEG-MPX4-CA Optoelectrionics 7-Segment-Display SW-SPDT Switchs&Relays Miscellaneous

11、 74LS247 TTL 74LSseries All—Sub-Categories MINRES4.7K(電阻4.7K) Resistors All—Sub BUTTON All-Categories All—Sub-Categories 7404 TTL 74LSseries All—Sub-Categories SOUNDER Speakers&sounders All—Sub-Categories 表2-2 元器件列表 （二）單片機(jī)AT89C51簡(jiǎn)介： AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器（FPEROM——Flash Programmab

12、le and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C51是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。外形及引腳排列如圖2-3所示 圖2-3 AT89C51外形及引腳排列 主要特性： 與MCS-51 兼容 4K字

13、節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器 壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 1288位內(nèi)部RAM 32可編程I/O線 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 5個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 管腳說(shuō)明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口的8位皆為漏極開(kāi)路輸出簡(jiǎn)稱(chēng)OD；內(nèi)部無(wú)上拉電阻，所以執(zhí)行輸出功能時(shí)，外部必須接上拉電阻；若要實(shí)現(xiàn)輸入功能，必須先輸入高電平“1”，才能讀取該端口所連接的外部數(shù)據(jù)；若系統(tǒng)連接外部存儲(chǔ)器，則 P0可作為地址總線和數(shù)據(jù)總線的多功能引腳，此時(shí)內(nèi)部具

14、有上拉電阻，無(wú)需外接上拉電阻。 P1口：P1口為8位，可位尋址的雙向I/O口；內(nèi)部具備約30千歐姆的上拉電阻，實(shí)現(xiàn)輸出功能時(shí)，不需要連接外部上拉電阻；實(shí)現(xiàn)輸入功能時(shí)，必須先輸入高電平“1”，才能讀取該端口所連接的外部數(shù)據(jù)；P1口的8位類(lèi)似漏極開(kāi)路輸出，但內(nèi)部已接上上拉電阻，每個(gè)引腳可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。 P2口：P2口為8位、可位尋址的雙向輸入/輸出口，內(nèi)部具備約30千歐姆的上拉電阻，實(shí)現(xiàn)輸出功能時(shí)，不需要連接外部上拉電阻；實(shí)現(xiàn)輸入功能時(shí)，必須先輸入高電平“1”，才能讀取該端口所連接的外部數(shù)據(jù)；P2口的8位類(lèi)似漏極開(kāi)路輸出，但內(nèi)部已接上上拉電阻，每個(gè)引腳可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載；若

15、系統(tǒng)連接外部存儲(chǔ)器，而外部存儲(chǔ)器的地址線超過(guò)了8根時(shí)，則P2可作為地址總線（A8-A15）的引腳。 P3口：P3口為8位，可位尋址的雙向I/O口；內(nèi)部具備約30千歐姆的上拉電阻，實(shí)現(xiàn)輸出功能時(shí)，不需要連接外部上拉電阻；實(shí)現(xiàn)輸入功能時(shí)，必須先輸入高電平“1”，才能讀取該端口所連接的外部數(shù)據(jù)；P3口的8位類(lèi)似漏極開(kāi)路輸出，但內(nèi)部已接上上拉電阻，每個(gè)引腳可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表2-4所示： I/O口 備選功能/特殊功能 P3.0/RXD 串行輸入口 P3.1/TXD 串行輸出口 P3.2/ 外部中斷0 P3.3/ 外部中斷

16、1 P3.4/T0 計(jì)時(shí)器0外部輸入 P3.5/T1 計(jì)時(shí)器1外部輸入 P3.6/ 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 P3.7/ 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 表2-4 AT89C51的一些特殊功能口 RST：復(fù)位信號(hào)。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。 ALE/：地址鎖存控制信號(hào)。在系統(tǒng)擴(kuò)展，訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE用于控制把P0口輸出的低8位的地址鎖存起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。此外，由于ALE是以晶振1/6的固定頻率輸出脈沖，因此可作為外部時(shí)鐘或者外部定時(shí)脈沖使用。ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時(shí)，ALE才起作

17、用。 ：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。在讀外部ROM時(shí)，有效（低電平有效），以實(shí)現(xiàn)外部ROM的讀操作。在具體應(yīng)用時(shí)，外部ROM讀取時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期會(huì)動(dòng)作兩次，外部RAM讀取時(shí)，兩個(gè)信號(hào)被跳過(guò)不會(huì)輸出。 /VPP：訪問(wèn)程序存儲(chǔ)控制信號(hào)。當(dāng)信號(hào)保持低電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作僅僅限定在外部程序存儲(chǔ)器，當(dāng)信號(hào)為高電平或者懸空時(shí)，對(duì)ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開(kāi)始，并可延至外部程序存儲(chǔ)器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 （三）晶振電路設(shè)計(jì)： 圖2-5晶振電路圖 晶振，就象是單片機(jī)的核心部件，提供時(shí)鐘激勵(lì)，保證單片機(jī)

18、內(nèi)部和外部電路的時(shí)序邏輯電路協(xié)調(diào)動(dòng)作。 （四）復(fù)位電路的設(shè)計(jì)： 圖2-6 復(fù)位電路圖 復(fù)位一般可用上電復(fù)位、按鍵復(fù)位兩種方式完成，我們采用按鍵復(fù)位，根據(jù)元器件的要求時(shí)間常數(shù)，可以選定電容和電阻的規(guī)格。 （五）按鍵控制模塊 鍵盤(pán)往往分成編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)，編碼鍵盤(pán)由按鍵和鍵處理電路組成，直接為計(jì)算機(jī)提供經(jīng)過(guò)編碼的按鍵鍵碼；而非編碼鍵盤(pán)則只提供按鍵，其余由計(jì)算機(jī)自己處理。非編碼鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可自由裁量設(shè)計(jì)，非常適用于單片應(yīng)用系統(tǒng)。 1.按鍵特性與抖動(dòng)處理 按鍵是一種機(jī)械彈性開(kāi)關(guān)，當(dāng)鍵按下時(shí)閉合，松開(kāi)時(shí)斷開(kāi)。因?yàn)橛袡C(jī)械的接觸，在觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)的瞬間會(huì)出現(xiàn)電壓抖動(dòng)。為了

19、避免鍵輸入錯(cuò)誤，必須進(jìn)行鍵抖動(dòng)的處理。去抖動(dòng)由硬件和軟件兩種方法：硬件方法就是在鍵盤(pán)中附加去抖動(dòng)電路消除抖動(dòng)；而軟件方法則是采用時(shí)間延遲以躲避抖動(dòng)，待觸點(diǎn)狀方法處理。 2.鍵盤(pán)接口及功能 非編碼鍵盤(pán)是所用按鍵組成的集合。為了保證鍵盤(pán)的正確輸入，鍵接口必備以下功能： （1）鍵掃描與識(shí)別，判斷有無(wú)鍵按下以及按鍵位置，鍵掃描與識(shí)別是通過(guò)“行掃描”與“列狀態(tài)”的配合來(lái)確定是否有鍵按下以及所在行、列的位置。所謂行掃描就是一次給每條行線送低電平，而其余各行線送高電平，并檢測(cè)對(duì)每一行掃描時(shí)所產(chǎn)生的列狀態(tài)。鍵盤(pán)掃描有下列三種方式： 程控掃描方式：只有單片機(jī)空閑時(shí)才調(diào)用掃描程序響應(yīng)用戶(hù)鍵入請(qǐng)求。 定時(shí)

20、掃描方式：?jiǎn)纹瑱C(jī)定時(shí)調(diào)用掃描程序?qū)︽I盤(pán)進(jìn)行掃描，即時(shí)響應(yīng)用戶(hù)鍵入請(qǐng)求。 中斷掃描方式：與中斷請(qǐng)求電路配合，當(dāng)有鍵按下時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，由單片機(jī)響應(yīng)并執(zhí)行中斷服務(wù)程序掃描鍵盤(pán)。 （2）去鍵抖動(dòng) 消除按鍵抖動(dòng)帶來(lái)的誤輸入。檢測(cè)鍵關(guān)閉后，延時(shí)10ms后再檢測(cè)一次，兩次檢測(cè)相同再進(jìn)一步進(jìn)行鍵處理。 （3）鍵編碼 生成易于處理的鍵碼。由于鍵位碼比較零亂，因此接下來(lái)的工作是根據(jù)需要把反映閉合鍵和鍵位置的鍵位碼換乘反映鍵功能的鍵碼。有了鍵碼，才好通過(guò)散轉(zhuǎn)指令把程序執(zhí)行到閉合鍵所對(duì)應(yīng)的服務(wù)程序上去。鍵碼既可以根據(jù)鍵位碼查詢(xún)表求得，也可以根據(jù)鍵碼編排規(guī)律計(jì)算得到。 （4）等待鍵釋放 為了保證鍵一次閉

21、合僅進(jìn)行一次處理，編鍵碼之后，再以延時(shí)掃描的方法等待鍵釋放。鍵釋放后鍵處理工作完成。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)除復(fù)位按鍵外共配置了8個(gè)獨(dú)立鍵盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的控制。8個(gè)按鍵分別為KEY1（A隊(duì)加一鍵）連接到P3.0，KEY2（A隊(duì)減一鍵）連接到P3.1，KEY3（B隊(duì)加一鍵）連接到P3.4，KEY4（B隊(duì)減一鍵）連接到P3.5,AB轉(zhuǎn)換（上下半場(chǎng)換場(chǎng)時(shí)切換比分，連接到P3.3）、start（開(kāi)關(guān)，連接到P3.7）、蜂鳴器開(kāi)關(guān)（連接到P3.2）計(jì)時(shí)器十分位控制（連接到P1.6） ,計(jì)時(shí)器分位控制（連接到P1.7） 本設(shè)計(jì)中主要采用獨(dú)立按鍵,按鍵擴(kuò)展電路如圖2-7 圖2-7 獨(dú)立按鍵擴(kuò)展電路

22、 (六) 數(shù)碼管顯示模塊 本設(shè)計(jì)的計(jì)時(shí)、計(jì)分功能的顯示均采用共陽(yáng)數(shù)碼管顯示。 我們最常用的是七段式和八段式LED數(shù)碼管，八段比七段多了一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，其他的基本相同。所謂的八段就是指數(shù)碼管里有八個(gè)小LED發(fā)光二極管，通過(guò)控制不同的LED的亮滅來(lái)顯示出不同的字形。數(shù)碼管又分為共陽(yáng)極和共陽(yáng)極兩種類(lèi)型，其實(shí)共陽(yáng)極就是將八個(gè)LED的陽(yáng)極連在一起，讓其接地，這樣給任何一個(gè)LED的另一端高電平，它便能點(diǎn)亮。而共陰極就是將八個(gè)LED的陰極連在一起。其原理圖如圖2-8： 引腳圖 共陽(yáng)極 共陰極 圖2-8 共陰極和

23、共陽(yáng)極八段數(shù)碼管原理圖 其中引腳圖的兩個(gè)COM端連在一起，是公共端，共陰數(shù)碼管要將其接地，共陽(yáng)數(shù)碼管將其接正5伏電源。一個(gè)八段數(shù)碼管稱(chēng)為一位，多個(gè)數(shù)碼管并列在一起可構(gòu)成多位數(shù)碼管，它們的段選線（即a,b,c,d,e,f,g,dp）連在一起，而各自的公共端稱(chēng)為位選線。顯示時(shí)，都從段選線送入字符編碼，而選中哪個(gè)位選線，那個(gè)數(shù)碼管便會(huì)被點(diǎn)亮。數(shù)碼管的8段，對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)的8位，a對(duì)應(yīng)最低位，dp對(duì)應(yīng)最高位。所以如果想讓數(shù)碼管顯示數(shù)字0，那么共陰數(shù)碼管的字符編碼為00111111，即0x3f；共陽(yáng)數(shù)碼管的字符編碼為11000000，即0xc0。可以看出兩個(gè)編碼的各位正好相反。如下圖： 共陰示例共陽(yáng)示

24、例 圖2-9 共陰極和共陽(yáng)極八段數(shù)碼管顯示舉例 （七）蜂鳴器警示模塊 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車(chē)電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。在比賽結(jié)束時(shí)，蜂鳴器自動(dòng)響，再通過(guò)按鍵關(guān)閉它。其擴(kuò)展電路如圖： 圖2-10 蜂鳴器擴(kuò)展電路圖 （八）BCD七段數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)/譯碼器 常用的BCD對(duì)七段顯示器譯碼器/驅(qū)動(dòng)器的IC包裝設(shè)計(jì)有TTL之7446、7447、7448、7449與CMOS之4511等。其中7446、7447必須使用共陽(yáng)極七段數(shù)碼顯示器，7448、7449、4511等則使用共陰極七段顯示

25、器。 74LS247的功能用于將BCD碼轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字，通過(guò)它解碼，可以直接把數(shù)字轉(zhuǎn)化為數(shù)碼管的顯示數(shù)字，從而簡(jiǎn)化了程序，節(jié)約單片機(jī)的I/O開(kāi)銷(xiāo)，因此是一個(gè)非常好的芯片。 74LS247的引腳如下圖2-11所示： 圖2-11 74LS247引腳圖 引腳的功能： （1）A、B、C、D為輸入端，abcdefg為輸出端。 當(dāng)輸入DCBA=0010時(shí)，則輸出abcdefg=0010010，使數(shù)碼管顯示“2”； 當(dāng)輸入DCBA=0110時(shí)，則輸出abcdefg=1100000，使數(shù)碼管顯示“6”；關(guān)系如表2-12所示： 輸入 D C

26、B A 輸出 F(a) F(b) F(c) F(d) F(e) F(f) F(g) 字形 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3 0 1 0 0

27、 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 5 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 6 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 7 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 1 0 0 1 1 1 1

28、 1 0 1 1 9 表2-12 BCD七段譯碼真值表 （2）LT、RBI與BI/RBO為控制引腳，其功能分述如下： 74LS247電路是由與非門(mén)、輸入緩沖器和七個(gè)與或非門(mén)組成的BCD——7段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器。7個(gè)與非門(mén)和一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路成對(duì)連接，以產(chǎn)生可用的BCD數(shù)據(jù)及其補(bǔ)碼至7個(gè)與或非譯碼門(mén)。剩下的與非門(mén)和3個(gè)輸入緩沖器作為試燈輸入（LT）、滅燈輸入/動(dòng)態(tài)滅燈輸出（BI/RBO）以及動(dòng)態(tài)滅燈輸入（RBI）端。 該電路接受4位二進(jìn)制編碼——十進(jìn)制數(shù)（BCD）輸入并借助于輔助輸入端狀態(tài)將輸入數(shù)據(jù)譯碼后去驅(qū)動(dòng)一個(gè)七段顯示器。輸出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能承受7段顯示器所

29、需要的相當(dāng)高的高壓，驅(qū)動(dòng)顯示器各段所需要的高達(dá)24mA的電流可以由其高性能的輸出晶體管來(lái)直接提供。BCD輸入計(jì)數(shù)9以上的顯示圖案是鑒定輸入條件的唯一信號(hào)。 該電路有自動(dòng)前、后沿滅零控制（RBI和RBO）。試燈（LT）可在端處在高電平的任何時(shí)刻去進(jìn)行，該電路還含有一個(gè)滅燈輸入（BI）。它用來(lái)控制燈的亮度或禁止輸出。 1）需要0-15的輸出功能時(shí)，滅燈輸入（BI）必須為開(kāi)路或者保持在高電平狀態(tài)，若不要滅掉十進(jìn)制零，則動(dòng)態(tài)滅燈輸入（RBI）必須開(kāi)路或者處于高電平狀態(tài)。 2）當(dāng)?shù)碗娖街苯蛹拥綔鐭糨斎耄˙I）時(shí)，不管其他任何輸入端的電平如何，所有段的輸出端都關(guān)死。 3）當(dāng)動(dòng)態(tài)滅燈輸入（RBI）和

30、輸入端A、B、C、D都處于低電平而試燈輸入（LT）為高電平時(shí)，則所有段的輸出端進(jìn)入關(guān)閉且動(dòng)態(tài)滅燈輸出（RBO）處于低電平狀態(tài)。 4）當(dāng)滅燈輸入/動(dòng)態(tài)滅燈輸出（BI/RBO）開(kāi)路或者保持在高電平狀態(tài)，且將低電平加到試燈試燈輸入（LT）時(shí)，所有段的輸出都得打開(kāi)。 注：BI/RBO是用做滅燈（BI）與/或動(dòng)態(tài)滅燈輸出（RBO）的線與邏輯。 （9） 計(jì)分顯示屏的設(shè)計(jì)圖 圖2-13 計(jì)分顯示屏的設(shè)計(jì)圖 圖2-14 倒計(jì)時(shí)計(jì)分顯示屏的設(shè)計(jì)圖 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分采用模塊化程序設(shè)計(jì)，程序部分由主程序、計(jì)時(shí)計(jì)分刷新顯示程序模塊、數(shù)碼管

31、顯示記錄程序模塊等組成。 51單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)16位可編程的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，分別稱(chēng)為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1，它們具有四種工作方式，其控制字和狀態(tài)均在相應(yīng)的特殊功能寄存器中，通過(guò)對(duì)控制寄存器的編程，就可方便地選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ鞣绞?。特殊控制器有工作方式控制寄存器（TMOD)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器（TCON)，中斷允許控制寄存器IE。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的核心是的16位加法計(jì)數(shù)器，定時(shí)器T0的加法計(jì)數(shù)器用特殊功能寄存器TH0、TL0表示，TH0表示加法計(jì)數(shù)器的高8位，TL0表示加法計(jì)數(shù)器的低8位。TH1和TL1則分別表示定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的高8位和低8位。它們均是8位寄存器，在特殊功能寄存器中占

32、地址8AH-8DH。它們用于存放定時(shí)或計(jì)數(shù)的初始值。此外，內(nèi)部還有一個(gè)8位的工作方式寄存器TMOD和一個(gè)8位的控制寄存器TCON，用于選擇和控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作。這些寄存器可根據(jù)需要由程序讀寫(xiě)。當(dāng)然16位加法計(jì)數(shù)器的輸入端每輸入一個(gè)脈沖，16位加法計(jì)數(shù)器的值自動(dòng)加1，當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值超過(guò)加法計(jì)數(shù)器字長(zhǎng)所能表示的二進(jìn)制數(shù)的范圍而向第17位進(jìn)位，即計(jì)數(shù)溢出時(shí)，置位定時(shí)中斷請(qǐng)求標(biāo)志，向CPU申請(qǐng)中斷。 1、工作方式寄存器TMOD TMOD用于控制T0和T1的工作方式，其格式如表3-1所示： 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位符號(hào) GATE C/ M

33、1 M0 GATE C/ M1 M0 門(mén)控開(kāi)關(guān) 計(jì)數(shù)/定時(shí) 方式選擇 門(mén)控開(kāi)關(guān) 計(jì)數(shù)/定時(shí) 方式選擇 T1方式字段 T0方式字段 表3-1 方式控制寄存器TMOD 各位定義如下： M1，MO:工作方式控制位，可構(gòu)成表3-2所示四種工作方式： M1 M0 工作方式 說(shuō)明 0 0 0 13位定時(shí)器； 0 1 1 16位計(jì)數(shù)器； 1 0 2 可自動(dòng)再裝載的8位計(jì)數(shù)器； 1 1 3 T0分成兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器 表3-2 方式控制寄存器TMOD的工作方式 C/:計(jì)數(shù)工作方式/定時(shí)工作方式選擇位。置0時(shí)，設(shè)置為定時(shí)工

34、作方式；置1時(shí)，設(shè)置為計(jì)數(shù)工作方式。 GATE：門(mén)控位，用以決定是由軟件還是硬件啟動(dòng)/停止計(jì)數(shù)。GATE=0, /被封鎖，只要用軟件對(duì)TR0(或TR1)置“1”就啟動(dòng)了定時(shí)器；GATA=1時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)受外部引腳輸入電平的控制。 TMOD的所有位在復(fù)位后清0。TMOD不能位尋址，只能按字節(jié)操作設(shè)置工作方式。 2、定時(shí)/計(jì)數(shù)控制寄存器TCON TFl，TRl，TF0和TR0位用于定時(shí)器／計(jì)數(shù)器；IEl，ITl，IE0和IT0位用于中斷系統(tǒng)。其格式如表3-3所示： 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位符號(hào) TF1 TR1 TF0 TR

35、0 IE1 IT1 IE0 IT0 表3-3 控制寄存器TCON 各位定義如下： TF1：定時(shí)器1溢出標(biāo)志位。當(dāng)定時(shí)器1計(jì)滿(mǎn)溢出時(shí)，由硬件使TF1置“1”，并且申請(qǐng)中斷。進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動(dòng)清“0”，在查詢(xún)方式下用軟件清“0”。 TR1：定時(shí)器1運(yùn)行控制位。由軟件清“0”關(guān)閉定時(shí)器1。當(dāng)GATE=1，且為高電平時(shí)，TR1置“1”啟動(dòng)定時(shí)器1；當(dāng)GATE=0，TR1置“1”啟動(dòng)定時(shí)器1。 TF0：定時(shí)器0溢出標(biāo)志。其功能及操作情況同TF1。 TR0：定時(shí)器0運(yùn)行控制位。其功能及操作情況同TR1。 IE1：外部中斷1請(qǐng)求標(biāo)志位。 IT1：外部中斷1觸發(fā)方式選擇位

36、。當(dāng)IT1=0，為低電平觸發(fā)方式；當(dāng)IT1=1，為下降沿觸發(fā)方式。 IE0：外部中斷0請(qǐng)求標(biāo)志位。 IT0：外部中斷0觸發(fā)方式選擇位。 當(dāng)IT0=0，為低電平觸發(fā)方式；當(dāng)IT0=1，為下降沿觸發(fā)方式。 TCON中低4位與中斷有關(guān)。由于TCON是可以位尋址的，因而如果只清溢出或啟動(dòng)定時(shí)器工作，可以用位操作命令。 3、 聲音的產(chǎn)生 我們知道，聲音的產(chǎn)生是一種音頻振動(dòng)的效果。振動(dòng)的頻率越高，則為高音；振動(dòng)的頻率越低，則為低音。聲音的頻率范圍為20Hz-200kHz之間，人類(lèi)耳朵比較容易辨識(shí)的聲音頻率范圍是200Hz-20kHz，一般音響電路是用正旋波信號(hào)驅(qū)動(dòng)喇叭，從而產(chǎn)生悅耳的音樂(lè)；在

37、數(shù)字電路里，則是用數(shù)字脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)喇叭，從而產(chǎn)生聲音。若要AT89C51產(chǎn)生聲音，可利用程序來(lái)控制單片機(jī)某個(gè)I/O口的“高”電平或者“低”電平，則在該I/O口線上就能產(chǎn)生一定頻率的矩形波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，若再利用延時(shí)程序控制“高”、“低”電平的持續(xù)時(shí)間，就能改變輸出頻率，從而改變音調(diào)。 系統(tǒng)主程序流程圖如下： 停止 比賽結(jié)束 讀取功能鍵 等待按鍵釋放 N 比賽開(kāi)始，并初始化 Y Y N 讀P3口的值 取出P3.6 啟動(dòng)按鍵是否按下 去抖 確認(rèn)是否有按鍵按下 B隊(duì)加1分 B隊(duì)減1分 N Y 將BCD碼轉(zhuǎn)化為7段碼顯示出來(lái)，并

38、確認(rèn)比賽是否結(jié)束 將當(dāng)前的分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化為BCD碼 確認(rèn)按下的是哪個(gè)鍵 鳴笛休息 A隊(duì)減1分 A隊(duì)加1分 圖3-4 主程序流程圖 系統(tǒng)按鍵部分流程圖： 開(kāi)始 Y Key4=0? 初始化定時(shí)器 N 比賽開(kāi)始 設(shè)定比賽時(shí)間 B減一分 Y 時(shí)間到？ Key1=0? N N A隊(duì)加一分 Y Y 蜂鳴器響 Key2=0? N Key=0? 開(kāi)始 Y A隊(duì)減一分 YY

39、Y 關(guān)閉蜂鳴器 N Key3=0? 結(jié)束 Y B隊(duì)加一分 圖3-5 按鍵部分流程圖 （一）在主程序循環(huán)中，主要工作是掃描是否有鍵按下，若有鍵按下則要確認(rèn)是哪個(gè)鍵按下并做相應(yīng)的處理，并做同步顯示處理。 void main(void) { TMOD=0x01; //設(shè)置T0為工作方式1，作為16位計(jì)數(shù)器 TH0=(65535-50000)/256; //設(shè)置T0的高8位，并且T0的計(jì)數(shù)值為50ms TL0=(65535-50000)%256;

40、 //設(shè)置T0的低8位 music=0; //初值喇叭不響 EA=1; //開(kāi)放所有中斷 ET0=1; //允許定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0溢出中斷 EX0=1; //允許外部中斷0 IT0=1; //設(shè)置外部中斷0為邊沿觸發(fā)方式（下降沿） while(1) //無(wú)窮循環(huán)，程序

41、一直運(yùn)行 { Key_Y(); //預(yù)置場(chǎng)次比賽時(shí)間 if(Star==0&&f!=0&&Puse!=0) //按下“開(kāi)始鍵”，設(shè)置好比賽時(shí)間，并且未按“停止”鍵時(shí)，比賽正式開(kāi)始 { TR0=1; //啟動(dòng)定時(shí)器T0，開(kāi)始計(jì)時(shí) Key_if(); //開(kāi)始計(jì)分 } else { TR0=0; //比賽還未開(kāi)始或比賽結(jié)束時(shí)間到，停止計(jì)時(shí) } Js_Jf_Scan();

42、 //將相應(yīng)的分?jǐn)?shù)、時(shí)間同步進(jìn)行顯示 } } （二）時(shí)間顯示設(shè)計(jì) 系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)時(shí)間的計(jì)時(shí)功能，所以要用定時(shí)/計(jì)數(shù)器的定時(shí)功能進(jìn)行時(shí)間處理，在本程序設(shè)計(jì)中，用一個(gè)定時(shí)50ms的時(shí)間中斷函數(shù)void Js_50ms（void），一個(gè)時(shí)間處理函數(shù)void Ptime（uchar）。 由于時(shí)間顯示屏用的是4位的數(shù)碼管進(jìn)行顯示，用動(dòng)態(tài)掃描顯示驅(qū)動(dòng)，用void Js_Scan（void）處理動(dòng)態(tài)掃描顯示。 時(shí)間預(yù)置用按鍵實(shí)現(xiàn)，首先進(jìn)行按鍵判斷處理，用void Key_Y（void）函數(shù)處理。 嵌入式籃球計(jì)分屏實(shí)現(xiàn)時(shí)間顯示屏的部分源程序如下： /************

43、*******設(shè)置場(chǎng)次比賽時(shí)間********************/ void Key_Y(void) { if(YK1==0) //初始狀態(tài)，分鐘的十位為0 { delay(1); //延時(shí)去抖動(dòng) fs=fs+1; //分十位加1分 fy=fs*10+fg; //求出預(yù)置時(shí)間的分鐘值 f=fy; //中間變量 } if(YK2==0)

44、 //初始狀態(tài)，分鐘的個(gè)位為0 { delay(1); //延時(shí)去抖動(dòng) fg=fg+1; //分個(gè)位加1分 fy=fs*10+fg; //求出預(yù)置時(shí)間的分鐘值 f=fy; //中間變量 } Js_Scan(); } /********T0中斷服務(wù)函數(shù)，每隔50ms產(chǎn)生一次中斷********/ void Js_50ms(void)interrupt 1 using 1 //定時(shí)器T0中斷

45、，用工作寄存器組1 { TH0=(65535-50000)/256; //定時(shí)器T0的高8位 TL0=(65535-50000)%256; //定時(shí)器T0的低8位 num++; //每50ms累加一次 Ptime(num); //調(diào)用時(shí)間處理函數(shù) } /**********************時(shí)間處理函數(shù)********************/ void Ptime(uchar time) { if(time==20)

46、 //如果為1s（50ms*20=1s） { num=0; m++; //每到1s，計(jì)時(shí)器累加1次 ms=m/10; //秒的十位 mg=m%10; //秒的個(gè)位 if(m==60) //如果為1min { m=0; //秒鐘置0 mg=m%10; //秒鐘的個(gè)位置0 ms=m/10; //秒鐘的十位

47、置0 f--; //分鐘開(kāi)始在預(yù)設(shè)的比賽時(shí)間基礎(chǔ)上倒計(jì)時(shí) fs=f/10; //分鐘的十位 fg=f%10; //分鐘的個(gè)位 if(f==0) //分鐘數(shù)倒計(jì)時(shí)到0 { TR0=0; //時(shí)間到，停止計(jì)時(shí) } } } } /****************數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示******************/ void Js_Scan(void) { uchar j;

48、 for(j=0;j<=5;j++) { S4=0;P0=LED_Num[mg];delay(1);S4=1; /*將秒鐘的個(gè)位傳遞給譯碼器，通過(guò)按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來(lái)*/ S3=0;P0=LED_Num[ms];delay(1);S3=1; /*將秒鐘的十位傳遞給譯碼器，通過(guò)按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來(lái)*/ S2=0;P0=LED_Num[fg];delay(1);S2=1; /*將分鐘的個(gè)位傳遞給譯碼器，通過(guò)按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來(lái)*/ S1=0;P0=LED_Num[fs];delay(1)

49、;S1=1; /*將分鐘的十位傳遞給譯碼器，通過(guò)按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來(lái)*/ } } （三）計(jì)分顯示設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)是利用按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)兩隊(duì)的計(jì)分功能的，當(dāng)按一次加分鍵，在程序中要用兩個(gè)整形的變量作為A、B隊(duì)的分值計(jì)分器，程序里用sum及sum1分別表示B和A隊(duì)的分值。 如分別要在數(shù)碼管的每位上動(dòng)態(tài)掃描顯示出來(lái)，就必須對(duì)兩隊(duì)所得的分?jǐn)?shù)進(jìn)行分位計(jì)算。程序里分別用q、b、s、g表示B隊(duì)顯示屏的千位、百位、十位、個(gè)位；用q1、b1、s1、g1表示A隊(duì)顯示屏的千位、百位、十位、個(gè)位。通過(guò)按鍵判斷處理，判斷是加分還是減分，用函數(shù)void Key_if（void）來(lái)

50、實(shí)現(xiàn)，用void Jf_Scan（void）函數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描顯示分值。 嵌入式籃球計(jì)分屏計(jì)分顯示的部分實(shí)現(xiàn)程序如下： /*******************數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示********************/ void Jf_Scan(void) { uchar j; for(j=0;j<=5;j++) { KL4=0;P0=LED_Num[g1];delay(1);KL4=1; /*將A隊(duì)分?jǐn)?shù)的個(gè)位傳遞給譯碼器，通過(guò)按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來(lái)*/ KL3=0;P0=LED_Num[s1];delay(1);KL3=1; /*將A隊(duì)

51、分?jǐn)?shù)的十位傳遞給譯碼器，通過(guò)按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來(lái)*/ KL2=0;P0=LED_Num[b1];delay(1);KL2=1; /*將A隊(duì)分?jǐn)?shù)的百位傳遞給譯碼器，通過(guò)按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來(lái)*/ KL1=0;P0=LED_Num[q1];delay(1);KL1=1; /*將A隊(duì)分?jǐn)?shù)的千位傳遞給譯碼器，通過(guò)按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來(lái)*/ CL4=0;P0=LED_Num[g];delay(1);CL4=1; /*將B隊(duì)分?jǐn)?shù)的個(gè)位傳遞給譯碼器，通過(guò)按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來(lái)*

52、/ CL3=0;P0=LED_Num[s];delay(1);CL3=1; /*將B隊(duì)分?jǐn)?shù)的十位傳遞給譯碼器，通過(guò)按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來(lái)*/ CL2=0;P0=LED_Num[b];delay(1);CL2=1; /*將B隊(duì)分?jǐn)?shù)的百位傳遞給譯碼器，通過(guò)按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來(lái)*/ CL1=0;P0=LED_Num[q];delay(1);CL1=1; /*將B隊(duì)分?jǐn)?shù)的千位傳遞給譯碼器，通過(guò)按鍵，實(shí)現(xiàn)邊沿跳變，并把結(jié)果譯成相應(yīng)的段碼顯示出來(lái)*/ }} /*****************判斷是哪個(gè)隊(duì)加分或者減分*

53、****************/ void Key_if(void) { if(Key1==0) //當(dāng)按鍵按下時(shí) { delay(1); //延時(shí)去抖動(dòng) sum=sum+1; //B隊(duì)加1分 } if(Key2==0 && sum>=1) //減分按鍵按下并且中得分不得少于1分 { delay(1); //延時(shí)去抖動(dòng) sum=sum-1;

54、 //B隊(duì)減1分 } if(Key3==0) //當(dāng)按鍵按下時(shí) { delay(1); //延時(shí)去抖動(dòng) sum1=sum1+1; //A隊(duì)加1分 } if(Key4==0 && sum1>=1) //減分按鍵按下并且中得分不得少于1分 { delay(1); //延時(shí)去抖動(dòng) sum1=sum1-1; //A隊(duì)減1分 } q=0;

55、 // A隊(duì)分值的千位默認(rèn)為0 b=sum/100; //求出A隊(duì)分值的百位 s=sum/10-b*10; //求出A隊(duì)分值的十位 g=sum%10; //求出A隊(duì)分值的個(gè)位 q1=0; // B隊(duì)分值的千位默認(rèn)為0 b1=sum1/100; //求出B隊(duì)分值的百位 s1=sum1/10-b1*10;

56、 //求出B隊(duì)分值的十位 g1=sum1%10; //求出B隊(duì)分值的個(gè)位 } （四）鳴笛器設(shè)計(jì) 聲音的頻率范圍約在幾十到幾千赫茲，利用程序來(lái)控制單片機(jī)的P1.4口線的“高”電平或者“低”電平，在該口線上產(chǎn)生一定頻率的矩形波，街上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，通過(guò)延時(shí)程序控制“高”、“低”電平的持續(xù)時(shí)間，就能改變輸出頻率，從而改變音調(diào)。 要使喇叭出聲，就要給P1.4引腳上不同頻率的電平信號(hào)，如果我們要想喇叭發(fā)出“嘀——嗒”、“嘀——嗒”的鳴笛聲，只要給P1.4腳的高低電平延時(shí)不同即可。當(dāng)P3.2腳上的按鍵按下，就開(kāi)始鳴笛，鳴笛的長(zhǎng)短

57、用循環(huán)值控制。判斷鳴笛按鍵是否按下即P2.3腳上有沒(méi)有低電平，當(dāng)鍵按下，就鳴笛。本程序用void sound（void）來(lái)處理鳴笛。 嵌入式籃球計(jì)分屏鳴笛報(bào)警的部分實(shí)現(xiàn)程序如下： /***********************鳴笛處理***********************/ void sound(void) interrupt 0 using 0 //外部中斷0（），用工作寄存器組0 { uchar i,j; if(Int_key==0) //判斷鳴笛鍵是否按下，有按下就鳴笛 { for(i=0;i<8;i++)

58、 //控制一種發(fā)音的時(shí)間 { for(j=0;j<250;j++) //控制發(fā)音的頻率，延時(shí)長(zhǎng)，頻率低些，音低 { music=~music; //取反 delay1(1); } //延時(shí)去抖動(dòng) } for(i=0;i<16;i++) //控制另一種發(fā)音的時(shí)間 { for(j=0;j<250;j++) //控制發(fā)音的頻率，延時(shí)短，頻率高些，音高 { music=~music; //取反 delay(1); } //

59、延時(shí)去抖動(dòng) } } else music=0; //喇叭不響 } 本節(jié)對(duì)嵌入式籃球計(jì)分屏的軟件部分進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)并詳細(xì)介紹了本次設(shè)計(jì)所涉及到的原理，包括單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)原理和聲音的產(chǎn)生原理，單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)功能可以實(shí)現(xiàn)比賽雙方的計(jì)分和計(jì)時(shí)功能，利用發(fā)音原理可以實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的鳴笛警示功能。 4 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析 在數(shù)碼管模塊的設(shè)計(jì)時(shí)我們組忽略了P0口接負(fù)載是需要有上拉電阻來(lái)提高I/O口帶負(fù)載的能力，以至于所有數(shù)碼管均不工作，在老師的幫助下我們及時(shí)的加入上拉電阻，使數(shù)碼管工作，在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們應(yīng)用了一個(gè)譯碼器來(lái)對(duì)單片機(jī)的I/O口進(jìn)行擴(kuò)

60、展。在軟件調(diào)試部分我們的數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)部分總是不能正常工作，倒計(jì)時(shí)總是正著計(jì)時(shí)，我們組通過(guò)討論對(duì)送顯的數(shù)字個(gè)位進(jìn)行取余操作才使數(shù)碼管正常工作。在按鍵環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)中我組只注重了硬件防抖而沒(méi)有在軟件部分進(jìn)行操作致使設(shè)計(jì)的系統(tǒng)很不穩(wěn)定，在老師的幫助下我組又隊(duì)軟件部分進(jìn)行防抖和延時(shí)操作，這樣才使得系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行。 圖4-1 計(jì)分模塊仿真原理圖 圖4-2 比分互換模塊仿真原理圖 圖4-3 計(jì)時(shí)器模塊仿真原理圖 圖4-4 蜂鳴器模塊仿真原理圖 5 結(jié)論 本設(shè)計(jì)對(duì)嵌入式籃球計(jì)分屏的軟件部分和硬件部分進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)并詳細(xì)介紹了本次設(shè)計(jì)所涉及到的原理，包括單

61、片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)原理和聲音的產(chǎn)生原理，單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)功能可以實(shí)現(xiàn)比賽雙方的計(jì)分和計(jì)時(shí)功能，利用發(fā)音原理可以實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的鳴笛警示功能。通過(guò)以上的敘述本次設(shè)計(jì)的核心部分基本完成。在本次設(shè)計(jì)中我組學(xué)到了很多，同時(shí)也看到了自身的不足，我們不能很好的把學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中，在實(shí)踐過(guò)程中遇到問(wèn)題不知如何解決，缺乏自學(xué)能力等各種不足。在本次設(shè)計(jì)中我們學(xué)到了好多，對(duì)單片機(jī)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，對(duì)所學(xué)過(guò)的C語(yǔ)言數(shù)字電子和模擬電子作了很好的復(fù)習(xí)工作。在今后的學(xué)習(xí)過(guò)程中我組應(yīng)更加注重理論聯(lián)系實(shí)際。更好的把所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到生活實(shí)踐中。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不可避免地遇到了很多問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己掌握的知識(shí)很

62、多都是一知半解，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及動(dòng)手能力也比較薄弱，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高，不管是在程序設(shè)計(jì)階段還是在仿真調(diào)試階段都出現(xiàn)了很多錯(cuò)誤。我覺(jué)得以前不夠努力，不夠?qū)Ｐ?，才?huì)有“書(shū)到用時(shí)方恨少”的體會(huì)，經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多知識(shí)，同時(shí)也端正了自己的學(xué)習(xí)態(tài)度。我曾經(jīng)因?yàn)閷?duì)單片機(jī)的了解不是很多，因?yàn)閷?shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，對(duì)此次設(shè)計(jì)沒(méi)有半點(diǎn)信心，但也曾因?yàn)榉抡娉晒Χ鵁崆楦邼q。我想，生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見(jiàn)證著收獲，勞動(dòng)是人類(lèi)生存永恒不變的話題。平心而論，這次設(shè)計(jì)花了我很多時(shí)間，耗費(fèi)了很多心血，甚至有過(guò)恐慌，做不出來(lái)怎么辦。雖然很辛苦，但是學(xué)到了很多，我覺(jué)得很值。這是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可

63、少的過(guò)程，“實(shí)踐出真知”，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到只有理論聯(lián)系實(shí)際，多學(xué)習(xí)新知識(shí)，鞏固舊知識(shí)，溫故而知新。 參考文獻(xiàn)： [1]王守中．51單片機(jī)開(kāi)發(fā)入門(mén)與典型實(shí)例〔M〕．北京∶黃炎，2007∶68-126 [2]徐愛(ài)鈞.單片機(jī)原理實(shí)用教程[M]. 第二版．北京∶索蓉霞，2011∶3-168 [3]蔡明文.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)[M]. ．北京∶余文君，2007∶2-120 [4]籃何慧.電子競(jìng)賽單片機(jī)用用精講[M]. ．北京∶萬(wàn)隆，2009∶16-35 [5]宏晶科技.AT89C51D單片機(jī)用戶(hù)手冊(cè) [6]谷樹(shù)忠.protel2004實(shí)用教程

64、[M]．北京∶曲鑫，2012∶30-275 附錄一：protel原理圖 圖F1-1 protel原理圖 附錄二：protel PCB板圖 圖F2-1 protel PCB板圖 附錄三：protues電路圖 圖F3-1 protues電路圖 圖F3-2 protues原理仿真圖 附錄四：程序源代碼 系統(tǒng)完整源程序代碼 #include #define uchar unsigned char #define uint un

65、signed int void delay(uchar x); //延時(shí)（時(shí)間較短） void delay1(uchar x); //延時(shí)（時(shí)間較長(zhǎng)） void Js_Jf_Scan(void); //數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示函數(shù) void Key_if(void); //A、B兩隊(duì)分值處理函數(shù) void Js_50ms(void); //定時(shí)50ms中斷函數(shù) void Key_Y(void); //預(yù)置時(shí)間函數(shù) void Ptime(uchar); //時(shí)間處理函數(shù) void

66、sound(void); //鳴笛警示函數(shù) sbit CL1=P2^0; //B隊(duì)4位計(jì)分?jǐn)?shù)碼管位控線 sbit CL2=P2^1; sbit CL3=P2^2; sbit CL4=P2^3; sbit KL1=P2^4; // A隊(duì)4位計(jì)分?jǐn)?shù)碼管位控線 sbit KL2=P2^5; sbit KL3=P2^6; sbit KL4=P2^7; sbit S1=P1^3; //驅(qū)動(dòng)4位計(jì)時(shí)數(shù)碼管位控線 sbit S2=P1^2; sbit S3=P1^1; sbit S4=P1^0; sbit YK1=P1^6; //預(yù)置分鐘的十位 sbit YK2=P1^7; //預(yù)置分鐘的個(gè)位 sbit music=P1^4; //P1.4接喇叭，發(fā)聲，鳴笛 sbit Key1=P3^0; //B隊(duì)加分鍵 sbit Key2=P3^1; //B隊(duì)減分鍵 sbit Key3=