单片机篮球计时.doc

摘 要 随着单片机在各个领域的广泛应用，许多用单片机作控制的球赛计时器也应运而生，如用单片机控制LCD液晶显示器的计时器，用单片机控制LED七段显示器的计时器等等。 本次设计的篮球计时系统以AT89C51单片机为核心元件，利用它内部的计数器T0完成比赛的计时，通过七段共阴极LED来显示比分和时间。计时部分采用CD4511（七段BCD码译码器）进行硬件译码；计分部分采用CD4094（8位移位存贮总线寄存器）进行串行口扩展显示器接口，并利用74LS21（双四输入与门）来实现比分的刷新功能。报警部分采用蜂鸣器为音响器件。本系统具有赛事时间设置、赛事时间启/停设置、24s倒计时控制；比分刷新控制；报警等功能。且造价低廉、操作简单、携带方便，适合于学校或小团体作为赛程计时工具。 关键词 篮球计时系统 七段共阴LED数码管 AT89C51目 录 1 绪论 1 1.1 选题背景和意义 1 1.2 选题目的 1 2 总体设计方案 2 2.1 系统的构成框图 2 3 各部分功能介绍 4 3.1 赛程时间设置 4 3.2 赛程时间启动/停止设置 4 3.3 24s显示控制 4 3.4 计时显示 5 3.5 计时结束后报警 5 4 硬件部分的设计 6 4.1 单片机简介 6 4.2 单片机最小系统 7 4.3 计时电路 8 5 软件设计 11 5.1 编程设置及总流程框图 11 5.2 计时部分模块流程 12 5.3 系统调试 12 总 结 14 参考文献 15 附录 16 1 绪论 1.1 选题背景和意义 篮球比赛在中国越来越受到人们的关注，同时也被更多的青少年所喜爱。本设计除了具有赛程时间计时、调整及暂停和比赛计分的功能，还具有24s倒计时的功能。且造价低廉、操作方便且便于携带，适合于学校和小团体作为比赛赛程的计时工具。从另一方面说，本设计方便了人们比赛时的计时工作，在某种程度上也促进了篮球赛的开展，既有利于发展篮球这项体育运动，又有利于增强人们的体质。另外参与篮球运动的人多了，也利于篮球运动员的选拔，对我们国家的篮球事业也具有促进作用。 1.2 选题目的 通过设计过程，培养学生分析解决实际问题的能力，使学生对单片机工作原理有更加系统和更深层次的认识，提高单片机系统软硬件设计能力。同时通过设计练习，使学生初步掌握电子系统的设计步骤和设计方法，提高电子技术理论和技能的综合应用水平。 2 总体设计方案 2.1 系统的构成框图 基于单片机的篮球比赛计时系统的构成框图如图2-1所示 图2-1 篮球比赛计时系统构成框图 本系统采用AT89C51作为设计的核心元件，利用七段共阴LED数码管作为显示器件。其中，计分电路中共接入6个七段共阴LED数码管用于显示比赛两队的分数，每队3个数码管，显示范围0～999分。比分是通过按键来人工控制加分，为了避免人工操作时的失误错加分，故增加了两个用于减分的按键。比分显示时采用静态显示，即6个LED数码管在同一瞬间可以显示不同的字符。计时电路中共接6个LED数码管，其中4个用于显示赛程时间，即2个显示分钟，2个显示秒钟。赛程采用倒计时方式，即比赛前将时间设置好，比赛开始时启动计时，直至计时到零为止，比赛暂停时停止计时，比赛重新开始时计时继续，计时范围0～99分钟。另外两个数码管用于显示24秒计时，即采用倒计时，比赛开始启动计时，计时到零或控球发生改变时重新计时开始由24s倒计时，如此循环，直至比赛结束。当有暂停同样停止计时，重新开始时继续计时。 最后，设计中还有定时报警系统，即赛程时间结束或24s结束时，立即通过蜂鸣器发出报警声提示。 3 各部分功能介绍 3.1 赛程时间设置 通过按键K5、K6来设置赛程时间。篮球比赛的一节时间为12分钟，通过按K5按键，使LED数码管1显示“1”即可。在按K6按键，设置比赛时间的个位数，即使数码管2显示“2”。 当比赛结束时，如果由于一些特殊原因要增加比赛时间，这时比赛时间的调整同样由K5、K6按键来设置，且方法和上面一样。但一般情况下只需按下K6来设置即可。因为加赛时间通常只有几分钟。 3.2 赛程时间启动/停止设置 当时间设置好之后，比如每节时间为12分钟，则数码管1～4上分别显示1200，即12表示时间，00表示秒钟。这时，如果裁判吹响开始哨声，则立即按下K7按键，即比赛开始，计时显示由1200变为1159、1158……一直到0000时为止，即表示比赛结束。 在比赛过程中，遇到换人。暂停等时按下K7按键时间停止计时，数码管上的数值保持不变。当比赛继续进行时，应立即按下K7按键，继续进行计时。 3.3 24s显示控制 24s值在程序中设置，由数码管5、6来显示，即数码管5、6显示24.比赛开始时按下K7按键24s随赛程时间一起计时，即计时显示由24变成23、22、21…