基于单片机的篮球计分器设计详解.doc

摘 要 　随着电子科技、信息通信技术的快速发展，嵌入式单片机应用越来越广泛。在HMOS技术大发展的背景下，Intel公司在MCS-48系列的基础上，于1980年推出了8位MCS-51系列单片机。它与以前的机型相比，功能增强了许多，就其指令和运行速度而言，超过了INTEL8085的CPU和Z80的CPU，成为工业控制系统中较为理想的机种。较早的MCS-51典型时钟为12MHz，而目前与MCS-51单片机兼容的一些单片机的时钟频率达到40MHz甚至更高，现在已有400MHz的单片机问世。 　篮球记分器是一种得分记录工具，由多种电子设备组成。以单片机为核心的篮球记分器造价便宜，使用简单，体积小等特点。 第1章 绪论 　1.1 单片机简述 　 　单片机就是在一块半导体硅片上集成了微处理器（cpu），存储器（RAM,ROM,EPROM）和各种输入、输出接口（定时器/计数器，并行I/O接口，串行口，A/D转换器以及脉宽调制器PWM等），这样一块集成电路芯片具有一台计算机的属性，因此被称为单片微型计算机，简称单片机。 　单片机主要应用于测控领域，用以实现各种测试和控制功能。为了强调其控制属性，在国际上，多把单片机称为微控制器MCU（MicroController Unit）。单片机自20世纪70年代问世以来，以极其高的性价比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。例如，80C51系列单片机已有十多年的生命期，如今仍保持着上升的趋势，就充分证明了这一点。单片机以其一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统，数据采集系统、智能化仪器仪表，及通讯设备、日常消费类产品、玩具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各层次中，如车间流水线控制、自动化系统等、智能型家用电器等。而美国ATMEL公司开发生产了新型的8位单片机——AT89系列单片机。他不但具有一般MCS-51单片机的所有特性，而且还拥有一些独特的优点，此次设计中所用到的AT89C51就是其中典型的代表。 　1.2 设计意义 　 　单片机的应用是具有高度现实意义的。单片机极高的可靠性，微型性和智能性（我们只要编写不同的程序后就能够完成不同的控制工作），单片机已成为工业控制领域中普遍采用的智能化控制工具，已经深深地渗入到我们的日常生活当中。通过此次基于单片机设计的篮球计时计分系统，我们可以更清楚详细的了解单片机程序设计的基本指令功能、编程步骤和技巧来讲述单片机编程，并对MCS-51单片机的结构和原理进行讲述，以及基于单片机开发应用的相关芯片的工作原理，并且可以在将来的工作和学习中加以应用。 第二章 系统原理的设计 　 　2.1系统设计方案 　 　篮球计分系统主要由：复位电路、晶振电路、数码管显示电路、LED灯指示输赢电路、甲乙加分电路等部分电路组成。 　 　2.2系统的组成框图 　 　为了实现原理图的设计目标，同时结合自己获取的各种资料以及要达到的具体功能，所确定的组成框图见图3.1.1。 组成框图的组成说明 图2.1.1：系统原理框图 组成框图的组成及其功能说明 LED能够显示比赛成绩和比赛时间，并且能够显示调整后的比赛成绩和时间 控制按钮由两队的加分按钮组成、以中场中止按钮组成。 暂停比赛时间 第三章 硬件部分的设计 3.1 单片机接口电路 图3.1.1 单片机接口电路见图3.1.1，其电路分析如下： 1）复位电路 复位是指单片机的CPU或系统中其它的部件处于某一确定的初试状态，并从这一状态开始工作。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或是操作错误使系统处于锁死状态，为摆脱困境，需要进行按键复位。 通常单片机的复位操作有上电复位、信号复位、运行监视复位，运行监视复位有程序运行监视和电源监视。 上电复位 ：上电复位是指单片机上电是的复位操作，保证单片机上电后立即进入规定的复位状态。 信号复位 ：信号复位是指单片机在正常供电的情况下，在复位引脚端加以复位信号。根据不同情况有按键操作复位、唤醒复位、控制复位等。 系统运行监视复位：系统运行监视复位是指系统出现非正常情况下时的复位操作，通常有电源监视复位和程序监视复位。电源监视复位是指在电源下降到一定电平状态或未达到额定电平要求时的系统复位；程序运行监视复位是指程序运行时常时的系统复位。在本设计中，则是采用上电复位，复位电路见图2，原理是当电源接通后，上电瞬间RESET引脚获取高电平，该高电平需要电容充电来维持，当高电平维持在两个机械周期以上则单片机能被复位。一般为了能够可靠复位，复位时间一般在10ms以上，对于振荡频率为12MHZ的复位电路，典型RC系数为