標題: 籃球賽電子計時記分牌單片機課程設(shè)計說明書下載(word格式) [打印本頁]
作者: 長通杯    時間: 2018-4-9 20:03
標題: 籃球賽電子計時記分牌單片機課程設(shè)計說明書下載(word格式)
籃球賽電子記分牌
摘要：籃球賽電子計時記分牌是根據(jù)籃球比賽特點設(shè)計的獨立的信息采集、分配、評判和顯示的系統(tǒng)，能實現(xiàn)比賽時間和分數(shù)的實時、準確、快捷處理和呈現(xiàn)。本設(shè)計原理簡單，主要采用AT89C51單片機作為微控制器，集合控制器、lCD液晶顯示和報警，控制器控制記分牌的工作狀態(tài)，通過lCD液晶顯示和報警來反饋信息。本設(shè)計在充分考慮了籃球比賽的實際情況基礎(chǔ)上設(shè)計，具有友好的人機交互接口，并且可以防止人為誤操作造成的不良后果，具有一定的實用性。
目錄
1緒論
1.1課題背景及研究意義
1.2設(shè)計任務(wù)與要求
1.3 單片機在體育賽事計分的應(yīng)用
1.4方案設(shè)計說明
2系統(tǒng)概述
2.1顯示模塊
2.2 按鍵控制模塊
2.3 報警模式
2.4 總體硬件組成框圖
3系統(tǒng)硬件設(shè)計
3.1 主控電路設(shè)計
3.2  LCD1602顯示模塊的硬件設(shè)計
3.2 按鍵控制模塊
3.3 蜂鳴器報警模塊的硬件設(shè)計
4 軟件控制系統(tǒng)
4.1主程序設(shè)計
4.2仿真結(jié)果
5 結(jié)論
參考文獻
附錄1：
附錄2：
1緒論1.1課題背景及研究意義
目前球場記分牌在傳統(tǒng)操作模式下，采用記分員手動翻動記分牌記分，工作方式單一。由于種種弊端，電子記分板已經(jīng)開始在一些大型的體育場流行起來，不僅發(fā)展速度迅猛并會逐漸取代傳統(tǒng)的電子記分牌。電子記分板根據(jù)籃球比賽的特點，采用單片機為核心控制LED數(shù)碼管，具有亮度高、可視性好、功耗小、使用壽命長等優(yōu)點；具有性能穩(wěn)定，尺寸適中，運輸安裝方式靈活，物美價廉等特點，特別適用于小型籃球體育館和露天運動場。
1.2設(shè)計任務(wù)與要求
 設(shè)計題目：籃球賽電子記分牌  
   設(shè)計要求：  
（1）分別設(shè)計籃球比賽甲乙兩個隊的記分牌；
（2）能實現(xiàn)兩張記分牌的切換；
（3）能按照籃球賽記分規(guī)則記分并顯示；
（4）將原有的一個指示燈基礎(chǔ)上進一步改進為兩個指示燈，作分別指示。
1.3 單片機在體育賽事計分的應(yīng)用
傳統(tǒng)的籃球比賽計分是由工作人員人工翻動記分牌實現(xiàn)的，而比賽的時間則由工作人員計表控制。由于人為因素，人工操作的比賽計分板難免會出現(xiàn)誤差。而作為微型控制系統(tǒng)的單片機具有集成度高，功能強，通用性好，特別是它具有體積小，重量輕，能耗低，價格便宜，可靠性高，抗干擾能力強和使用方便等獨特的優(yōu)點，使單片機迅速得到了推廣應(yīng)用，目前已經(jīng)成為測量控制應(yīng)用系統(tǒng)中的
優(yōu)選機種和新電子產(chǎn)品的關(guān)鍵部位。]
3[因此單片機在體育比賽記分牌的應(yīng)用也成
為了一種不可避免的趨勢。
1.4方案設(shè)計說明
設(shè)計方案之前，得先分解設(shè)計任務(wù)。本次的設(shè)計任務(wù)是籃球記分牌，據(jù)常識，籃球記分牌應(yīng)有分別給兩隊加分，暫停，顯示屏既要顯示時間又要顯示分數(shù)。在進行設(shè)計之前，應(yīng)自己提出幾個問題，待問題回答之后�；竟Α⒌脑O(shè)計方案就出來了。在設(shè)計之前我提出了一下幾個問題：
a：硬件部分如何控制給A對B對加分，如何控制時間與分數(shù)的顯示？場地交換的時候又是如何實現(xiàn)分數(shù)顯示交換的？應(yīng)該如何連接硬件，在硬件上設(shè)置控制端，控制端與單片機各引腳之間的連，如何選擇？
  b：單片機只有一個CPU，如何實現(xiàn)即要掃描按鍵，又要顯示比分，顯示時間。數(shù)碼管工作的本質(zhì)是將要顯示的數(shù)據(jù)的字型碼送給他，如何采集到變化的分數(shù)和時間并送給數(shù)碼管。用查表嗎？
c：分數(shù)時間顯示都應(yīng)該有對應(yīng)的液晶顯示，如何控制液晶顯示，使時間和分數(shù)都顯示在相對應(yīng)的液晶顯示屏上？加分與倒計時在程序中最本質(zhì)的東西是什么，如何用程序來說明這樣的事件，各事件之間又是如何聯(lián)系的。
雖然這些問題看似很普通，似乎在設(shè)計過程中都要面對這樣的問題，何不事先就解決這些問題呢，在逐一回答這些問題的同時，該任務(wù)的設(shè)計方案已見雛形。以下就是該方案的詳細內(nèi)容以及我問題的答案。
  
2系統(tǒng)概述
本系統(tǒng)采用單片機AT89C51為控制核心，系統(tǒng)主要包括顯示模塊、按鍵控制模塊、報警模塊等；
2.1顯示模塊
方案一：采用七段碼數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的一極接到一起形成公共極，因此數(shù)碼管有共陰共陽之分。以共陽數(shù)碼管為例，共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極接到+5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。因此每個數(shù)碼管有9個接口。數(shù)碼管的驅(qū)動方式有靜態(tài)掃描和動態(tài)掃描兩種形式。靜態(tài)掃描編程簡單，但電路復(fù)雜；動態(tài)掃描變成復(fù)雜，而且還需要使用其他芯片。
方案二：采用1602液晶顯示。液晶的物理特性是：當通電時導(dǎo)通，排列變得有秩序，是光線容易通過，不通電時排列混亂，阻止光線通過。相比于數(shù)碼管，LCD1602不僅可以顯示的圖形符號更豐富，而且具有輕薄、無輻射等優(yōu)點。
比較以上兩種方案，系統(tǒng)設(shè)計中采用方案二。

2.2 按鍵控制模塊
方案一：采用矩陣鍵盤。矩陣鍵盤的長各分接口分別于單片機的I/O口連接，可以通過連接數(shù)量較少的I/O口，擴展出多個按鍵。但其缺點是電路更復(fù)雜，編程更麻煩。
方案二：采用獨立按鍵。每個獨立按鍵與單片機I/O連接，雖然不能節(jié)省I/O口，但電路簡單、編程容易
比較以上兩種方案，由于本系統(tǒng)只需要4個按鍵，因此選者方案二。
2.3 報警模式
   報警模塊中，信號由單片機輸出經(jīng)PNP型三極管放大后進入蜂鳴器發(fā)出聲響進行比賽時間的提示功能。
2.4 總體硬件組成框圖
圖1-1 系統(tǒng)基本方框圖
3系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 主控電路設(shè)計
AT89S51為 ATMEL 所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，在本系統(tǒng)中，AT89S51單片機內(nèi)部的功能單元已經(jīng)能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計需要，不需要系統(tǒng)擴展。
AT89S51具有以下的特點:
3.2  LCD1602顯示模塊的硬件設(shè)計
1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊它有若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊
圖1-2液晶顯示模塊電路
其中A代表的是甲隊記分牌、B代表乙隊記分牌
3.2 按鍵控制模塊
    按鍵控制模塊采用4個獨立按鍵，K1、K2、K3、K4分別于單片機的P1^0、P1^1
P1^2、P1^3連接，每個按鍵的另一端直接與地相連接，因此是低電平有效。其中K1、K2、K3、K4表示暫停、刷新24秒、A加1分、B加1分
圖1-3按鍵控制模塊電路圖
3.3 蜂鳴器報警模塊的硬件設(shè)計
蜂鳴器報警模塊由一個蜂鳴器和一個PNP型的三極管組成，接單片機的P2^7
圖1-4報警模塊模塊電路圖
4 軟件控制系統(tǒng)4.1主程序設(shè)計
本系統(tǒng)中單片機的主要功能就是利用內(nèi)部的定時器計時，并隨時接受控制模塊的信息，將比賽的得分和剩余時間顯示在1602液晶上。
程序流程圖：
圖1-5程序流程圖
4.2仿真結(jié)果
1.如圖4-3所示。點擊K3表示給A加分
按下K4表示給B加分
5 結(jié)論
這一次的課程設(shè)計，我的課題是《籃球賽電子計時記分牌》。由于這一系統(tǒng)包含單片機基礎(chǔ)、數(shù)碼管動態(tài)顯示、矩陣鍵盤掃描、定時器和中斷等知識體系，涉及面較廣，通過這一課程設(shè)計，可以更好地檢測和鞏固學(xué)到的知識，加深自己對電子世界的認識。
在本次的設(shè)計中，針對每一個模塊都曾有好幾個方案，在反復(fù)比較論證之后，才得出最佳方案并應(yīng)用于系統(tǒng)。在各個模塊的設(shè)計中，我除了得到了正確的結(jié)果之外，更多的是面對錯誤和失敗，而這些錯誤大多數(shù)是由于自己對該部分電路原理掌握的不夠透徹而造成的。通過查閱資料，連接、調(diào)試電路和程序，我得出了一下幾條心得體會，以后在設(shè)計過程中可以借鑒：
在Proteus里，電路狀態(tài)不正常且不易發(fā)現(xiàn)問題時，使用電流計和電壓計可直觀檢測電路動態(tài)變化，這也是Proteus里非常好用的一個功能；


附錄1：
仿真效果圖
PBC效果
三維效果圖
附錄2：

單片機源程序如下:
  1. #include<reg52.h>
  2. #define uchar unsigned char
  3.   #define uint unsigned int
  4.    uchar code tab1[]="A :";
  5.     uchar code tab2[]="B";
  6.               uchar code tab3[]="   GAME  OVER   ";  //比賽結(jié)束時顯示
  7.                 uchar code tab4[]="   A     B      ";  //比賽結(jié)束時顯示
  8.                  sbit lcden=P2^2;
  9.                   sbit lcdrw=P2^1;   //1602液晶的3個端口
  10.                             sbit lcdrs=P2^0;
  11.                             sbit key1=P1^0;   
  12.                             sbit key2=P1^1;       //四個按鍵
  13.                             sbit key3=P1^2;
  14.                             sbit key4=P1^3;
  15.                             sbit Bell=P2^7;   //蜂鳴器
  16.                             uint keyflag,flag;       //標志位
  17.                             uchar i,num,count;
  18.                               uchar sec,min,miao;
  19.                                uchar Ascore,Bscore;     //兩隊得分
  20.                                 /*******************液晶函數(shù)****************************/
  21.                                           void delay(uint z)       //液晶延時函數(shù)
  22.                                           {  uint x,y;
  23.                                           for(x=z;x>0;x--)
  24.                                             for(y=110;y>0;y--);
  25.                                              }
  26.                                              void write_com(uchar com)     //命令子函數(shù)
  27.                                                {  lcdrs=0;                 //接受指令
  28.                                                            P0=com;                //給P0口送指令碼
  29.                                                            delay(5);
  30.                                                             lcden=1;                //E變?yōu)楦唠娖?br />
  31.                                                                       delay(5);                //在此延遲期間，將指令送入
  32.                                                                          lcden=0;                //E變?yōu)榈碗娖�，高脈沖結(jié)束
  33.                                                                          }
  34.                                           void write_dat(uchar date)  //數(shù)據(jù)子函數(shù)data
  35.                                                                                        {
  36.                                                                                        lcdrs=1;                //接受數(shù)據(jù)
  37.                                                                                         P0=date;                //給P0口送數(shù)據(jù)
  38.                                                                                                   delay(5);
  39.                                                                                                   lcden=1;                //E變?yōu)楦唠娖?br />
  40.                                                                                                   delay(5);                //在此延遲期間，將數(shù)據(jù)送入
  41.                                                                                                     lcden=0;                //E變?yōu)榈碗娖剑呙}沖結(jié)束
  42.                                                                                                      }
  43. void write_time(uchar add,uchar date)    //寫入時間函數(shù)
  44. {
  45. uchar shi,ge;
  46. shi=date/10;
  47. ge=date%10;
  48. write_com(0x80+add);
  49.    write_dat(0x30+shi);
  50.      write_dat(0x30+ge);
  51.                 }
  52. void write_miao(uchar add,uchar date)    //寫入24秒函數(shù)
  53. {
  54. uchar shi,ge;
  55. shi=date/10;
  56. ge=date%10;
  57.   write_com(0x80+0x40+add);
  58.     write_dat(0x30+shi);
  59.               write_dat(0x30+ge);
  60.               }
  61. void write_Ascore(uchar add,uchar date)    //寫入A隊得分函數(shù)
  62. {
  63. uchar bai,shi,ge;
  64.   bai=date/100;
  65.    shi=date/10%10;
  66.     ge=date%10;
  67.               write_com(0x80+add);
  68.                 write_dat(0x30+bai);
  69.                 write_dat(0x30+shi);
  70.                  write_dat(0x30+ge);
  71.                  }
  72.                  void write_Bscore(uchar add,uchar date)    //寫入B隊得分函數(shù)
  73.                   {
  74.                             uchar bai,shi,ge;
  75.                               bai=date/100;
  76.                                shi=date/10%10;
  77.                                ge=date%10;
  78.                                 write_com(0x80+0x40+add);
  79.                                           write_dat(0x30+bai);
  80.                                           write_dat(0x30+shi);
  81.                                             write_dat(0x30+ge);
  82.                                              }
  83. void write_score(uchar add,uchar date)    //比賽結(jié)束寫入得分函數(shù)
  84. {  uchar bai,shi,ge;
  85. bai=date/100;
  86. shi=date/10%10;
  87. ge=date%10;
  88.   write_com(0x80+0x40+add);
  89.    write_dat(0x30+bai);
  90.     write_dat(0x30+shi);
  91.               write_dat(0x30+ge);
  92.               }
  93.               void delay_Bell(uint z)   //蜂鳴器延時函數(shù)
  94.               {
  95.               uint x,y;  for(x=z;x>0;x--)  for(y=255;y>0;y--);
  96.               }
  97.               void init() //初始化函數(shù)
  98.                 {
  99.                  Bell=1;
  100.                   keyflag=0;
  101.                             flag=0;
  102.                             min=12;
  103.                             sec=0;
  104.                             miao=25;
  105.                               Ascore=0;
  106.                               Bscore=0;
  107.                               lcdrw=0;
  108.                                lcden=0;       //E的初始值為低電平，后面的程序給高電平從而滿足E為高脈沖
  109.                                 write_com(0x38);    //寫入顯示模式指令
  110.                                           write_com(0x0e);    //顯示是否打開以及光標的設(shè)置
  111.                                           write_com(0x06);    //地址指針的加減和整屏是否移動
  112.                                             write_com(0x01);    //清屏指令
  113.                                              write_com(0x80+0x00);      //顯示字符的初始位置
  114.                                               for(num=0;num<16;num++)
  115.                                                         { write_dat(tab1[num]); }
  116.                                                           write_com(0x80+0x40);      //起始地址為53，將字符調(diào)到了第二行
  117.                                                           for(num=0;num<2;num++)
  118.                                                           { write_dat(tab2[num]); }
  119.                                                            write_Ascore(2,Ascore);
  120.                                                            write_Bscore(2,Bscore);
  121.                                                             TMOD=0x01;
  122.                                                                       TH0=(65536-50000)/256;
  123.                                                                         TL0=(65536-50000)%256;
  124.                                                                          EA=1; ET0=1;
  125.                                                                            TR0=1;  //開定時器
  126.                                                                                       }
  127. void keyscan()   //按鍵函數(shù)
  128. {  if(key1==0)  
  129. {   delay(10);
  130.    if(key1==0)  
  131.    { keyflag++;   //鍵一按下，標志位加一
  132.      while(!key1);  
  133.                 if(keyflag==1)     
  134.                  { TR0=0; }  //關(guān)中斷     
  135.                   if(keyflag==2)   
  136.                             { TR0=1; keyflag=0;
  137.                             }  
  138.                               }
  139.                                }
  140.                                 if(key2==0)    //刷新24秒
  141.                                           {   delay(5);
  142.                                           if(key2==0)
  143.                                             { while(!key2);
  144.                                             miao=25;
  145.                                             }
  146.                                              }
  147.                                               if(key3==0)
  148.                                                         {   delay(5);
  149.                                                           if(key3==0)  
  150.                                                           { while(!key3);  
  151.                                                             Ascore++; write_Ascore(2,Ascore);
  152.                                                                       } //寫入A隊得分  
  153.                                                                       }
  154.                                                                         if(key4==0)  
  155.                                                                         {   delay(5);
  156.                                                                           if(key4==0)
  157.                                                                                     {
  158.                                                                                     while(!key4);  
  159.                                                                                       Bscore++; write_Bscore(2,Bscore);
  160.                                                                                         } //寫入B隊得分
  161.                                                                                        }
  162.                                                                                        }
  163. void main()
  164. {
  165. init();
  166. while(1)
  167. {
  168.   keyscan();
  169.    if(flag==0)
  170.      {
  171.                  write_com(0x80+0x40+7);  //寫入第一節(jié) FIR
  172.                     write_dat('F');
  173.                                 write_dat('I');
  174.                                              write_dat('R');
  175.                                                }
  176.               if(flag==1)
  177.               {
  178.                  write_com(0x80+0x40+7);  //寫入第二節(jié) SEC  
  179.                   write_dat('S');   
  180.                               write_dat('E');  
  181.                                write_dat('C');
  182.                                  }

  184. if(flag==2)
  185. {  
  186.   write_com(0x80+0x40+7);  //寫入第三節(jié) THR
  187.     write_dat('T');  
  188.               write_dat('H');  
  189.                 write_dat('R');
  190.                    }
  191. if(flag==3)
  192. {  
  193.   write_com(0x80+0x40+7);  //寫入第四節(jié) FOU
  194.      write_dat('F');  
  195.                 write_dat('O');
  196.                    write_dat('U');
  197.                               }
  198. if(flag==4)  //比賽結(jié)束顯示”GAME OVER“和兩隊比分
  199. {   

  201.   TR0=0;
  202.     write_com(0x80);
  203.                 for(i=0;i<16;i++)
  204.                   {   
  205.                             write_dat(tab3[i]);  //"GAME OVER"字符串數(shù)組
  206.                                 }
  207.                                             write_com(0x80+0x40);  //起始地址為53，將字符調(diào)到了第二行
  208.                                               for(i=0;i<16;i++)  
  209.                                                         {  
  210.                                                            write_dat(tab4[i]);
  211.                                                                  }

  213. write_score(5,Ascore);   //比賽結(jié)束寫入兩隊比分
  214.    write_score(11,Bscore);  
  215.     }   
  216.               if(miao>=4&&miao<=5)  //若只剩5秒，蜂鳴器響1秒
  217.               { Bell=0; delay_Bell(510);
  218.               Bell=1; delay_Bell(510);
  219.               }
  220.               }
  221.                 }
  222.                  void timer0() interrupt 1     //定時器
  223.                  {
  224.                  TH0=(65536-50000)/256;
  225. ……………………

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