比賽計分器設(shè)計說明書指導(dǎo)老師：指導(dǎo)學(xué)長：學(xué)院：機械工程學(xué)院班級：姓名：學(xué)號：負責(zé)任務(wù)：2011年7月6日一、任務(wù)說明設(shè)計要求：設(shè)計一個甲，乙兩隊用的比賽計分器，要求實現(xiàn)以下功能：給甲，乙兩隊分別設(shè)置1個加分按鈕，按一下能分別實現(xiàn)加一分；給甲，乙兩隊分別設(shè)置1個減分按鈕，按一下能分別實現(xiàn)減一分；設(shè)置一個清零按鈕，按一下能實現(xiàn)清零；設(shè)置預(yù)置分按鈕；設(shè)置一個加減一分、兩分和三分的切換按鈕。二、方案論證單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。我們都知道，設(shè)計系統(tǒng)的關(guān)鍵是思路，而系統(tǒng)通常又由各個模塊所組成，所以必須先把所要設(shè)計系統(tǒng)模塊化，再把各個模塊組合在一起，實現(xiàn)一個完整的系統(tǒng)。這就要求我們先要有較扎實的理論知識，特別對芯片的各個管腳功能必須了解，這樣才能進行硬件設(shè)計。同時，又必須掌握MCS51的指令功能，通過編程實現(xiàn)其功能，這就能讓我們更好地理解單片機原理及應(yīng)用這門課程，也是一種理論在實踐中的運用。在課程設(shè)計中，由于它是一個系統(tǒng)，這就要求我們必須建立系統(tǒng)的概念。我們都知道現(xiàn)實運行的都是完整的系統(tǒng)，而且功能相對來說要復(fù)雜，如何把一個復(fù)雜的系統(tǒng)模塊化才能使問題來的簡單，這是我們必須首先解決的問題。當各個模塊完成之后再組合成一個完成的系統(tǒng)，這當中要考慮模塊間的銜接問題，這些都是在以前設(shè)計簡單程序時不曾遇到的。如果說我們以前學(xué)的都只是些理論，包括C語言，微機原理，C+，微機接口，Protel，單片機，那么這次的課程設(shè)計就是一個貫穿多學(xué)科的綜合性實踐!單片機自20世紀70年代問世以來，以極其高的性價比受到人們的重視和關(guān)注，所以應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。單片機的優(yōu)點是體積小、重量輕、抗干擾能力強，對環(huán)境要求不高，價格低廉，可靠性高，靈活性好，開發(fā)較為容易。例如，80C51系列單片機已有十多年的生命期，如今仍保持著上升的趨勢，就充分證明了這一點。單片機以其一系列優(yōu)點，近幾年得到迅猛發(fā)展和大范圍推廣，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表，及通訊設(shè)備、日常消費類產(chǎn)品、玩具等。并且已經(jīng)深入到工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)以及人民生活的各層次中，如車間流水線控制、自動化系統(tǒng)等、智能型家用電器等。而美國ATMEL公司開發(fā)生產(chǎn)了新型的8位單片機AT89系列單片機。他不但具有一般MCS-51單片機的所有特性，而且還擁有一些獨特的優(yōu)點，此次設(shè)計中所用到的AT89C51就是其中典型的代表。本設(shè)計是基于AT89C51單片機的籃球計分器，利用7段共陰LED作為顯示器件。在此設(shè)計中共接入了2個四位一體7段共陰LED顯示器，每隊顯示器顯示范圍可達到0255分。本設(shè)計內(nèi)容為比賽計分器，主要用于各種體育比賽記錄分數(shù)。采用獨立式鍵盤作為輸入，用戶可分別對兩隊比分進行加1、加2、加3和減1減2、減3操作，其加減1，2，3分可以通過加減1分、2分和3分的切換按鈕實現(xiàn)，并通過指示燈顯示其每次按下加減分鍵所加減的分值。通過加減分鍵和分值切換鍵配合使用可以較方便實現(xiàn)預(yù)置分。比分通過2個四位一體7段共陰LED顯示器顯示，每隊比分顯示三位數(shù)。三、原理圖設(shè)計說明1.系統(tǒng)框圖2.各元件原理及功能2.1按鈕設(shè)置AT89C51單片機比分復(fù)位獨立式鍵盤比分顯示系統(tǒng)分值切換顯示S1甲加1S2甲減1S3乙加1S4乙減1S51/2/3/分切換S6分數(shù)清零比分紀錄控制鍵按鈕功能圖獨立鍵盤通過P1口輸入鍵值，其中1/2/3分切換由發(fā)光二極管指示，見圖。通過加減分鍵和分值切換鍵配合使用可以較方便實現(xiàn)甲乙兩隊的初始分數(shù)。按下清零后，顯示的分數(shù)清零。2.2分值切換顯示功能分值切換顯示功能圖2.3數(shù)碼管驅(qū)動的選擇圖2-374LS引腳功能圖74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。當8051單片機的P0口總線負載達到或超過P0最大負載能力時，必須接入74LS245等總線驅(qū)動器。當片選端/CE低電平有效時，DIR=“0”，信號由B向A傳輸；（接收）DIR=“1”，信號由A向B傳輸；（發(fā)送）當/CE為高電平時，A、B均為高P2.0P2.1P2.21分LED-BIBY2分LED-BIBY3分LED-BIBY分值切換顯示阻態(tài)。由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時74LS245的三態(tài)控制端/1G和/2G接地，P2口與驅(qū)動器輸入線對應(yīng)相連。P0口與74LS245輸入端相連,/E端接地，保證數(shù)據(jù)現(xiàn)暢通。8051的/RD和/PSEN相與后接DIR，使得/RD或/PSEN有效時，74LS245輸入（P0.IDI），其它時間處于輸出（P0.IDI）。2.4發(fā)光二極管顯示器的結(jié)構(gòu)、工作原理及其接口電路下圖為典型的數(shù)碼管：圖2-47段LED數(shù)碼管如上圖，LED顯示器又稱為數(shù)碼管，LED顯示器由8個發(fā)光二極管組成。中7個長條形的發(fā)光管排列成“日”字形，另一個賀點形的發(fā)光管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點用，它能顯示各種數(shù)字及部份英文字母。LEDD顯示器有兩種不同的形式：一種是8個發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極LED顯示器；另一種是8個發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極LED顯示器。表2-1代碼對應(yīng)表顯示字符共陰極段碼共陽極段碼顯示字符共陰極段碼共陽極段碼03FHC087FH80H106HF996FH90H25BHA4A77H88H34FHB0B7CH83H466H99HC39HC656DH92HD5EHA1H67DH82HE79H86H707HF8F71H8EH動態(tài)掃描顯示接口是單片機中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一。其接口電路是把所有顯示器的8個筆劃段a-h同名端連在一起，而每一個顯示器的公共極COM是各自獨立地受I/O線控制。CPU向字段輸出口送出字形碼時，所有顯示器接收到相同的字形碼，但究竟是那個顯示器亮，則取決于COM端，而這一端是由I/O控制的，所以我們就可以自行決定何時顯示哪一位了。而所謂動態(tài)掃描就是指我們采用分時的方法，輪流控制各個顯示器的COM端，使各個顯示器輪流點亮。在本課題中采用P0口輸出段碼，P3口為位控