1、 成績Protel課程論文題 目： 籃球計分器 學生姓名： 湯培泉 學生學號： 1114020131 系 別： 電氣信息工程學院 專 業： 電子信息工程 年 級： 2011級 任課教師： 王千春 電氣信息工程學院制2013年12月第1章 概述Protues是電子信息工程專業的一門重要專業課，對應用能力和動手能力要求很高，課程設計環節是學生學習該課程后進行的一項必不可少的基本訓練。并于大三上學期進行，本人所選的課題是籃球賽計分器。本課題以增強型單片機AT89C52為核心，設計制作籃球比賽計分器。針對籃球比賽中有得1、2、3分，有時還會出現加分錯誤的情況，本人設計的簡易籃球賽計分器主要通過按鍵實現

2、以下功能：能夠進行加1、2、3分；能夠進行減1分。并通過3個數碼管進行顯示。第2章 設計分析2.1 功能分析根據前面的設計的任務的要求，本設計任務主要具有以下幾個模塊：單片機模塊；按鍵模塊；數碼顯示模塊。本設計由單片機模塊部分植入主程序，通過按鍵部分進行加1、2、3分以及減1分操作，最終在3個LED數碼管上顯示結果。2.2方案論述本系統是以C語言作為編輯語言，采用單片機AT89C52作為本設計的核心元件，。利用7段共陽LED作為顯示器件。在此設計中共接入了3個7段共陽LED顯示器，分別表示個位，十位，百位用于記錄該隊的分數， 3個LED顯示器顯示范圍可達到0999分，能夠滿足籃球比賽的需要。并

3、設置有4個按鍵：K1，K2,K3,K4。當比賽隊得1分時，按下k1鍵加1分，得2分時按k2鍵加2分，得3分時按下k3鍵加3分。如分數計錯需減分時，每按一次k4鍵減1分。因所設計的籃球賽計分器功能較少，電路結構也相對簡單。所以在選材方面也不多。由于按鍵要求不是很高，因此選材只有兩個部分：單片機部分和顯示部分。本次課程設計選用的芯片為AT89C52，顯示部分用的是LED數碼管顯示。第3章 系統詳細設計本次課程設計主要分為2個主要的部分進行：硬件和軟件。首先進行的是硬件的選材和電路圖的連接，然后再進行程序的編寫。3.1硬件設計 由于本次課程設計的簡易籃球計分器功能比較簡單，所以選擇的器件也比較少，主

4、要有5個按鍵，1個AT89C52，3個共陽的數碼顯示管，因此本課題的硬件設計部分劃分為3個模塊：單片機模塊；按鍵模塊；數碼顯示模塊。系統的總電路圖見附錄2（總電路原理圖）。3.1.1 單片機模塊單片機是在一塊芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定時/計數器和多功能I/O口等計算機所需要的基本部件的大規模集成電路，又稱MCU。如果說C語言程序設計課程設計的基礎課，那么AT89C52單片機以其系統硬件構架完整、價格低廉、學生能動手等特點，成為工科學生硬件設計基礎課。AT89C51是51系列單片機的一個增強型號，它是ATMEL公司生產的。AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含

5、8k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強大的AT89C51單片機可為您提供許多較復雜系統控制應用場合。AT89C51有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，AT89C51可以按照常規方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有

6、效地降低開發成本本設計P1口接四個開關，分別作為比分+1、+2、+3、1分的控制按鍵；P0、P2口和P3口分別按靜態接口方法接兩個數碼管來顯示比分。本次課程設計采用的是增強型AT89C51單片機。其管腳圖如圖1所示。 圖 1 單片機模塊圖本次設計用到了其中的P0,P1,P2,P3口，分別用于百位，開關，個位，十位 。各管腳的功能和用法如下述。P0口：P0口為一個8位漏極開路雙向I/O口，當作輸出口使用時，必須接上拉電阻才能有高電平輸出；當作輸入口使用時，必須先向電路中的鎖存器寫入“1”，使FET截止，以避免鎖存器為“0”狀態時對引腳讀入的干擾。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/

7、O口，它不再需要多路轉接電路MUX；因此它作為輸出口使用時，無需再外接上拉電阻，當作為輸入口使用時，同樣也需先向其鎖存器寫“1”，使輸出驅動電路的FET截止。P2口：P2口電路比P1口電路多了一個多路轉接電路MUX，這又正好與P0口一樣。P2口可以作為通用的I/O口使用，這時多路轉接電路開關倒向鎖豐存器Q端。P3口：P3口特點在于，為適應引腳信號第二功能的需要，增加了第二功能控制邏輯。當作為I/O口使用時，第二功能信號引線應保持高電平，與非門開通，以維持從鎖存器到輸出端數據輸出通路的暢通。當輸出第二功能信號時，該位應應置“1”，使與非門對第二功能信號的輸出是暢通的，從而實現第二功能信號的輸出。

8、其中P1的14腳分別接上開關K1K4，P0的3639腳接上上拉電阻和數碼顯示的百位，P2的2124腳接數碼顯示的個位，P3的1013腳接數碼顯示的十位。VCC腳和XTAL分別接上5V電源和12M的晶振。3.1.2按鍵模塊根據設計要求，該籃球賽計分器共有4個按鍵：K1、K2、K3、K4，分別實現的功能是加1、2、3分和減1分。K1與P1的1腳相連，K2與P1的2腳相連，K3腳與P1的3腳相連，K4鍵與P1的4腳相連，4個按鍵共用一個地端，如圖2所示。 圖2 按鍵模塊圖3.1.3 數碼顯示模塊本設計顯示部分采用的是7段共陽LED數碼管顯示，LED就是發光二極管，相對LET來說它的優勢在于節能環保，

9、保護視力，使用壽命長等優點。數碼管實際上是由7個發光管組成8字形構成的，加上小數點就是8個。我們分別把他命名為A,B,C,D,E,F,G,H，如圖3所示。 圖 2 數碼管結構圖假設要顯示一個數字2, 那么 A、B、G、E、D這5個段的發光管亮就可以了，C、F、H不亮，同時由于接法為共陽接法，那么為低電平是亮，為高電平是滅。從高往低排列， P1.7-P1.0寫成二進制為01111110， 把它轉化為16進制則為A2H。數碼管的接口有靜態接口和動態接口兩種。動態接口采用各數碼管循環輪流顯示的方法，當循環顯示的頻率較高時，利用人眼的暫留特性，看不出閃爍顯示現象，這種顯示需要一個接口完成字形碼的輸出，

10、另一接口完成各數碼管的輪流點亮。靜態接口為固定顯示方式，無閃爍，其電路可采用一個并行口接一個數碼管，數碼管的公共端按共陽接VCC，本次課程設計由于所需數碼管較少，故可用這種方法接線。這種接法占用接口多，僅能接少量數碼管。本次課程設計的比分范圍是0999,所以采用的3個7段共陽LED來顯示，分別顯示個位十位百位，其中P2顯示個位，P3顯示十位，P0顯示百位。由于P0沒有內置電阻，因此在使用時需外接一個上拉電阻。如圖4所示。 圖4 數碼管引腳連接圖3.2 軟件設計籃球比賽計分器其實就是一個計數器，本次課程設計就是利用單片機中的定時/計數器來實現其計分的功能。在52單片機中有兩個16位的定時/計數器

11、T0,T1，分別由TH0、TL0和TH1、TL1組成，它們均是8位寄存器，在特殊功能寄存器中占地址8AH-8DH。它們用于存放定時或計數的初始值。此外，內部還有一個8位的方式寄存器TMOD和一個8位的控制寄存器TCON。用于選擇和控制定時/計數器的工作。其格式見下面兩表：表 1方式控制寄存器TMODGATEC/TM1M0GATEC/TM1M0門控開關計數/定時方式選擇門控開關計數/定時方式選擇表 2控制寄存器TF1TR1TF0TROIE1IT1IE0IT0T1請求有/無T1工作啟/停T0請求有/無T0工作啟/停INT1請求有/無INT1方式下沿INT1請求有/無INT1方式下沿籃球比賽計分器利

12、用單片機的計數器進行工作，計數器對脈沖電平進行加1計數，直至計滿回零。作為可編程器件，單片機中的定時/計數器初始化編程步驟如下：根據定時時間要求或計數要求計算計數器初值；將工作方式控制字寫入TMOD寄存器；將計數初值寫入THX和TLX寄存器；啟動定時器/計數器，即將TRX置位。如果工作于中斷方式，需置位EA（中斷總開關）及ETX（允許定時/計數器中斷），并編寫中斷服務程序。本次課程設計程序是用C語言編寫的，因為設計的功能較為簡單，所以程序中只用到一個主程序就實現了其功能。程序的系統流程圖如圖5。控制源程序見附錄1.圖 3 系統程序流程圖第4章 系統仿真與實驗測試4.1系統仿真本次課程設計用到的

13、仿真軟件有Protues和Keil uvision。在用Protues進行仿真之前，先要用KEIL UVISION軟件將我們編寫好的匯編程序編譯。具體方法是先新建一項目，之后輸入編寫的程序，輸入完成后保存然后執行項目、編譯，在目標文件夾內生成編譯好的程序文件，其中*.HEX文件就是我們所需要的目的文件，在之后電路設計好后用于導入AT89C51中執行其功能。然后在生成*.HEX文件后，進入Protues軟件，此時軟件已自動打開一新建項目。我們可直接在其中構建電路圖，點擊板面左側按鍵P，在彈出的Pick devices對話框中進行元器件的選擇，元器件都找到后，先進行排版再按照電路圖連接，連接好后，

14、雙擊AT89C51在彈出對話框中選擇單片機中要輸入的程序，在輸入程序后，即可開始進行仿真了，選擇執行后點擊開關可觀察到數碼管亮，并能實現加1、加2、加3、減1功能。仿真效果如圖6。圖6 仿真效果圖4.2 實驗測試打開 Proteus 上的單片機控制步進電機電路圖，點擊 AT89C51 單片機，調用后綴名為.”HEX”的文件。點擊運行，觀察現象，3個數碼管均顯示為0。如圖7所示。圖7 初始值為0的仿真效果圖然后進行了如下操作：當按下k1鍵，從左往右（后同）的第3個數碼管顯示1，再按下k2鍵，第3個數碼管顯示3，按下k3鍵，第3個數碼管顯示6，再按下k4鍵，第3個數碼管顯示5，與設計的要求相符。顯

15、示5的仿真圖如圖8所示.經過多次反復測試，本系統已能達到設計所要求的所有功能。圖8 仿真計分為5的效果圖第5章 總結這次課程設計歷時兩個星期多左右，通過這兩個星期的學習，發現了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經驗還是比較缺乏，理論聯系實際的能力還急需提高。在這期的學習中，雖然在理論上對單片機有了簡單基本的了解，但是在真正的動手操作中還是存在很多的不足，這些個不足有體現在自己的粗心大意上，更多的是對知識的應用上能力有所欠缺，以至完成這樣一個簡單的設計花費了不少時間。但是最終通過自己的努力，查閱資料，詢問同學，完成了這次的單片機的設計，在以后的學習中我也會更多的重視自己理論和實

16、踐的結合能力，提高自身綜合能力。在這次單片機課程設計中使我對AT89C52片機有了更深的了解，單片機的種類多，而型號雜，這也是我們學習中的困難，所以平時我們的學習應該多動手。單片機編程既可以用C語言也可用匯編語言，其中最重要的環節就是我們要敢于去寫，敢于挑戰，不怕犯錯，然后就是多調試。在這次簡易籃球賽計分器的設計中，由于本人的能力有限，所以還有很多需待改進的地方，比如能顯示2個球隊的比分以及時間的顯示，利用數碼管的動態顯示來顯示比分，時間等等。最后，我還要感謝在此次課程設計中幫助過我的老師和同學。特別是朱老師的細心指導和我的同學，在他們的鼎力幫助我才能順利的完成了本次課程設計。參考文獻1陳忠平

17、. 基于Protues的51系列單片機設計與仿真M. 北京：電子工業出版社，2012.2謝維成，楊加國. 單片機原理及C51程序設計M. 北京：清華大學出版社，2009.3吉雷. Protel99從入門到精通M.西安：西安電子科技大學出版社，2000.4張靖武，周靈彬.單片機系統的Protues設計與仿真M.北京：電子工業出版社，2007.5唐穎單片機原理與應用 M北京：北京大學出版社，2008.附錄一 控制源程序#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int sbit key1=P10;

18、sbit key2=P11; sbit key3=P12; sbit key4=P13; sbit wei_1=P20; sbit wei_2=P21;sbit wei_3=P22;sbit wei_4=P23; uint code tab=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;void delay(unsigned int x) unsigned int a,b; for(a=x;a>0;a-) for(b=110;b>0;b-); void main()uint k1=0;uint k2=0;uint k3=0;uint k4=0;wei_1=1;wei_2=1;wei_3=1;wei_4=1; while(1) if(key1 = 0) delay(10);if(key1 = 0)k1 += 1; while(key1 = 0); if(key2 = 0) k1 += 2; while(key2 = 0);if(key3 = 0)k1 += 3; while(key3 = 0);if(key4= 0)k1 -= 1; while(