单片机篮球机计数器的设计
【】在生活水平的提高下越来越多的游戏设施逐渐走入人们的视线中，室内篮球机就是最常见的一种。在日常生活中我们打篮球常用记分牌来记分数，而篮球机利用光敏传感器给出信号从而反馈到单片机上再利用LED数码显示板来显示得分情况。本论文主要针利用了基于单片机的篮球机计数器硬件设计，其中包括了3个8段数码显示管，AT89C51芯片以及开始复位电路等基本模块设计的。软件方面则是通过C语言来汇编其子程序的。
目录
引言 1
一、单片机篮球机的设计概述 2
二、单片机篮球机的硬件介绍 2
（一）光敏传感器 2
（二）MCS5单片机 2
（三）LED数码显示管 3
（四）蜂鸣器 3
三、单片机篮球机计数器计数系统的设计 4
（一）计数器原理 4
（二）篮球机设计框架图 4
（三）计数器模块程序流程图 4
（四) 计数器硬件电路图设计 5
（五）计数器电路图设计 5
四、篮球机计数器的仿真调试与结果 7
（一）Protues软件介绍 7
（二）Keil软件介绍 7
（三）仿真与调试结果 7
五、篮球机计数器实物图 9
结论 10
参考文献 11
致谢 12
附录 13
引言
在生活和生产的各行各业中在有自动控制的运用都会和单片产生关系。无论是简单到复杂的机器或人们常见与不常见的设备都可以见到单片机的运用。尽管单片机的使用已经变得非常普遍但还有许多未知的功能等待着人们的开发，因此单片机还有着许多想象与开拓的空间。本次设计所使用的单片机为51系列的总线型单片机，主要使用的原因是因为其在使用中可以减少不同信息之间的传送线条数使得传送的信息规格整齐并且提高了整体的可靠性。
在单片机的使用中可以有利于各类产品的智能化、多功能化和小型化，大大提高了劳动效率减轻的了工作强度，使人们更简单轻松的掌握。
一、 单片机篮球机的设计概述
21世纪是个信息化时代，在人们的不断研究与创新下诞生的单片机系列的产品成为人们生活中不可或
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
缺的一部分，而篮球机的计数芯片大多数都是AT89C51芯片，利用其12MHZ晶振与其P0.0到P0.7的引脚作为输入。按下开始按键开始投球通过篮筐下的一组光敏传感器来感应是否投中，当篮球投中时光敏传感器把光信号转换为电信号输送给计数器从而实现计数。使用篮球机不需任何篮球基础就可以进行，男女老少都可以锻炼强度适中，并且具有容易上手，既能锻炼也能够起到娱乐的作用，并能够在短时间内迅速汇聚人气、吸引人们的眼球，是增强人们互动的室内娱乐新选择。
二、单片机篮球机的硬件介绍
（一）光敏传感器
光敏传感器的工作原理是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的原理是通过感应光的波长来反馈信号的，而它所能感应的波长有紫外线波长和红外线波长两种。光敏传感器的用途不局限于对光的探测，我们还可以将其与其他探测元件相结合组成其他传感器，从而对许多非电量进行检测，我们只要将这些非电量信号转变为光电信号即可实现对其他信号测量的功能。篮球机光敏传感器如图21所示。
图21光敏传感器图
（二）MCS5单片机
单片机的别名又被称做单片微控制器,然而单片机并不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是通过把一个计算机系统整体的集成到一个芯片上，使其成为一个微型的计算机，与之日常生活中所使用的计算机相比较，单片机只是缺少了相应的输入输出设备。总的来说它的优势在于其价格便宜、体积小而且轻便于人们学习和开发应用。单片机的使用领域极其广泛，大到精密的智能仪表，小到人们手中随手携带的手机人们的生活已经离不开它了。从而导致各类产品装上单片机就如鸟枪换炮般，所以一些手机、洗衣机、空调等产品都在其名称前加上了智能型三个字，由此可以看出单片机的重要性以及应用的广泛。
尽管单片机的个头小但内部的元件是丝毫不差的，其主要部分是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU，和多种输入输出元件所组合起来的小型计算机系统。篮球机上所用到的单片机是M80C51是一种8位元的单芯片微控制器，属于MCS51单芯片的一种。8051单芯片是的顺序逻辑系统中的同步式，完全是依赖系统内部的脉冲信号来工作的，用脉冲信号来产生各种动作周期及同步信号。当M80C51芯片中已经建立了时钟产生器，在外接上一个石英谐振器和电容，便能够使系统产生一个正确的时钟信号。
（三）LED数码显示管
LED数码显示管在我们日常生活中也是非常常见的，特别是在计时与计数方面应用的特别多。其组成部是利用了多个发光二极管拼接在一起所组成的8字型的元器件，再利用引线在其内部完成穿插将其共阳极与共阴极分开，然后用字母代表各个引脚的所对应的二极管。LED数码显示管在不同的分布与穿插下不仅可以用来显示数字也可以用来显示图像文字等。利用其均匀排布可以形成大面积的显示区域的特性，人们甚至可以利用其播放视频文件。LED数码管根据其驱动方式的不同分为静态显示和动态显示，篮球机上LED数码管则是使用的动态显示，将数码管的8个引脚与其相对应的同名端相连接，再为每个二极管的公共极COM端增加一个选通控制电路，在通过单片机输出的条形码时，通过单片机对COM端的控制使其要亮的电路闭合不亮的电路保持断开。在显示的过程中每个二极管的点亮时间并不长但利用人的视觉停留现象，就会使人们觉得其并没有闪烁。
（四）蜂鸣器
篮球机计数器系统采用有源蜂鸣器作为报警电路的主要元件，因为有源蜂鸣器中已经集成了声音发生模块，所以使用由它构成的报警电路无论是对硬件结构还是软件设计，都能极大的降低我们所要消耗的时间与材料。目前越来越多的厂家开始生产蜂鸣器，其生产技术已经实现了普遍化和公开化，导致其生产出来的价格越来越低但音色却越来越好。有源蜂鸣器与普通的蜂鸣器的不同在于其内部的结构不仅仅只有振膜，还集成了一个特定频率的振荡电路，当给该振荡电路施加一定的电压时，振膜将发出特殊音色的蜂鸣声。因此有源蜂鸣器只引出了正负引脚，该正负引脚即是振荡电路的电源管脚，因此使用者只需要给正负引脚施加5V直流电压即可使得蜂鸣器发出蜂鸣声，而不给电压时则不发声。蜂鸣器实物如图22所示。
目录
引言 1
一、单片机篮球机的设计概述 2
二、单片机篮球机的硬件介绍 2
（一）光敏传感器 2
（二）MCS5单片机 2
（三）LED数码显示管 3
（四）蜂鸣器 3
三、单片机篮球机计数器计数系统的设计 4
（一）计数器原理 4
（二）篮球机设计框架图 4
（三）计数器模块程序流程图 4
（四) 计数器硬件电路图设计 5
（五）计数器电路图设计 5
四、篮球机计数器的仿真调试与结果 7
（一）Protues软件介绍 7
（二）Keil软件介绍 7
（三）仿真与调试结果 7
五、篮球机计数器实物图 9
结论 10
参考文献 11
致谢 12
附录 13
引言
在生活和生产的各行各业中在有自动控制的运用都会和单片产生关系。无论是简单到复杂的机器或人们常见与不常见的设备都可以见到单片机的运用。尽管单片机的使用已经变得非常普遍但还有许多未知的功能等待着人们的开发，因此单片机还有着许多想象与开拓的空间。本次设计所使用的单片机为51系列的总线型单片机，主要使用的原因是因为其在使用中可以减少不同信息之间的传送线条数使得传送的信息规格整齐并且提高了整体的可靠性。
在单片机的使用中可以有利于各类产品的智能化、多功能化和小型化，大大提高了劳动效率减轻的了工作强度，使人们更简单轻松的掌握。
一、 单片机篮球机的设计概述
21世纪是个信息化时代，在人们的不断研究与创新下诞生的单片机系列的产品成为人们生活中不可或
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
缺的一部分，而篮球机的计数芯片大多数都是AT89C51芯片，利用其12MHZ晶振与其P0.0到P0.7的引脚作为输入。按下开始按键开始投球通过篮筐下的一组光敏传感器来感应是否投中，当篮球投中时光敏传感器把光信号转换为电信号输送给计数器从而实现计数。使用篮球机不需任何篮球基础就可以进行，男女老少都可以锻炼强度适中，并且具有容易上手，既能锻炼也能够起到娱乐的作用，并能够在短时间内迅速汇聚人气、吸引人们的眼球，是增强人们互动的室内娱乐新选择。
二、单片机篮球机的硬件介绍
（一）光敏传感器
光敏传感器的工作原理是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的原理是通过感应光的波长来反馈信号的，而它所能感应的波长有紫外线波长和红外线波长两种。光敏传感器的用途不局限于对光的探测，我们还可以将其与其他探测元件相结合组成其他传感器，从而对许多非电量进行检测，我们只要将这些非电量信号转变为光电信号即可实现对其他信号测量的功能。篮球机光敏传感器如图21所示。
图21光敏传感器图
（二）MCS5单片机
单片机的别名又被称做单片微控制器,然而单片机并不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是通过把一个计算机系统整体的集成到一个芯片上，使其成为一个微型的计算机，与之日常生活中所使用的计算机相比较，单片机只是缺少了相应的输入输出设备。总的来说它的优势在于其价格便宜、体积小而且轻便于人们学习和开发应用。单片机的使用领域极其广泛，大到精密的智能仪表，小到人们手中随手携带的手机人们的生活已经离不开它了。从而导致各类产品装上单片机就如鸟枪换炮般，所以一些手机、洗衣机、空调等产品都在其名称前加上了智能型三个字，由此可以看出单片机的重要性以及应用的广泛。
尽管单片机的个头小但内部的元件是丝毫不差的，其主要部分是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU，和多种输入输出元件所组合起来的小型计算机系统。篮球机上所用到的单片机是M80C51是一种8位元的单芯片微控制器，属于MCS51单芯片的一种。8051单芯片是的顺序逻辑系统中的同步式，完全是依赖系统内部的脉冲信号来工作的，用脉冲信号来产生各种动作周期及同步信号。当M80C51芯片中已经建立了时钟产生器，在外接上一个石英谐振器和电容，便能够使系统产生一个正确的时钟信号。
（三）LED数码显示管
LED数码显示管在我们日常生活中也是非常常见的，特别是在计时与计数方面应用的特别多。其组成部是利用了多个发光二极管拼接在一起所组成的8字型的元器件，再利用引线在其内部完成穿插将其共阳极与共阴极分开，然后用字母代表各个引脚的所对应的二极管。LED数码显示管在不同的分布与穿插下不仅可以用来显示数字也可以用来显示图像文字等。利用其均匀排布可以形成大面积的显示区域的特性，人们甚至可以利用其播放视频文件。LED数码管根据其驱动方式的不同分为静态显示和动态显示，篮球机上LED数码管则是使用的动态显示，将数码管的8个引脚与其相对应的同名端相连接，再为每个二极管的公共极COM端增加一个选通控制电路，在通过单片机输出的条形码时，通过单片机对COM端的控制使其要亮的电路闭合不亮的电路保持断开。在显示的过程中每个二极管的点亮时间并不长但利用人的视觉停留现象，就会使人们觉得其并没有闪烁。
（四）蜂鸣器
篮球机计数器系统采用有源蜂鸣器作为报警电路的主要元件，因为有源蜂鸣器中已经集成了声音发生模块，所以使用由它构成的报警电路无论是对硬件结构还是软件设计，都能极大的降低我们所要消耗的时间与材料。目前越来越多的厂家开始生产蜂鸣器，其生产技术已经实现了普遍化和公开化，导致其生产出来的价格越来越低但音色却越来越好。有源蜂鸣器与普通的蜂鸣器的不同在于其内部的结构不仅仅只有振膜，还集成了一个特定频率的振荡电路，当给该振荡电路施加一定的电压时，振膜将发出特殊音色的蜂鸣声。因此有源蜂鸣器只引出了正负引脚，该正负引脚即是振荡电路的电源管脚，因此使用者只需要给正负引脚施加5V直流电压即可使得蜂鸣器发出蜂鸣声，而不给电压时则不发声。蜂鸣器实物如图22所示。
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