单片机的篮球计数器
目录
引言 3
一 系统整体设计 4
（一）功能要求 4
（二）系统结构图 4
二 系统硬件设计 5
(一)AT89C51单片机 5
（二）1602显示器 5
（三）晶振、蜂鸣器 6
（四）系统各功能电路 6
三 系统软件设计 9
（一）系统层次结构图 9
（二）按键显示的流程图 9
四 篮球计时器仿真 10
（一） PROTEUS仿真 10
五 实物制作与调试 13
（一） 实物制作 13
（二） 实物功能调试与验证 13
总结 15
致谢 15
参考文献 15
附录 16
引言
随着现代科技的进步，单片机技术越来越成熟且更加易于操作，于是单片机在我们日常生活中的应用便越来越广泛。AT89C51单片机具有集成度相对较高、功能强大、通用性好等优点，并且它的体积相对较小、重量也比较轻、可靠性也较高；它的能耗也不高，符合现在节能环保的倡导；对抗外界的干扰能力也比较强，这有利于电路工作的稳定性。这些优点使其在诞生之日起便广受欢迎。由于其使用方便及价格便宜，单片机也就成了大学生设计作品的首选对象，在校园中广受欢迎。
最近，由于中央的指导、人们生活条件的改善以及各项体育文化事业的发展，国内掀起了一场全民健身的高潮。在校园中，篮球运动因此得到了很大的发展。很多同学以打篮球的方式来增加运动量以及强身健体，篮球活动蓬勃发展。在篮球比赛中，我们经常会看到一个人在场边专门计分以及计时，这样很不方便，而且也不利于比赛双方看到自己的分数。
在现代 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
科技中，单片机技术已经很成熟并且功能强大，于是我便萌生了以单片机为核心制作一个篮球计数器的想法。计分器包括了24秒计时电路，主客队计分电路，时间暂停以及开始等。本次设计以AT89C51单片机为核心，通过1602LCD显示屏进行显示。可以显示主客队的分数，并且具有24秒倒数计时器，如果超时将会触发蜂鸣器发出声响报警，比赛结束时也会蜂鸣器也会提醒。我想便携式的篮球计分器定能促进我国篮球比赛向正规化方向发展，我国的篮球事业也必将蓬勃发展。
设计中，我也遇到不少难题。比如单片机与LED液晶屏的线路问题，显示问题，蜂鸣器的应用等等，整体的线路设计以及编程更是一个看似难以克服的难题。
经过这一次的毕业设计，我对单片机的各方面性能有了更多的理解，对于其的应用也有了更多的了解，对其他的一些元器件我也有了不同程度的认知。我相信此次设计对于我的实践能力有了很大的提高，对我今后的发展有不小的帮助。
一 系统整体设计
（一）功能要求
计数器包括了24秒计时电路，主客队计分电路，时间暂停以及开始电路等。本次设计以AT89C51单片机为核心，通过1602LCD显示屏进行显示。可以显示主客队的分数，并且具有24秒倒数计时器，比赛结束时蜂鸣器会报警提醒。本次设计的电路之间也有一些设计要求，这主要是根据比赛的实际情况提出的。
（1）当按下加减分键时，要求总时间和24秒计时能够自动停止，并且24秒计时自动复位成24秒。这主要是为了防止计分员计分时忘了按暂停所设计，以免影响比赛时间的准确性。
（2）当一方进攻时间超过24秒时，蜂鸣器自动触发报警5秒，时间能够自动停止，直至人工按下开始键为止。
（3）当按下暂停键时，计时全部停止。如果接着按下开始键，则计时从刚才的时间起继续；如果因犯规等失去球权时，则按下24秒复位键在开始计时。
（4）屏幕上比赛节数能够自己根据时间自动切换比赛节数。
（二）系统结构图
结构图如图1。
图1 系统结构图
如上图所示，整个设计以AT89C51单片机为核心原件，其余各部分均围绕其设计，各个信号都经过其处理后传输给各个模块。其余部分共分为五个模块，分别是输入模块、报警模块、计时模块、显示模块以及电源模块。
二 系统硬件设计
(一)AT89C51单片机
AT89C51单片机具有集成度相对较高、功能强大、通用性好等优点，并且它的体积相对较小、重量也比较轻、可靠性也较高；它的能耗也不高，符合现在节能环保的倡导；对抗外界的干扰能力也比较强，这有利于电路工作的稳定性。当中含有随机存取数据的存储器和4K字节可编程FLASH存储器[1]。其中的Flash只读存储器是可以反复擦写的，其寿命可以高达1000写/擦循环，而且保存的数据保留时间可达10年之久。单片机还具有低功耗的闲置和掉电模式，这有利于降低单片机的能耗。其内还含有振荡器和时钟电路。总之，51单片机拥有强大的功能，并且使用方便及价格便宜，因此51单片机就成了大学生设计作品的首选对象，在校园中广受欢迎。
单片机管脚说明
GND是指接地。VCC指电压端口。
P0口有两个作用，一个是双向的输入输出口， 另一个是数据/地址总线复用口。
P1口因其内部有一个上拉电阻，所以当其端口是低电平时会输出一个电流。
P1.0可以被用作时钟输出，P1.1可以被用作T2EX 计数/定时器2的外部计数输入。
P2口因其内部有一个上拉电阻的双向输入输出口，所以当P2口为高电平时，其中的上拉电阻被拉高，用作输入。P2口还可输出寄存器当中所存储的内容。
P3口的引脚和P2口大致一样。当P3口为高电位时，它的内部被上拉为高电平，因此可以用来作为输入端。当其作为输入端口时，与P2一样被下拉为低电平，所以其将输出电流。P3口还有一些特别的功能，如作为串行输入口、串行输出口、外部中断0、外部中断1、计时器0外部输入、计时器1外部输入、外部数据存储器写选端以及外部数据存储器读选端。
RST是指复位端。
ALE/PROG是编程时用作输入编程脉冲的管脚。通常情况下，ALE端口是以固定的周期和频率（晶体振荡器频率的1/6）输出高电平脉冲信号，所以它可以被用作定时器或者外部输出的脉冲。当被作为外部数据存储器时，其会跳过一个脉冲，因此要在SFR8EH地址上置低电平[2]。
（二）1602显示器
LCD1602是指工业型字符液晶，其中16意思为16列，02是指两行。所以它的屏幕上是有两行可以显示，每行最多显示16个字符[3]。
LCD1602又叫1602字符型液晶，它可以显示字母、符号、数字等。它的工作电压是3.3V或5V，对比度可以调节；有一个复位电路在其内部；它可以提供许多不同的控制命令,如：清屏、光标闪烁、字符闪烁、显示移位等。其内部含有字节数据存储器和字符发生器。
图8 按键流程图
四 篮球计时器仿真
（一） proteus仿真
打开proteus软件，根据设计的原理图绘制电路图。原理图画好之后，运行没有发现错误即可进行仿真。下图（图9）即为仿真的整体效果图。
图15 加减分实验
引言 3
一 系统整体设计 4
（一）功能要求 4
（二）系统结构图 4
二 系统硬件设计 5
(一)AT89C51单片机 5
（二）1602显示器 5
（三）晶振、蜂鸣器 6
（四）系统各功能电路 6
三 系统软件设计 9
（一）系统层次结构图 9
（二）按键显示的流程图 9
四 篮球计时器仿真 10
（一） PROTEUS仿真 10
五 实物制作与调试 13
（一） 实物制作 13
（二） 实物功能调试与验证 13
总结 15
致谢 15
参考文献 15
附录 16
引言
随着现代科技的进步，单片机技术越来越成熟且更加易于操作，于是单片机在我们日常生活中的应用便越来越广泛。AT89C51单片机具有集成度相对较高、功能强大、通用性好等优点，并且它的体积相对较小、重量也比较轻、可靠性也较高；它的能耗也不高，符合现在节能环保的倡导；对抗外界的干扰能力也比较强，这有利于电路工作的稳定性。这些优点使其在诞生之日起便广受欢迎。由于其使用方便及价格便宜，单片机也就成了大学生设计作品的首选对象，在校园中广受欢迎。
最近，由于中央的指导、人们生活条件的改善以及各项体育文化事业的发展，国内掀起了一场全民健身的高潮。在校园中，篮球运动因此得到了很大的发展。很多同学以打篮球的方式来增加运动量以及强身健体，篮球活动蓬勃发展。在篮球比赛中，我们经常会看到一个人在场边专门计分以及计时，这样很不方便，而且也不利于比赛双方看到自己的分数。
在现代 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
科技中，单片机技术已经很成熟并且功能强大，于是我便萌生了以单片机为核心制作一个篮球计数器的想法。计分器包括了24秒计时电路，主客队计分电路，时间暂停以及开始等。本次设计以AT89C51单片机为核心，通过1602LCD显示屏进行显示。可以显示主客队的分数，并且具有24秒倒数计时器，如果超时将会触发蜂鸣器发出声响报警，比赛结束时也会蜂鸣器也会提醒。我想便携式的篮球计分器定能促进我国篮球比赛向正规化方向发展，我国的篮球事业也必将蓬勃发展。
设计中，我也遇到不少难题。比如单片机与LED液晶屏的线路问题，显示问题，蜂鸣器的应用等等，整体的线路设计以及编程更是一个看似难以克服的难题。
经过这一次的毕业设计，我对单片机的各方面性能有了更多的理解，对于其的应用也有了更多的了解，对其他的一些元器件我也有了不同程度的认知。我相信此次设计对于我的实践能力有了很大的提高，对我今后的发展有不小的帮助。
一 系统整体设计
（一）功能要求
计数器包括了24秒计时电路，主客队计分电路，时间暂停以及开始电路等。本次设计以AT89C51单片机为核心，通过1602LCD显示屏进行显示。可以显示主客队的分数，并且具有24秒倒数计时器，比赛结束时蜂鸣器会报警提醒。本次设计的电路之间也有一些设计要求，这主要是根据比赛的实际情况提出的。
（1）当按下加减分键时，要求总时间和24秒计时能够自动停止，并且24秒计时自动复位成24秒。这主要是为了防止计分员计分时忘了按暂停所设计，以免影响比赛时间的准确性。
（2）当一方进攻时间超过24秒时，蜂鸣器自动触发报警5秒，时间能够自动停止，直至人工按下开始键为止。
（3）当按下暂停键时，计时全部停止。如果接着按下开始键，则计时从刚才的时间起继续；如果因犯规等失去球权时，则按下24秒复位键在开始计时。
（4）屏幕上比赛节数能够自己根据时间自动切换比赛节数。
（二）系统结构图
结构图如图1。
图1 系统结构图
如上图所示，整个设计以AT89C51单片机为核心原件，其余各部分均围绕其设计，各个信号都经过其处理后传输给各个模块。其余部分共分为五个模块，分别是输入模块、报警模块、计时模块、显示模块以及电源模块。
二 系统硬件设计
(一)AT89C51单片机
AT89C51单片机具有集成度相对较高、功能强大、通用性好等优点，并且它的体积相对较小、重量也比较轻、可靠性也较高；它的能耗也不高，符合现在节能环保的倡导；对抗外界的干扰能力也比较强，这有利于电路工作的稳定性。当中含有随机存取数据的存储器和4K字节可编程FLASH存储器[1]。其中的Flash只读存储器是可以反复擦写的，其寿命可以高达1000写/擦循环，而且保存的数据保留时间可达10年之久。单片机还具有低功耗的闲置和掉电模式，这有利于降低单片机的能耗。其内还含有振荡器和时钟电路。总之，51单片机拥有强大的功能，并且使用方便及价格便宜，因此51单片机就成了大学生设计作品的首选对象，在校园中广受欢迎。
单片机管脚说明
GND是指接地。VCC指电压端口。
P0口有两个作用，一个是双向的输入输出口， 另一个是数据/地址总线复用口。
P1口因其内部有一个上拉电阻，所以当其端口是低电平时会输出一个电流。
P1.0可以被用作时钟输出，P1.1可以被用作T2EX 计数/定时器2的外部计数输入。
P2口因其内部有一个上拉电阻的双向输入输出口，所以当P2口为高电平时，其中的上拉电阻被拉高，用作输入。P2口还可输出寄存器当中所存储的内容。
P3口的引脚和P2口大致一样。当P3口为高电位时，它的内部被上拉为高电平，因此可以用来作为输入端。当其作为输入端口时，与P2一样被下拉为低电平，所以其将输出电流。P3口还有一些特别的功能，如作为串行输入口、串行输出口、外部中断0、外部中断1、计时器0外部输入、计时器1外部输入、外部数据存储器写选端以及外部数据存储器读选端。
RST是指复位端。
ALE/PROG是编程时用作输入编程脉冲的管脚。通常情况下，ALE端口是以固定的周期和频率（晶体振荡器频率的1/6）输出高电平脉冲信号，所以它可以被用作定时器或者外部输出的脉冲。当被作为外部数据存储器时，其会跳过一个脉冲，因此要在SFR8EH地址上置低电平[2]。
（二）1602显示器
LCD1602是指工业型字符液晶，其中16意思为16列，02是指两行。所以它的屏幕上是有两行可以显示，每行最多显示16个字符[3]。
LCD1602又叫1602字符型液晶，它可以显示字母、符号、数字等。它的工作电压是3.3V或5V，对比度可以调节；有一个复位电路在其内部；它可以提供许多不同的控制命令,如：清屏、光标闪烁、字符闪烁、显示移位等。其内部含有字节数据存储器和字符发生器。
图8 按键流程图
四 篮球计时器仿真
（一） proteus仿真
打开proteus软件，根据设计的原理图绘制电路图。原理图画好之后，运行没有发现错误即可进行仿真。下图（图9）即为仿真的整体效果图。
图15 加减分实验
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