单片机篮球计分器设计
引 言 1
一、设计要求 2
二、工作原理及主要元器件 3
（一） 工作原理 3
（二） 报警器 3
（三） 数码管 3
（四）晶体振荡器 6
三、硬件系统设计 7
（一） 电路总体结构 7
（二） 电源输入电路 7
（三） 复位电路 8
（四） 晶振电路 8
（五） 显示电路 9
四、软件程序设计 11
（一） 按键扫描程序 11
（二） 倒计时及声光报警程序 12
五、调试与实现 13
（一） 硬件调试 13
（二） 软件调试 15
结论与展望 16
参考文献 17
致 谢 18
附录 1 元件清单 19
附录 2 功能说明 20
引言
由于单片机广泛应用于各个领域，进而产生了单片机控制的篮球计分器。
依据我们课题的要求，我给大家介绍其中的一种篮球赛计分器的设计方法，就是由单片机带动外围扩展，进而通过外围驱动数码管这样的电路。运用这种方式使得我对单片机接口电路有了更好的运用能力。单片机是篮球计分器系统的核心元件，有12个LED数码管是单路中的显示元件。其中：6个用来记录甲、乙各自的比分，每个队有3个，显示范围为0～999。4个用来记录比赛用时，2个用来显示分钟，计时可以有0～99分钟。另外还设计了11个按键，可以调整时间，进而计分器也可以校正比分，其中：4个用来更正甲队的比分，4个用来更正乙队的比分，另外还有4个用来开始暂停比赛，交换双方的场地，调 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
整时间，确定时间。除此之外还有24秒超时犯规报警。
篮球计分器系统可以设定比赛时间，比赛开始暂停，实时显示双方的比分等功能。由软件设计以及硬件设计两个部分组成。主要的控制芯片是STC89C52单片机，主要包括计时模块、计分模块、定时报警模块、按键控制模块等。程序完成利用软件编译，然后将HEX文件装入芯片，进行仿真实验，测试功能能否一一实现，接下来就可以把硬件的电路图描绘出来了。
经历了这一次篮球赛计分器设计的磨砺，让我更加深刻的认知了单片机设计制作的操作过程。
一、设计要求
1.比赛过程中具有时间倒计时功能；
2.实时显示两队的比分状况：甲队＋1，甲队＋2，甲队＋3，甲队－1，乙队＋1，乙队＋2，乙队＋3，乙队－1；
3.比赛停止时可调换比赛场地；
4.比赛结束有声光报警功能；
5.通过按键控制比赛开始/暂停；
6.可以修改比赛时间；
7.1组4位一体数码管进行时间倒计时显示，另外两组2位一体数码管显示两队比分，显示范围为（0-99）；
8. 比赛有24秒超时规则，一旦超时，时间暂停，比赛双方交替球权，24秒自动恢复。另外设置有24秒复位按键，按下回复24秒，并且比赛继续计时不会暂停。
二、单片机STC89C52工作原理及主要元器件
（一）工作原理
篮球计分器真实还原篮球比赛，具有实时显示双方比分、比赛双方交换场地、比赛倒计时、比赛开始暂停、自行修改比赛用时等。如图2-1
图2-1单片机STC89C52工作原理图
（二）报警器
1.报警器的分类
全部的蜂鸣器都是这两个类型：纯蜂鸣器和有驱动控制蜂鸣器。
2.报警 器的工作原理
报警器分为很多：扬声器，蜂鸣器等，篮球计分器是用的电磁式蜂鸣器。由于电源接通，振荡器发生了音频信号，进而经过电磁线圈，导致电磁线圈有了磁场。
（三）数码管
图2-3为典型的数码管。
图2-3 7段LED数码管
图2-4 共阴极与共阳极LED显示器
如图2-3，LED显示器也可以叫做数码管，8个发光二极管构成了一个LED显示器。LED显示器有两种不同的形式：可以将8个发光二极管阳极相连，我们叫它共阳极LED显示器；也可以将8个发光二极管阴极相连，我们叫它共阴极LED显示器。如图2-4所示。篮球计分器使用的是共阴极LED显示。
表2-2是共阳极LED显示器和共阴极LED显示器显示数字、字母与显示代码之间的对应关系。
表2-2 代码对应表
显示字符 共阴极段码 共阳极段码 显示字符 共阴极段码 共阳极段码
0 3FH C0 8 7FH 80H
1 06H F9 9 6FH 90H
2 5BH A4 A 77H 88H
3 4FH B0 B 7CH 83H
4 66H 99H C 39H C6
5 6DH 92H D 5EH A1H
6 7DH 82H E 79H 86H
7 07H F8 F 71H 8EH
LED显示器的显示方式
LED显示器具有两种显示方式：可以是静态显示方式；也可以是动态显示方式。在篮球计分器中，我用静态显示方式。
所谓的静态的显示方式，确保每个显示器都使用唯一的有锁存功能的I/O接口[5]。因此单片机唯一要做的就是把用到的代码都运送到接口电路就行了，等到要重新显示数据，就再发送一次代码如此反复，这样一来，单片机中的cpu能耗就很少。
静态电路可以同时显示不一样的字符，然而消耗了过多的端口资源。从图2-5我们知道，每个LED显示器独占8根端口线，然而，有时候数据非常多，一般不用这个方式。
下图2-6为4位LED显示器动态显示电路。其中单片机的P1端口起到控制4位LED的段选码的作用：P2口的P2.0~~P2.3起到控制4位LED位选码的作用，单片机的P1口起到控制4位LED的段选码的作用：P2口的P2.0~~P2.3起到控制4位LED位选码的作用。
图2-5 静态显示图
图2-6 动态显示图
段选码都是连在一起的，因此只能同时显示同一种字符。然而如果我们需要同时显示不同字符，那么这就需要位选码来控制。
如表2-3，即为模拟以上的过程表
表2-3 模拟过程表
（四）晶体振荡器
石英晶体振荡器具有精度高以及稳定度高的优点，它可以有稳定频率和选择频率的作用，它是能够代替LC谐振回路的晶体谐振元件。它可以提供单片机中的时钟频率。
它的结构是：在石英晶体上某一个固定的方位角切下一个薄片，在其对应面上分别用银层涂敷作为电极，分别在两个电极上焊接上引线连接到管脚，最后封装上外壳后就制成了石英晶体谐振器，也就是石英晶体或晶振。晶体是用金属材质的外壳来封装的，有的也使用玻璃材质、陶瓷或塑料材质的外壳来封装。我们施加一定的交变电压在晶体上，晶片就会产生机械的变形和振动，这就是我们常说的逆压电效应。当我们所施加的电压频率和晶体谐振器固有的频率相同的时候，就产生压电谐振，进而使得机械形变的幅度猛地变大。
一、设计要求 2
二、工作原理及主要元器件 3
（一） 工作原理 3
（二） 报警器 3
（三） 数码管 3
（四）晶体振荡器 6
三、硬件系统设计 7
（一） 电路总体结构 7
（二） 电源输入电路 7
（三） 复位电路 8
（四） 晶振电路 8
（五） 显示电路 9
四、软件程序设计 11
（一） 按键扫描程序 11
（二） 倒计时及声光报警程序 12
五、调试与实现 13
（一） 硬件调试 13
（二） 软件调试 15
结论与展望 16
参考文献 17
致 谢 18
附录 1 元件清单 19
附录 2 功能说明 20
引言
由于单片机广泛应用于各个领域，进而产生了单片机控制的篮球计分器。
依据我们课题的要求，我给大家介绍其中的一种篮球赛计分器的设计方法，就是由单片机带动外围扩展，进而通过外围驱动数码管这样的电路。运用这种方式使得我对单片机接口电路有了更好的运用能力。单片机是篮球计分器系统的核心元件，有12个LED数码管是单路中的显示元件。其中：6个用来记录甲、乙各自的比分，每个队有3个，显示范围为0～999。4个用来记录比赛用时，2个用来显示分钟，计时可以有0～99分钟。另外还设计了11个按键，可以调整时间，进而计分器也可以校正比分，其中：4个用来更正甲队的比分，4个用来更正乙队的比分，另外还有4个用来开始暂停比赛，交换双方的场地，调 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
整时间，确定时间。除此之外还有24秒超时犯规报警。
篮球计分器系统可以设定比赛时间，比赛开始暂停，实时显示双方的比分等功能。由软件设计以及硬件设计两个部分组成。主要的控制芯片是STC89C52单片机，主要包括计时模块、计分模块、定时报警模块、按键控制模块等。程序完成利用软件编译，然后将HEX文件装入芯片，进行仿真实验，测试功能能否一一实现，接下来就可以把硬件的电路图描绘出来了。
经历了这一次篮球赛计分器设计的磨砺，让我更加深刻的认知了单片机设计制作的操作过程。
一、设计要求
1.比赛过程中具有时间倒计时功能；
2.实时显示两队的比分状况：甲队＋1，甲队＋2，甲队＋3，甲队－1，乙队＋1，乙队＋2，乙队＋3，乙队－1；
3.比赛停止时可调换比赛场地；
4.比赛结束有声光报警功能；
5.通过按键控制比赛开始/暂停；
6.可以修改比赛时间；
7.1组4位一体数码管进行时间倒计时显示，另外两组2位一体数码管显示两队比分，显示范围为（0-99）；
8. 比赛有24秒超时规则，一旦超时，时间暂停，比赛双方交替球权，24秒自动恢复。另外设置有24秒复位按键，按下回复24秒，并且比赛继续计时不会暂停。
二、单片机STC89C52工作原理及主要元器件
（一）工作原理
篮球计分器真实还原篮球比赛，具有实时显示双方比分、比赛双方交换场地、比赛倒计时、比赛开始暂停、自行修改比赛用时等。如图2-1
图2-1单片机STC89C52工作原理图
（二）报警器
1.报警器的分类
全部的蜂鸣器都是这两个类型：纯蜂鸣器和有驱动控制蜂鸣器。
2.报警 器的工作原理
报警器分为很多：扬声器，蜂鸣器等，篮球计分器是用的电磁式蜂鸣器。由于电源接通，振荡器发生了音频信号，进而经过电磁线圈，导致电磁线圈有了磁场。
（三）数码管
图2-3为典型的数码管。
图2-3 7段LED数码管
图2-4 共阴极与共阳极LED显示器
如图2-3，LED显示器也可以叫做数码管，8个发光二极管构成了一个LED显示器。LED显示器有两种不同的形式：可以将8个发光二极管阳极相连，我们叫它共阳极LED显示器；也可以将8个发光二极管阴极相连，我们叫它共阴极LED显示器。如图2-4所示。篮球计分器使用的是共阴极LED显示。
表2-2是共阳极LED显示器和共阴极LED显示器显示数字、字母与显示代码之间的对应关系。
表2-2 代码对应表
显示字符 共阴极段码 共阳极段码 显示字符 共阴极段码 共阳极段码
0 3FH C0 8 7FH 80H
1 06H F9 9 6FH 90H
2 5BH A4 A 77H 88H
3 4FH B0 B 7CH 83H
4 66H 99H C 39H C6
5 6DH 92H D 5EH A1H
6 7DH 82H E 79H 86H
7 07H F8 F 71H 8EH
LED显示器的显示方式
LED显示器具有两种显示方式：可以是静态显示方式；也可以是动态显示方式。在篮球计分器中，我用静态显示方式。
所谓的静态的显示方式，确保每个显示器都使用唯一的有锁存功能的I/O接口[5]。因此单片机唯一要做的就是把用到的代码都运送到接口电路就行了，等到要重新显示数据，就再发送一次代码如此反复，这样一来，单片机中的cpu能耗就很少。
静态电路可以同时显示不一样的字符，然而消耗了过多的端口资源。从图2-5我们知道，每个LED显示器独占8根端口线，然而，有时候数据非常多，一般不用这个方式。
下图2-6为4位LED显示器动态显示电路。其中单片机的P1端口起到控制4位LED的段选码的作用：P2口的P2.0~~P2.3起到控制4位LED位选码的作用，单片机的P1口起到控制4位LED的段选码的作用：P2口的P2.0~~P2.3起到控制4位LED位选码的作用。
图2-5 静态显示图
图2-6 动态显示图
段选码都是连在一起的，因此只能同时显示同一种字符。然而如果我们需要同时显示不同字符，那么这就需要位选码来控制。
如表2-3，即为模拟以上的过程表
表2-3 模拟过程表
（四）晶体振荡器
石英晶体振荡器具有精度高以及稳定度高的优点，它可以有稳定频率和选择频率的作用，它是能够代替LC谐振回路的晶体谐振元件。它可以提供单片机中的时钟频率。
它的结构是：在石英晶体上某一个固定的方位角切下一个薄片，在其对应面上分别用银层涂敷作为电极，分别在两个电极上焊接上引线连接到管脚，最后封装上外壳后就制成了石英晶体谐振器，也就是石英晶体或晶振。晶体是用金属材质的外壳来封装的，有的也使用玻璃材质、陶瓷或塑料材质的外壳来封装。我们施加一定的交变电压在晶体上，晶片就会产生机械的变形和振动，这就是我们常说的逆压电效应。当我们所施加的电压频率和晶体谐振器固有的频率相同的时候，就产生压电谐振，进而使得机械形变的幅度猛地变大。
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