哈尔滨剑桥学院毕业设计论文题目：基于单片机的电子记分牌设计学生：付文博指导教师：崔莉讲师专业：电气工程及其自动化班级： 12级电气2班2016年5月毕业设计审阅评语毕业设计答辩评语及成绩基于单片机的电子记分牌设计摘要近年来，计算机在智能化、自动化、电子信息等领域得到了飞速的发展。
单片机属于微型计算机，能够将计算所需要的模块全都集成在一个体积很小的芯片上。
本文利用单片机技术设计了一种电子记分牌，并将这种电子记分牌应用在篮球比赛中，通过电子记分牌实现篮球比赛的计分。
本文的电子记分牌除了计分功能，还具有计时功能，能够满足篮球比赛对记分牌的基本要求。
本文的硬件系统以单片机作为核心，选用的是单片机AT89S52，它具有低功耗和高性能的特点，属于CMOS 8位微控制器中的一种。
本文的电子记分牌还可以根据实际的篮球比赛场上情况，随时对时间和分数的显示数值进行更正，并通过LED数码管进行数值显示。
本文对篮球比赛的电子记分牌的硬件系统和软件流程进行了详细介绍。
本文的硬件系统主要包括：LED数码管显示功能、按键控制功能以及辅助功能等。
本文的软件系统是基于C语言进行编程的，软件部分主要包括：功能选择程序、计分程序、计时程序等。
本文设计的用于篮球比赛的记分牌，具有性价比高、功能全面、稳定性高、可操作性强的特点，能够根据实际情况对记分牌进行调整。
本文的电子记分牌，在实际使用中，具有一定的研究意义。
关键词：AT89S52 单片机；LED 数码管；篮球记分牌目录摘要 (I)1 绪论 (1)1.1研究目的及意义 (1)1.2本文的主要研究内容 (1)2 系统整体方案设计 (3)2.1系统总体结构 (3)2.2系统主要功能模块的选型 (4)2.2.1单片机选型 (4)2.2.2显示器选型 (6)2.2.3 74HC373芯片 (11)2.2.4报警器选型 (13)3 系统硬件电路设计 (14)3.1单片机最小系统 (14)3.2电源电路 (14)3.3时钟振荡电路 (15)3.4复位电路 (16)3.5按键电路 (16)3.6显示电路 (18)3.7蜂鸣报警电路 (19)4 系统软件编程设计 (21)4.1开发环境介绍 (21)4.2系统主程序流程图 (21)4.3延时程序 (23)4.4中断及蜂鸣器报警程序 (24)4.5按键模块程序 (25)4.6显示模块程序 (25)5 Protues仿真 (28)5.1Protues简介 (28)5.2系统仿真结果 (29)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (34)基于单片机的电子记分牌设计1 绪论1.1研究目的及意义近年来，计算机在智能化、自动化、电子信息等领域得到了飞速的发展。
单片机属于微型计算机，能够将计算所需要的模块全都集成在一个体积很小的芯片上。
单片机的优点为体积小、安装和使用方便，并且性价比高，具有很强的抗干扰能力。
单片机的使用范围很广泛。
单片机在各个领域的广泛应用促进了很多技术的发展，在近年来，单片机技术逐渐在电子计分牌领域中得到应用。
在实际生活中，我们经常能看到两种形式的电子记分牌，一种是基于单片机制作的LCD液晶显示器电子记分牌，还有一种是基于LED数码管显示器的电子记分牌。
随着技术的逐渐成熟，这种基于单片机的电子记分牌开始在篮球比赛中逐渐开始使用。
传统的篮球比赛记分牌具有功能单一，性能不稳定，不能够对时间和分数进行准确的计算和显示，所以有必要设计一种新型的篮球比赛电子记分牌。
本文利用单片机技术设计了一种电子记分牌，并将这种电子记分牌应用在篮球比赛中，通过电子记分牌实现篮球比赛的计分。
本文的电子记分牌能够实现篮球比赛的正常时间的定时，而且能够根据比赛的实际情况，对比赛双方的得分和耗时进行调整。
在比赛结束以后，本系统的电子记分牌能够实现双方分数的存储。
本系统具有很高的性价比，具有很好的稳定性，体积小，便于携带，并且能够实现篮球比赛计时和计分的基本功能。
本文设计的电子记分牌非常适合在学校、社区等领域中使用。
1.2本文的主要研究内容基于篮球比赛的实际情况，本文设计了一种基于单片机的电子记分牌。
本记分牌选用AT89S52单片机作为整个系统的控制核心，并通过LED七段数码管对实际篮球比赛中的分数和时间信息进行显示。
本文的电子记分牌还可以根据实际的篮球比赛场上情况，随时对时间和分数的显示数值进行更正。
本文的硬件系统主要包括：LED数码管显示功能、按键控制功能以及辅助功能等。
本文的软件系统是基于C语言进行编程的，软件部分主要包括：功能选择程序、计分程序、计时程序等。
本文研究的记分牌能够实现时钟倒计时功能，并且具有很高的精度，能够精确到秒，而且还能够实现时钟数值的随时调节，让篮球比赛记分牌在调节时间时处于暂停状态。
在电子记分牌上的时间进入倒计时，并在时间走完以后，系统能够通过蜂鸣器实现报警，告诉篮球裁判和球员时间走完，结束比赛。
本文的电子计分牌能够实时显示两支比赛球队的分数，而且能够实现分数的调整，也就是在原有分数上进行加法和加法的分数运算。
本文设计的用于篮球比赛的记分牌，具有性价比高、功能全面、稳定性高、可操作性强的特点，能够实际情况对记分牌进行调整。
本文的电子记分牌，在实际使用中，具有一定的研究意义。
2 系统整体方案设计2.1系统总体结构基于51单片机的电子记分牌系统整体结构框图如图2-1所示。
图2-1系统框图本论文的电子记分牌的核心是利用单片机实现整体系统的控制。
本文的电子记分牌选用单片机AT89S52作为控制中心，通过单片机对比分和时间等信息进行处理。
系统通过七段共阴级LED数码管进行比分和时间的显示。
本文的电子记分牌，是应用在篮球比赛中的。
所在，在本文的电子记分牌中，总接入的七段共阴极LED数码管个数为3个。
这3个数码管中，有2个是三位一体的，用来对篮球比赛中两支球队的比分进行记录和显示，分数的显示区域是0至999，完全可以满足篮球比赛对分数记录和显示的要求。
还有1个四位一体的数码管用来对篮球比赛的用时进行记录和显示，在这个四位一体的数码管中，有两个用来对比赛耗时的分钟进行显示，还有两个用来对比赛耗时的秒进行显示。
通常情况下，整个篮球比赛的赛程是执行倒计时的形式。
所以，本文的电子记分牌结合实际的篮球比赛情况，也采用这种倒计时的形式进行计时。
在篮球比赛开始之，就按照篮球比赛的规则事先将比赛的总时间调好，并通过数码管显示。
在比赛开始后，点击倒计时开始按钮，此时系统开始工作。
在时间归为0以后，倒计时过程结束，蜂鸣器开始报警，告知裁判和球员，时间已经走完，比赛结束。
本文的电子记分牌，允许操作者根据实际的篮球比赛场上情况，随时对记分牌的数值和倒计时所剩的时间进行调整。
本系统的计时范围是0至99分钟，能够满足实际篮球比赛对时间监测的要求。
完了完成电子记分牌的各种功能，本文在系统中设置了8个独立的按键。
有4个按键用来作为篮球比赛中两队分数的输入。
另外4个按键用来完成分数和时间的调整，系统的启动、暂停和停止，以及在中场休息时的比分调换。
2.2系统主要功能模块的选型从电子记分牌的实际功能出发，本系统的硬件模块主要有以下几部分组成：（1）电源电路模块；（2）单片机AT89S52模块；（3）时钟振荡电路模块；（4）复位电路模块；（5）按键控制电路模块；（6）显示电路模块；（7）蜂鸣报警电路模块；基于电子记分牌的上述模块以及需要实现的各种功能，本系统选用的主要芯片是：AT89S52、74HC373、七段共阴LED显示器、独立式按键等。
2.2.1单片机选型本论文中的单片机选用的为AT系列单片机中的AT89S52。
AT89S52具有的优点很多，它是低电压和高性能的CMOS 8位单片机[1]。
芯片内部包括8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器，还有256 bytes的随机存取数据存储器。
该芯片能够使用ATMEL公司的高密度和非易失性存储技术生产，能偶完全兼容标准MCS-51的指令系统[2]。
芯片内部还设置有8位通用中央处理器以及相对应的Flash存储单元[3]。
AT89S52 的40个引脚如图2-2所示。
其中，有32个引脚是外部双向输入/输出（I/O）端口，它的内部还含有2个外中断口，以及2个16位可编程定时计数器。
它还具有2个全双工串行通信口。
该芯片能够利用通常编程方法实现程序的在线编写，并把通用的微处理器和Flash存储器进行有机的汇总[4]。
图2-2 AT89S52管脚图AT89S52的各管脚主要功能如下[5]：XTAL1（19脚）和XTAL2（18脚）是用来作为振荡器输入输出端口，通常情况下，外部需要接入12MHz晶振。
RST/DDVP（9脚）是用来作为复位输入端口，通常外围电路中需要接入电阻和电容，合并成一种复位电路。
VCC（40 脚）和VSS（20 脚）作为系统的供电端口使用，需要相对应的接入+5V 电源的正负端。
P0~P3 是可编程通用I/O脚，它的功能是通过软件来实现的。
在本文的电子记分牌中，P0端口（32~39脚）被用来作为N1功能控制端口，相对应的和N1的功能管脚相互连接。
13脚用来作为IR输入端，10 脚和11脚用来作为I2C总线控制端口，相对应的分别接入N1的SDAS（18脚）以及SCLS（19脚）端口。
12脚、27脚和28脚用来作为握手信号功能端口使用，通过在实际中连接主板CPU 对应的功能端，便于用在目前制式的检测或者会聚调整状态进入的控制功能。
该芯片的中断源为向CPU发出中断请求的来源。
AT89S52内部总共含有6个中断源，其中，有2个是外部中断（INT0和INT1）、有3个是定时器中断（定时器0、1和2）和1个串行中断。
AT89S52的中断源如图2-3所示：图2-3 AT89S52中断源AT89S52的极限参数为[6]：工作温度范围是-55℃～125℃；储藏温度是—65℃～150℃；任一引脚对地电压都是-1V～7V；最高工作电压为6.6V；直流输出电流为15mA。
2.2.2显示器选型系统的显示器通常用来作为数据信息的输出设备，显示器的类型有很多种。
在基于单片机技术设计的系统内，使用最为广泛的共有两种显示器。
第一种是发光二极管显示器，也就是LED显示器；第二种是液晶显示器，也就是LCD显示器。
LED和LCD显示器各自具有不同的特点，相对来说，两种显示器共有的优点是结构简易，性价比高，接口形式方便使用，并且都具有广泛的应用范围。
发光二极管，也就是LED。
通过发光二极管能够构成显示屏，并且显示屏中的每个点均属于一个或多个发光二极管。
利用控制电路能够实现对二极管的有效控制。
这种方式能够控制二极管的亮和灭，并且能够通过这种方法控制点的发光与否。
然后，通过控制让整个大屏幕系统对图案进行显示。