篮球24秒计时器设计文档格式.docx
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职称:
讲师
是否隶属科研项目:
否
1、设计(论文)的主要任务及目标
(1)
2、设计(论文)的主要内容
(1)。
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)。
(8)毕业设计及实习的心得体会。
3、设计(论文)的基本要求
(1)按时独立完成毕业设计任务书规定的要求,充分发挥主动性、创造性和刻苦钻研精神。
(2)严格遵守考勤纪律。
(3)毕业论文要求条理清晰、逻辑性强、内容翔实,具一定的理论深度,符合科技文写作规范。
4、主要参考文献
5、进度安排
设计(论文)各阶段任务
起止日期
1
收集相关资料。
1周
2
实习期间完成
3
1.5周
4
3周
5
6
撰写、修改毕业论文,答辩。
教研室主任签字:
系主任签字:
注:
1、此表一式三份,学院、指导教师、学生各一份。
2、设计(论文)类别是指设计、论文,性质指应用型、理论研究型和其他。
摘要
篮球计时器是一种体育比赛计时装置,按照比赛规则利用中小规模集成电路设计一个数字显示的简易篮球比赛计时器。
这篇论文讲述了一个篮球比赛计时器以单片机为基础做成的,其中需要的硬件有上电复位电路、AT89C51、时钟发生电路、八段显示LED有6个、等基本模块的设计。
这篇论文采用的是单片机汇编语言从而来实现篮球计时器24秒倒计时的功能,这里用到的计时器具有暂停、继续、和清零的功能。
计时器的显示都是按照倒计时的方式来进行的,24秒计时采用的是两位数码管来显示的,如果球员拿到球的时间超过了24秒那么24秒计时器将减到零而且还有声音、灯光提示。
,非常实用。
此计时器也可作为其他球类比赛的计时器。
关键词AT89C51LED数码管按键模块
Abstract
Basketballisasportgametimerdevice,Thedesignofadigitaldisplaysimplebasketballgametimergamerulesbyusingsmallscaleintegratedcircuitinaccordancewith.Thispaperintroducesabasketballgamebasedonsinglechipmicrocomputertimer,hardwareincludingAT89C51,sixeightsectionshowstheled,electricresetcircuit,clockingcircuitandotherbasicmodulehappeneddesign.Thetimerdisplayareforthecountdown,24secondswithtwodigitaltubetimeshows;
Allthetimewillhavesuspended,continueto,reset;
Whentheplayersballtimemorethan24seconds,and24secondscountdowntozeroandasoundandlighttip.ThepresentpaperisMCUassemblylanguagerealizationcountdownand24secondsbasketballgametimer,verypractical.Thetimercanalsobeasotherballgamestimer.
KeywordsLEDAT89C51digitaltubeButtonmodule
目录
第一章篮球计时器在现实中的应用1
1.1篮球竞赛24秒计时器的作用1
1.2思路设计1
1.3主要元件1
1.4单片机简介1
第二章硬件设计4
2.1设计原理4
2.2硬件电路图设计4
2.3硬件设计电路图5
第三章软件设计7
3.1主程序流程图7
3.1主程序流程图8
3.3仿真结果分析11
第四章调试13
4.1测试单元电路静态工作总电流13
4.2三极管表态电压、电流测试13
4.3集成电路表态工作点的测试13
4.4数字电路表态逻辑电平的测量13
4.5电路调整方法14
第五章设计体会16
致谢18
参考资料19
第一章篮球计时器在现实中的应用
1.1篮球竞赛24秒计时器作用
30秒钟规则---进攻球队在场上控球时必须在30秒钟内投篮出手(NBA比赛为24秒,全美大学体育联合会比赛中为35秒).篮球比赛中,为了增强观赏性,必须保持竞争性,所以制作了一些规则,其中就有24抄原则,这是NBA目前使用的规则,这一规则增加了篮球的流动。
在这个信息发展迅速的时代,电子产品的技术在日常生活中发挥很大的作用,平时我们学到的模电数电的知识都成为了电子厂品种必不可少的一部分,而在这个计时器中如果球员拿到的球在手中停留了超过了24秒,不然的话就会有报警和红灯提示了。
1.2思路设计
这篇论文的设计是一个简单的应用程序的脉冲数字电路设计的篮球竞赛24秒计时器。
这个定时器功能是非常齐全的,它具有直接复位、启动、暂停和连续函数,和应用的七段数码管来显示时间。
定时器启动、暂停和连续函数可以很容易地实现一个断点计时功能,当计时器降低到零,光电报警信号这篇论文中完成计时器的设计,可以实现很多固定地方的时间测试功能,使得它在社会的发展中也产生了很大很普遍的应用价值。
篮球竞赛计时系统的主要功能包括:
进攻方24秒倒计时和计时结束警报提示。
攻防24秒倒计时,当比赛准备开始时,屏幕上显示24秒字样,当比赛开始后,倒计时从24逐秒倒数到00。
这一模块主要是利用双向计数器来实现。
警报提示:
当计数器计时到零时,给出提示音。
这部分电路主要通过移位寄存器和一些门电路来实现。
1.3主要元件
导线若干、电阻、计时器开关、LED数码管、光电报警器、AT89C51、等
1.4单片机介绍
单片机则是一种集成电路芯片,它则是采用与的中央处理器CPU与数据处理能力,内存,内存,只读存储器ROM,各种各样的I/O口和中断系统、定时器/定时器函数(可能包括脉宽调制电路、模拟多路复用器。
A/D转换器电路和显示驱动电路,)集成变成一个很小的硅晶片,从而构成一个小的和比较完善的计算机系统。
单片机是严格区分ROM和RAM内存。
ROM它被称是程序内存,存储过程,只有一个固定的常数,和数据表。
内存数据存储,作为工作空间和存储用户数据。
用来以满足需求的控制,单片机已经更多的逻辑控制能力强,单片机则有很强大的位处理能力。
单片机可以用4k字节闪存AT89C51低电压、高性能CMOS8位微处理器。
AT89C51在这里提供如下的标准特性:
128字节的内部RAM,4k字节的闪存,两个16位计数器,32个I/O端口线,一个两个阶段5向量中断结构、全双工串行通信端口,芯片上的时钟振荡器电路及时。
可以同时下降,OHZ静态AT89C51逻辑运算,两个软件支持可选的节能工作模式。
免费停止CPU的工作方式,但是允许RAM,计数器,串行通信口焦虑中断系统继续工作。
电方式节省内存的内容,但振荡器停止工作和其他工作,直到下一个硬件可以实现复位的所有部分。
管脚的用处说明
GND:
接地功能
VCC:
给予供电电压
P0口:
P0口作为一个8位泄漏水平双向I/O口打开,每个脚可以吸收8TTL的门电流。
当P1口销写1第一次被定义为高阻抗输入。
P0外部应用程序数据存储时,它能够被定义为数据/地址的第八位。
那么在Flash编程中,P0口就能够原始代码输入端口,Flash检查时,P0输出原始代码,P0外必须在这个时间。
P1:
P1口是一个内部上拉电阻8位双向I/O端口,P1口缓冲可以接收4TTL门电流的输出。
当P1口写人1时,内部上拉就变成高,可以作为输入,P1口外部拉低电平时,输出电流,这是由于内部上拉。
在FLASH编程和校准,P1口作为第八收到地址。
P2:
P2口的内部上拉电阻8位双向I/O端口,P2缓冲区可以接收,四个TTL门输出电流,P2口写“1”时,销内部拉起阻力,并作为输入。
所以作为输入,P2口外部销较低,输出电流。
这是因为内部上拉。
P2口在Flash编程并检查当收到高八地址信号和控制信号。
P3:
P3口针八带内部阻力的双向I/O端口,可以得到四个TTL门输出电流。
P3后写“1”时,他们是高水平的内部上拉,并作为输入
ALE/PROG:
访问外部存储器时,输出电平锁地址锁存器允许低字节的地址
RST:
作为复位输入。
PSEN:
外部程序存储器控制信号。
没有外部程序存储器是指,每台机器周期/PSEN有效两次。
但是在访问外部数据存储器的时候,有效信号没有出现变成了两次。
/EA/VPP:
当/EA保持低电平时,外部程序记忆在此期间,无论是否有内部程序内存。
XTAL1:
反向冲击放大器雏鸟和内部时钟电路的输入。
XTAL2:
从反向扭转振动器的输出。
见图1-1是小芯片AT89C51结构图,结合微型计算机的很多组成部分。
下面是AT89C51芯片图示
图1-1AT89C51结构框图
第二章设计硬件
2.1原理设计
24秒计时器一般参考方案图如图所示,它包括第二脉冲发生器、报警电路、译码显示电路、计数器、报警电路和辅助五个模块的时序控制电路。
计数器和控制电路是系统的主要模块。
柜台完成24秒计时器功能,直接控制电路完成计数器复位,启动技术、暂停/连续计数、译码显示电路与灯,报警时间、时间。
图2-1Proteus软件中的AT89C51芯片
2.2硬件电路图设计:
根据自己设计的需求,需求设置外部开关操作,直接复位,启动和停止控制计数器。
所以,硬件设计框图包括AT89C51芯片、显示、报警和按钮四大模块。
系统的硬件设计框图如图2-1所示
这个篮球计时器的设计采用了模块化的结构,使用定时器主要由图示的几部分,即计时模块、控制模块和解码显示模块。
在计时模块的设计,模块化设计,使的设计更加的方便、简单、快速。
一个完整的计算机应该由控制器,运算器,I/O接口和存储器。
计算单元包括一个8位可以单元ALU算术运算和逻辑运算,8位寄存器1、2、8位累加寄存器ACC,B和PSW登记程序状态寄存器,等。
控制器包括程序计数器(PC)、指令寄存器IR、指令寄存器ID、振荡器、和计时电路等。
存储的程序内存(闪速存储器)和数据内存(RAM)。
此外,89c51有四个8位并行接口与外部交换信息,即P0P3。
他们都是双向端口,每个端口都分八个I/O线都可以输入和输出。
另外,AT89C51配备静态逻辑,可以在低至零频率条件下的静态逻辑,软件支持两种可选的断电模式。
在空闲模式的时候,CPU停止工作。
但RAM,计数器,定时器,一个串行端口和中断系统仍在工作。
在掉电的模式下,节省了内存的内容和冻结振荡器,严禁使用所有的其他芯片功能,直到变成下一个硬件复位。
2.2.1功能单元模块
(1)键盘
键盘可以输出控制模块,而键盘则是有许多按键组合而成的,它是非常常见的单片机的输入设备,按钮开关一直设计的是常开型。
常开状态时,按键的那2个触点都处于断开的状态。
图示2.3所示,键盘可分为非编码键盘和编码键盘,键盘上的键关闭鉴定专用硬件译码器实现,并能生成钥匙号码或代码键值被称为键盘,比如ASCII键盘,BCD键盘等。
由软件称为非编码键盘识别。
(2)LED显示器
单片机显示7段领导一个词“8”,此外,有一个十进制发光二极管(LED),显示符号、数字和小数点。
这种显示器可分为共阴极和共阳极两种,这个课程设计是运用的常见的共阳极。
发光二极管(led)称为阳极总是显示共阳极,和阴极链接在一起的我们就称作为共阴极显示器。
一位显示由八个发光二极管来组织的,其中,有7二极管构成一个词“8”a~g的每一个行程,另一个小数点指向dp发光二极管。
(3)报警器
报警器分作报警主机、紧急按钮、门磁探测器、红外报警、气体探测器、烟雾探测器、远程控制、红外相关性等。
探测器则是通过自己周围的对象检测,以及其分离和触摸感应和探针,本身的一种感应信号,探测器信号报警主机,报警主机可以通过分析执行相应的报警功能。
用于课程设计、实验室的光电探测器。
光电烟雾报警器驱动器输入终止AT89C51P1.0,当P1.0输出高电平时,会产生光电,实现报警。
(4)AT89C51芯片
2.3硬件设计电路图
图2-2硬件设计电路图
设计思路:
使用AT89C51单片机作为主控芯片,水晶振动是6KHZ,机械循环(即周期)1毫秒,循环10次算作一秒。
P0口部分的代码输出,P2.1,P2.0控制,有效的高水平。
数码管是一个液晶显示,动态显示,两个串口中断入口,高效,T0定时器/计数器开始计数,低电平有效。
图2-5是一个线路图系统的硬件设计。
在时间设置后,开始启动定时器T0然后定时器计数器。
当时间计时器倒计时,如:
设置时间24秒,24两位数都显示在LED。
24秒计时器T0中断返回,继续下一个24秒计时器计数器;
LED显示屏上显示两个同时,时间超过1秒,即23秒。
永远持续下去。
直到说“00”比赛就会结束。
如裁判说比赛暂停了,你只要按下按钮,时间就可以暂停了。
第三章软件设计
3.1主程序流程图
根据设计要求,可分析并设计图3-1程序流程图,采用24秒倒计时,所以复位值为24秒,倒计时到0时,LED显示为00,开始判断,并报警。
开关A1控制复位,A2控制暂停,A3控制启动。
以下是篮球计时器24秒倒计时的程序流程图。
图3-1主程序流程图
3.2程序设计
根据以上流程图,可以用汇编语言编写出篮球计时器24秒倒计时程序,该程序包括主程序,中断程序,延时程序以及显示程序。
程序清单:
ORG0000H
SJMPMAIN
ORG000BH
LJMPT0_ISR
ORG0030H
MAIN:
MOVP0,#3FH;
初始化赋值
MOVP10,#0FFH
MOVP20,#3FH
MOVR00,#00H
MOVR10,#24
MOVDPTR,#TAB
KEY:
JBP3.0;
判断启动键是否按下
ACALLDELAY30MS
JNBP3.00
ACALLSTART
SJMPKEY;
START:
MOVTMOD,#01H;
启动程序
MOVTH0,#0D8H
MOVTL0,#0EFH
SETBET0
SETBEA
SETBTR0
STOP:
JBP3.20,ZTJX;
判断复位键是否程序
JNBP3.20
SJMPMAIN;
复位程序
ZTJX:
JBP3.10,XS;
判断暂停键是否按下
JNBP3.10
ZT:
CLRTR0;
K2按下后暂停计数,并关中断
CLRET0
CLREA
JBP3.10;
K2再次按下继续计数
JX:
SETBET0;
第二次按下暂停键后继续倒计时(继续启动)
XS:
MOVA,R10;
显示子程序
MOVB,#10
DIVAB
MOVCA,@A+DPTR
MOVP00,A;
显示秒十位
MOVA,B
MOVP2,A;
显示秒个位
CJNER0,#100,STOP;
1S时间到否,未到直接转数码管显示
MOVR00,#00H;
1S时间到,R0重赋初值
MOVA,R10;
R10减1,不为0转数码管显示,为0则重新开始
CLRC
SUBBA,#1.0
MOVR1,A
JNCSTOP;
计数未到0继续判断暂停键和停止键
MOVR1,#24.0;
计数到0停止计数并关中断,
CLRTR0
SJMPSND;
跳到报警程序
跳回开始检测启动键
RET
DELAY30MS:
MOVR6,#150.0;
延时程序子程序
AAA:
MOVR7,#100.0
DJNZR7,$
DJNZR6,AAA
T0_ISR:
中断程序子程序
INCR0
RETI
SND:
CLRP1.0;
报警程序子程序(红色发光二极管亮一下就灭)
MOVR7,#0FFH
DL:
MOVR6,#0FFH
DL1:
DJNZR6,DL1
DJNZR7,DL
SETBP1.0
TAB:
DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH
END
软件硬件联合仿真系统是由环境的硬件实现和软件执行环境、软件环境和硬件环境通常有控制接口和自己的调试,与Proteus和Keil的集成调试可以调谐系统,在这个系统中,在我们的软件调试界面中,Proteus被作为硬件仿真和调试接口。
篮球24秒计时器设置外部开关操作,直接控制计数器复位,开始和暂停/减少时间和定时电路,每1秒计时器是-1,当计时器为零,显示在显示00、光电报警信号在同一时间。
编程,进行编译连接,按照上面的步骤,通过变形模拟,24秒倒计时,并显示复位值是24秒,23秒,22秒,…17秒、18秒,…,08秒09秒……00秒,01秒。
。
显示00秒后,复位后暂停计时器。
3.3仿真结果分析
通过在Proteus仿真下,按下重置按钮(打开),显示器显示24秒,然后就可以自动显示23秒22秒……当计时器时机21秒时,按下暂停和显示就会锁在21,当按下开始键后,当开始倒计时,直到计时器上面显示的是00,然后开始报警,接着按下复位按钮,最后返回到24。
整个模拟过程都需要根据需求,根据仿真结果如下图所示。
图3-224秒显示
图3-323秒显示
第四章调试
4.1测试单元电路静态工作总电流
评论通过测量块电路工作电流,就可以提早知道单元电路的工作状态,如果当前工作状态的电流很大,它就会有一个短路或漏电。
如果电流小,电路电源很可能是开放的,只有测量电流,那么只有尽早减少组件的损坏。
当前的这个时候只能作为参考,每一个手势点高完成扣单元电路,测量一次。
4.2三极管表态电压、电流测试
前三个极电压测量三极管,Ub.Uc.Uc,判断三极管是否合符国家的规定(放大、截止、饱和)工作。
措施,例如,Uc=0V,Ub=0.68V,Uc=0v那么就会说明三极管处于饱和状态了然后三极管饱和导状态,国家是一样的设计,如果不一样,仔细分析这些数据,并适当调整基础的偏见。
症状,然后测量晶体管的集电极电流的测量方法有两种:
(1)直接测量的方法:
直接测量方法是把集电极出的焊接铜断开,然后进入万能表测量电流与电流。
(2)间接测量的方法:
间接测量方法是通过测量三极管集电极电阻或者发射极电阻的电压,然后根据欧姆定律电流=电压/电阻,就可以计算静态电流收集器。
4.3集成电路表态工作点的测试
(1)集成电路每个接地面静态电压测量。
在晶体管的集成电路,电容,电阻封装在一起,不可以进行调整。
在正常情况下,每个脚的集成电路的电压在很大程度上反映了内部的工作状态是正常的。
除了外围组件损坏(或逆冲断层组件、短路),只要测量电压和正常电压,就可以对调试的结果做出正确的判断
(2)集成电路是静态工作电流测量。
虽然有的时候集成电路正常工作,但发热太大说明产生消耗的功率太大了,位置工作电流是正常的,所以在工作电流测量位置。
当测量集成电路供电引脚铜的时候,串接入到万用表中,使用当前电流档来测量。
如果双电源,它就必须一个一个的来测量。
4.4数字电路表态逻辑电平的测量
一般来说,只有两级数字电路,那么以TTL与非电路来说明,例如,低电平就是低于0.8V,0.8以上的高电平。
在0.8-1.8V电压电路状态是不太稳定的,因此,这个电压范围是不允许的。
不同的高和低水平的数字电路线是不同的,但相关的是。
在测量的数字电路逻辑电平时,在第一输入加入高水平或水平,然后测量输出电压的高或低电平,并作出记录。
州一级的测量分析后,确定是否符合数字电路的逻辑关系。
如果不符合,做出一个详细的检查电路,集成电路或改变。
4.5电路调整方法
在进行测试的时候,我们可能需要对有些元件的参数进行调整。
调整的方法一般来说我们可以分为两种:
(1)选择法。
通过替换组元件从而来选择我们需要的合适的电路参数(性能或技术指标)。
在现有的电路原理图中,元件的参数一般都会标有“*”,这就表示在调整的时候是需要准确地选择的。
因为重复替换元件不是那么太方便的,一般总是先调节组件的参数属性,调整后确定元件参数属性,改变选定的参数属性值相同的固定元件。
(2)调节可调元件法。
电路中装有的调整元件(如电位器调整,微调电感或微调等。
它的优点就是方便调整,在电路工作一段时间后,如果元件的状态发生了变化,也可以自由的调整,但调整元件的可靠性不是太高,体积也会大于固定元件。
上述两种方法适用于静态和动态调整。
静态测试和调整的内容非常多,适用于产品开发阶段时或者是初学者用于学习,测试电路在生产阶段的测试中,是为了提高生产的速度,通常如果只做简单的相关测试,主要由调整可调设备。
对于不合格的电路,也只是简单的检查,我们可以观察有短路或断线这些。
如果找不到故障原因,应当立即在地板上注明出现故障的现象,然后转向维护和生产线维护,以免延误调试生
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