電子線路課程設(shè)計報告--比賽記分牌

1、<p>　　電子線路課程設(shè)計報告</p><p>　　設(shè)計題目： 比賽記分牌 </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　班 級： </p><p>　　

2、學(xué) 號： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　同組人員： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>

3、;　　完成日期： 2011年12月22日 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 設(shè)計任務(wù)和性能指標1</p><p>　　1.1 設(shè)計任務(wù)1</p><p>　　1.2 性能指標1</p><p><b>

4、　　2 設(shè)計方案2</b></p><p>　　2.1 需求分析2</p><p>　　2.2 方案論證2</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計3</p><p>　　3.1 按鍵電路的設(shè)計3</p><p>　　3.2 數(shù)碼管特性及使用3</p><p>　　3.3 A

5、T89S52單片機引腳4</p><p>　　3.4 集成塊74LS06的使用5</p><p>　　3.5電源電路的設(shè)計6</p><p>　　3.6 硬件連線6</p><p>　　3.7 元器件清單6</p><p>　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計7</p><p>　　4.1 軟件流程

6、圖7</p><p><b>　　5 仿真與調(diào)試8</b></p><p>　　5.1 調(diào)試步驟8</p><p>　　5.2 硬件調(diào)試8</p><p>　　5.3 軟件調(diào)試9</p><p>　　5.2 仿真結(jié)果及性能分析9</p><p><b>

7、;　　6 總結(jié)10</b></p><p><b>　　參考文獻11</b></p><p>　　附錄1 系統(tǒng)硬件電路圖12</p><p>　　附錄2 程序清單13</p><p>　　1 設(shè)計任務(wù)和性能指標</p><p><b>　　1.1 設(shè)計任務(wù)</b

8、></p><p>　　1、啟動時顯示為10分；</p><p>　　2、當?shù)梅謺r加上相應(yīng)分數(shù)，失分時減去相應(yīng)分數(shù)；</p><p>　　3、記分范圍為0-100分。</p><p><b>　　1.2 性能指標</b></p><p>　　基于AT89S52單片機比賽記分牌，采用12MHz

9、晶振。</p><p>　　1、啟動時顯示為10分。</p><p>　　2、當?shù)梅值臅r候加上相應(yīng)的分數(shù)，失分時減去相應(yīng)的分數(shù)。</p><p>　　3、 計分范圍設(shè)為0~99</p><p><b>　　2 設(shè)計方案</b></p><p><b>　　2.1 需求分析</b&g

10、t;</p><p>　　現(xiàn)在大多數(shù)比賽活動中都會遇到需要向觀眾和選手展示選手得分的情況，需要用到比賽記分牌。在目前的市場上，普通計分牌系統(tǒng)都需要幾百塊，價錢比較高。本項目設(shè)計的記分牌系統(tǒng)，電路簡易，靈敏可靠，具有一定的使用價值和競爭價值。</p><p><b>　　2.2 方案論證</b></p><p>　　基于AT89S52單片機比賽計

11、分牌由顯示模塊、按鍵模塊、單片機主控模塊、電源模塊等組成，系統(tǒng)框圖如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1 基于AT89S52單片機比賽記分牌體統(tǒng)框圖</p><p><b>　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計</b></p><p>　　3.1 按鍵電路的設(shè)計</p><p>　　本次實驗用了三個按鍵電路:復(fù)位電路、加一電路

12、和減一電路。三個按鍵電路都是通過手動按下按鍵拉低電平來分別實現(xiàn)相應(yīng)的復(fù)位及加減功能。</p><p><b>　　圖2-5按鍵電路</b></p><p>　　3.2 數(shù)碼管特性及使用</p><p>　　數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位

13、、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到+5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發(fā)光二

14、極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。</p><p>　　數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另

15、外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮?xí)r間為1～2ms，由于人的

16、視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。下圖2-7分別為共陽極和共陰極數(shù)碼管引腳圖：</p><p>　　圖2-7左為共陽極右為共陰極引腳結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.3 AT89S52單片機引腳</p>

17、<p>　　功能特性：AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造,與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52具有以

18、下標準功能:8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM,32位I/O口線，看門狗定時器,2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。8位微

19、控制器 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程FLASH AT89S52P0口。其引腳結(jié)構(gòu)如圖2-8</p><p>　　圖2-8 AT89S52引腳圖</p><p>　　3.4 集成塊74LS06的使用</p><p>　　74LS06為集電極開路輸出的六組反相驅(qū)動器，其結(jié)構(gòu)如圖2-9所示，其中1A~6A為輸入端，1Y~6Y為輸出端：</p><p>　　

20、圖2-9 74LS06引腳圖</p><p>　　3.5電源電路的設(shè)計</p><p>　　電源電路為單片機以及其他模塊提供標準5V電源。其中VDD我直流電輸入端,可由4節(jié)干電池提供，VCC為5伏輸出端，如圖2-10</p><p><b>　　圖2-10電源電路</b></p><p><b>　　3.6 硬

21、件連線</b></p><p>　　系統(tǒng)板硬件連線如圖3-1所示：</p><p>　　(1) 單片機的P0口和P2口通過74LS06反相緩沖器依次接到數(shù)碼管的a~g端；</p><p>　　(2) 18和19引腳接外部晶振的時鐘電路；</p><p>　　(3) 9、12和13引腳接按鍵電路；</p><p&

22、gt;　　(4) 17引腳接蜂鳴器電路。</p><p><b>　　3.7 元器件清單</b></p><p><b>　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1 軟件流程圖</b></p><p>　　單片機開始運行時顯示選手10分，數(shù)碼管顯示10，主

23、程序循環(huán)調(diào)用顯示選手得分，當遇到中斷時，調(diào)用中斷程序，如果是P1則顯示數(shù)字加1，如果是P2則顯示數(shù)字減1。加1處理流程圖如圖4-1所示，減1處理流程圖如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-1 加1處理流程圖 圖4-2減1處理流程圖</p><p><b>　　5 仿真與調(diào)試</b></p><p>

24、<b>　　5.1 調(diào)試步驟</b></p><p>　　應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計完成后，在做實際電路之前我們可以利用仿真軟件進行仿真，來驗證設(shè)計方案與電路的準確性。單片機電路的仿真使用Proteus軟件。Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風標電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器

25、件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學(xué)的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10

26、/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種</p><p><b>　　5.2 硬件調(diào)試</b></p><p>　　硬件的調(diào)試主要是把電路各種參數(shù)調(diào)整到符合設(shè)計要求。先排除硬件故障，包括

27、設(shè)計性錯誤和工藝性障礙。一般原則是先靜態(tài)后動態(tài)。</p><p>　　利用萬用表或邏輯測試儀器，檢查電路中的各器件以及引腳是否連接正確，是否有短路障礙。</p><p>　　先要將單片機芯片取下，對電路板進行檢查，通過觀察看是否有異常，是否有虛焊的情況，然后用萬用表測試各電源電壓，若這些都沒問題，則可上電調(diào)試。</p><p><b>　　5.3 軟件調(diào)試

28、</b></p><p><b>　　調(diào)試方法:</b></p><p>　　通常一個程序應(yīng)至少具備四種性能：跟蹤、斷點、查看變量、更改數(shù)值。本實驗?zāi)K分明，可按模塊分別調(diào)試，通過后再整體調(diào)試，正確無誤后用在系統(tǒng)編程器將程序固化到AT89S52 的FLASH ROM中，接上電源脫機運行。</p><p>　　5.2 仿真結(jié)果及性能分

29、析</p><p><b>　　仿真結(jié)果：</b></p><p><b>　　1．上電復(fù)位：</b></p><p><b>　　2. 減一電路：</b></p><p><b>　　3. 加一電路：</b></p><p>&l

30、t;b>　　6 總結(jié)</b></p><p>　　通過一周的努力，本次科研實踐務(wù)圓滿完成，系統(tǒng)部分功能已實現(xiàn)。將程序燒入芯片調(diào)試成功后，可實現(xiàn)比賽計分功能。該設(shè)計通過制作記分牌，將幾個模塊有機融合起來，對使用單片機設(shè)計記分牌進行了分析設(shè)計，并介紹了基于單片機比賽記分牌的硬件組成，功能模塊清晰，編程時，根據(jù)硬件來分模塊編程。當然這中間也還是有許多不足之處，一開始電路不是很穩(wěn)定，尤其是數(shù)碼管部分，按

31、設(shè)計要求應(yīng)是每次加一或減一，有時也會出現(xiàn)加二或三的情況，后來與同學(xué)們探討，才知道是鍵盤抖動問題，于是加了一段鍵盤去抖程序方始電路顯示穩(wěn)定； 這次的單片機課程設(shè)計使我收益頗豐，從硬件原理圖到編程、仿真、軟硬件調(diào)試，中間遇到了很多問題，這促使我通過各種途徑來解決問題：到圖書館查閱資料，上網(wǎng)搜索以及請教指導(dǎo)老師等等，克服了一個個的難題，最終做成了這個簡易的比賽記分牌，對整個的過程更加熟悉，對其中的原理更加清晰。科研實踐是本科學(xué)習(xí)階段很有價值

32、的理論與實踐相結(jié)合的機會，這次科研實踐能順利完成，要由衷的感謝劉會衡老師孜孜不倦的教誨、細心的指導(dǎo)和耐心的講解，以及同學(xué)的熱情幫助，讓我學(xué)會了很多東西。</p><p>　　這次比賽記分牌的設(shè)計提高了我運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課來解決實際問題的能力，看到了單片機應(yīng)用的實際價值。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　郭建江

33、，《單片機技術(shù)與應(yīng)用》，東南大學(xué)出版社，2008</p><p>　　呂林濤，《微型計算機原理與接口技術(shù)》，科學(xué)出版社，2010</p><p>　　楊居義，《單片機課程設(shè)計指導(dǎo)》，清華大學(xué)出版社，2009</p><p>　　陳舜清，堯琛《C語言程序設(shè)計》，南京大學(xué)出版社，2008 </p><p>　　譚浩強，《C語言程序設(shè)計》，清華大

34、學(xué)出版社，2005</p><p>　　薛小鈴，劉志群，賈俊榮，《單片機接口模塊應(yīng)用與開發(fā)實例詳解》，北京航空航天大學(xué)出版社，2010</p><p>　　盛世電子科技，《LED數(shù)碼管顯示原理》</p><p>　　Proteus軟件，Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件</p><p>　　聶典編著，《基于Mu

35、ltisim10的51單片機仿真實戰(zhàn)教程——使用匯編和C語言》，電子工業(yè)出版社，2010</p><p>　　張齊，朱寧西，《單片機系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)-基于Proteus單片機仿真和C語言編程》，機械工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　周潤景，張麗娜，丁莉編著，《基于PROTEUS的電路及單片機設(shè)計與仿真》，北京航空航天大學(xué)出版社，2010.01</p><p>

36、;　　陳志旺，《51系列單片機系統(tǒng)設(shè)計與實踐》，電子工業(yè)出版社，2010</p><p>　　《Proteus在單片機仿真中的應(yīng)用》作者：李娜，劉雅舉；刊名：現(xiàn)代電子技術(shù)；出版日期：2007第4期</p><p>　　中國技術(shù)成果大全編輯部，《中國技術(shù)成果大全》總第69期 天津?qū)］?，科學(xué)技術(shù)文獻出版社，1991</p><p>　　謝自美，《電子線路設(shè)計、實驗、測試

37、》，華中科技大學(xué)出版社，2000</p><p>　　《基于單片機的智能籃球記分器的設(shè)計》作者：胡文鋒，肖飛，廖名洋，張玉富；刊名：微型機與應(yīng)用；出版日期：2011第6期</p><p>　　《無線搖控記分器》作者：何永琴；刊名：內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(教育科學(xué)版)；出版日期：1999第4期</p><p>　　《無線搶答記分器的設(shè)計》作者：包曉敏;汪亞明；刊名：浙江工

38、程學(xué)院學(xué)報；出版日期：2004第2期</p><p>　　附錄1 系統(tǒng)硬件電路圖</p><p><b>　　附錄2 程序清單</b></p><p>　　基于AT89S52單片機的比賽記分牌設(shè)計程序如下：</p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　LJMP MAIN&l

39、t;/p><p>　　ORG0003H</p><p>　　LJMPJIAYI</p><p>　　ORG0013H</p><p>　　LJMPJIANYI</p><p>　　ORG0040H</p><p>　　COUNTEQU30H </p&g

40、t;<p>　　MAIN:MOVSP,#40H </p><p>　　MOVCOUNT,#10H</p><p><b>　　SETBEX0</b></p><p><b>　　SETBEX1</b></p><p><b>　　SETBIT

41、0</b></p><p><b>　　SETBIT1</b></p><p><b>　　SETBEA</b></p><p>　　MOVDPTR,#SMBIAO</p><p>　　XSHI:MOVA,COUNT;;顯示得分 </p><

42、;p><b>　　SWAPA</b></p><p>　　ANLA,#0FH</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR</p><p><b>　　MOVP0,A</b></p><p>　　MOVA,COUNT</p><p>　　ANL

43、A,#0FH</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR</p><p><b>　　MOVP2,A</b></p><p>　　LJMPXSHI</p><p>　　SMBIAO: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH </p>

44、<p>　　ORG 0200H</p><p>　　JIAYI:LCALL delay</p><p>　　JB P3.2,E1</p><p>　　MOVA,COUNT; </p><p>　　ADDA,#01H</p><p>　　LCALL delay</p

45、><p><b>　　DAA</b></p><p>　　MOV COUNT,A</p><p>　　SHYING:CPLP3.7; </p><p>　　LCALL delay</p><p>　　JNBP3.2,SHYING</p><p&

46、gt;　　E1:RETI</p><p>　　ORG0300H</p><p>　　JIANYI: LCALL delay</p><p>　　JB P3.3,E2</p><p>　　CLRC; </p><p>　　MOVA,#9AH</p><

47、;p>　　SUBBA,#01H</p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　ADDA,COUNT</p><p><b>　　DAA</b></p><p>　　MOVCOUNT,A</p><p>　　SHYING1:CPLP3.7 &

48、lt;/p><p>　　LCALL delay</p><p>　　JNBP3.3,SHYING1</p><p>　　E2:RETI</p><p>　　delay: mov r5,#100</p><p>　　d0: mov r6,#100</p><p>