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1、目目录录一、设计思路.11.1 设计思路.11.2 采取的技术方案.1二、设计过程和说明.22.1 总体方案设计.22.2 硬件部分设计.22.2.1 单片机最小系统.22.2.2 显示电路设计.32.2.3 报警电路设计.32.2.4 按键控制电路设计.32.3 系统软件设计.42.3.1 主程序设计.42.3.2 报警子程序设计.62.3.3 按键控制设计子程序.62.4 设计遇到的问题及解决措施.7三、设计成果简介.83.1 产品特点.83.1.1 技术指标.83.1.2 性能特点.83.1.3 创新之处.83.1.4 实用性.83.2 归纳与总结.83.3 资料截图.9五、参考文献.1
2、41一、设计思路1.1 设计思路设计思路本设计是以排球运动为基础做的一个比赛计分功能系统,使用按键通过 STC89C52 单片机给 LCD 液晶显示模块发送指令完成计分显示功能。从侧面来说,本设计的方便于记录比赛进行时的分数,让人们越来越关注,并且喜欢上排球这项运动,又利于普及排球运动的知识,也有利于人们增强自身的身体体质。本设计采用的是 STC89C52 单片机系统,设计一种便于对排球比赛进行记录比分的计分控制系统,首先通过双方比赛的的得分按下得分按键后再通过 LCD1602 显示屏显示当前双发分数比分。1.2 采取的技术方案采取的技术方案根据任务书明确设计的目标与设计内容及相关要求进行文献
3、资料检索、制定技术方案、采用的单片机系统。使用 Altium Designger 20 设计硬件、电烙铁和万用表等工具进行硬件调试及修改。从选用所需完成功能、控制线路设计入手,通过外部接线图设计、单片机控制、硬件调试、故障检修与排除、程序修改及完善等技术路线和方案,撰写毕业设计说明书,完成本次设计。2二、设计过程和说明2.1 总体方案设计总体方案设计本设计是由按键控制模块、复位电路、系统电源、STC89C52 单片机、以及液晶显示模块和蜂鸣器组成。按键控制模块输送数据通过 STC89C52 单片机后,将数据处理后通过液晶显示器显示。排球计分器的总体框图如图 1-1 所示。图 1-1 排球计分器
4、总体框图2.2 硬件部分设计硬件部分设计2.2.1 单片机最小系统单片机最小系统本设计采用的是 STC89C52 单片机系统,STC89C52 单片机是一个低电压,高性能 CMOS 8位单片机,在本设计中起到了核心作用,内涵 8K bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256bytes 的随机存取数据存储器,器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准 MCS-51 指令系统,片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元,AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。而单片机 STC89C52 的功能有兼容 MCS51 指令系统、8kB 可反
5、复擦写(大于 1000 次)FlashROM、32 个双向 I/O 口、256x8bit 内部 RAM、3 个16 位可编程定时/计数器中断、时钟频率 0-24MHz、2 个串行中断、可编程 UART 串行通道、2 个外部中断源,共 6 个中断源、2 个读写中断口线,3 级加密位、低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能、有 PDIP、PQFP、TQFP 及 PLCC 等几种封装形式,以适应不同产品的需求。单片机系统如图 2-1 所示。3图 2-1 单片机系统2.2.2 显示电路设计显示电路设计本设计采用的是 LCD1602 液晶显示器,通过采集数据转化为双方比赛比分和局数比分。显示电路如图
6、 2-2 所示。图 2-2LCD1602 液晶显示器图2.2.3 报警电路设计报警电路设计电路通过三极管连接一个电阻与单片机端口连接通过按键控制蜂鸣器进行报警,当比赛暂停或需进行技术研讨时可按下按键进行报警。报警电路如图 2-3 所示。图 2-3 报警电路图2.2.4 按键控制电路设计按键控制电路设计本电路共设计了十一个按键控制,其中四个按键为两队比赛得分跟总局得分,四个按键为防止按键按错得分而进行减分,一个按键为清零,一个按键为交换场地,一个按键为4蜂鸣器报警。按键控制电路如图 2-4 所示。图 2-4 按键控制电路图2.3 系统软件设计系统软件设计2.3.1 主程序设计主程序设计本次设计的
7、主程序流程图如图 2-5 所示。5图 2-5 主程序设计流程图62.3.2 报警报警子程序设计子程序设计当比赛开始或结束,中途进行技术研讨和替换人员时按下蜂鸣器按键 K11 进行报警。报警子程序设计流程如图 2-6 所示。图 2-6 报警子程序流程图2.3.3 按键控制按键控制设计子程序设计子程序本设计的控制按键程序设计如图 2-7 所示,当比赛开始双方得分或一方获得胜利结束,通过按键控制当前局数和比分,并利用 LCD1602 液晶显示器进行显示,能够随时刷新甲、乙两队在整个比赛中的比赛成绩。按键控制设计子程序流程如图 2-7 所示。7图 2-7 按键控制子程序流程图2.4 设计遇到的问题及解
8、决措施设计遇到的问题及解决措施1、用 AT 型号单片机录入程序时,发现程序无法运行下载进单片机内,显示编程器错误。换成 STC 型号单片机后录入程序,程序成功运行且下载进入到单片机内,问题解决。2、通上电源后录入 LCD1602 的程序,发现 LCD1602 背光且不显示数据。用万用表检测LCD1602,发现各个端口连接正常,排除硬件问题。通过查阅资料发现 LCD1692 读写时序严格,所以即时重新编写液晶子程序,然后每次操作时都是显示检查液晶正忙,问题解决。3、对于使用 Altium Designer 不太熟练,无法正常的进行绘制原理图和电路设计。通过查阅相关资料和视频教程慢慢解析之后,一步
9、一步的绘制出了原理图和电路设计,问题解决。8三、设计成果简介3.1 产品特点产品特点3.1.1 技术指标技术指标表 3-1 技术指标类别说明工作电源DC5V工作环境540工作电流100200mA单片机类型STC89C523.1.2 性能特点性能特点本设计采用单片机为核心控制器件,对输入的按键信息进行采集和处理,通过 LCD1602液晶显示器进行显示。本设计价格低廉、性能稳定功耗低、操作方便并且易于携带,采用的 STC89C52 芯片编程灵活,低压高性能,而且本设计系统采用的都是低功耗器件,具有节能环保的特点。3.1.3 创新之处创新之处本设计采用 LCD1602 液晶显示器显示双方比分和局数比
10、分数据,利用单片机 STC89C52单片机实现智能控制,而且 STC89C52 单片机具有低功耗的优势,非常适合排球比赛进行。3.1.4 实用性实用性因为本身成本低且易携带,采用的单片机系统有低功耗的特点,所以可用于各规模小型排球比赛,本产品设计由于采用的是手动控制双方比赛比分,所以不存在机器自动加分等问题。3.2 归纳与总结归纳与总结通过这次排球计分器的设计和制作,使我的学习能力得到了提高,而在设计的过程、软件编写、设计电路和编写程序等过程中遇到了很多的困难,让我学到了做事不能一步登天,做什么事情都要一步一步的来,不懂得话就问老师或者同学,上午查阅资料,耐心的把遇见的问题都一一攻克。而这次毕
11、业设计不仅给我提供自我锻炼的机会也是一次学习的机会更是一次检验自我能力和认识到自己不足的机会。在设计过程中遇到的困难和难题,这是不可避免中,把它当做是一次宝贵的自我锻炼经历,克服它战胜它解决它后会让自己感到无比的自豪和增加自己的信心,也有利于自己在未来踏入社会时能有坚强的意志力。9对我自己来说,这是一次难得经历,也是一次不论是知识上的收获也是一次精神上的收获。而这次毕业设计必将会是我人生路途中一次难忘而又美好的回忆。3.3 资料截图资料截图系统原理图如 3-4 所示。图 3-4 系统原理图程序代码#include/52 单片机文件typedef unsigned char uchar;type
12、def unsigned intuint;sbit K1=P32;/比赛倒计时开始/暂停sbit K2=P13;/乙队+1 按键sbit K3=P12;/乙队+2 按键sbit K4=P11;/甲队+1 按键sbit K5=P10;/甲队+2 按键sbit K6=P14;/甲队+1 按键sbit K7=P15;/乙队+1 按键sbit K8=P16;/预留按键sbit K9=P21;/甲队-1 按键sbit K10=P22;/甲队-1 按键10sbit K11=P23;/清零sbit K12=P24;/预留按键sbit K13=P36;sbit beep=P20;/蜂鸣器接口sbit RS=P
13、27;sbit E=P25;sbit LED=P17;char miao,fen,num,time,aa;uchar bb_G,cc_G;uchar bb,cc;uchar code table2=A.T 000:000 B.T;uchar code table3=B.T 000:000 A.T;uchar code table1=00SEC-0100;uchar switch_ab;void write_com(uchar com);void write_date(uchar date);#define Lcd1602_Demo_write_com write_com#define Lcd1
14、602_Demo_write_data write_datevoid DelayMs_utrl(unsigned int time)unsigned int i,j;for(i=0;itime;i+)for(j=0;j112;j+);/LCD1602 液晶写指令子函数void write_com(uchar com)RS=0;P0=com;delay(5);E=1;11delay(5);E=0;/LCD1602 液晶写数据子函数void write_date(uchar date)RS=1;P0=date;delay(5);E=1;delay(5);E=0;write_com(0 x38);/
15、LCD 设置初始化write_com(0 x0c);write_com(0 x06);write_com(0 x01);write_com(0 x80);/LCD 显示初始化for(i=0;i16;i+)write_date(table1i);write_com(0 x80+0 x40);for(i=0;i16;i+)write_date(table2i);if(num0;i-)beep=1;12delay(500);beep=0;delay(500);if(num=5)/终场结束,蜂鸣器发出 10s 的连续警报声beep=1;delay(10000);num=0;beep=0;/蜂鸣器关闭1
16、4五、参考文献1 王勇.基于单片机的计分器控制系统J.自动化与仪器仪表,2021(05):153-156.2 王子谦.基于单片机的计分器设计J.电子世界,2021(03):125-127.3 李萌.基于 STC89C52 的比赛计时计分器设计与实现J.计算机测量与控制,2020,28(07):260-264.4 郭畅.基于单片机的计分器系统的设计J.电子测试,2017(16):31-33+17.5 丁泊皓.基于单片机的比赛计时计分器系统的设计与实现J.数字通信世界,2018(02):61.6 赵源,韩旭,韩利凯.基于单片机的计时计分器设计J.电子世界,2016(05):59-60.7 赵素玲.
17、基于 STC89C52 单片机计分器的设计J.电脑知识与技术,2015,11(33):159-161.8 张应龙,李晓路.基于 STC89C52 单片机比赛计时计分系统设计与实现J.电子设计工程,2020,28(23):57-62.9 刘焯峰.基于单片机的计时计分器设计J.数字技术与应用,2014(05):59-60.10 郭志卓,陈振军.基于单片机控制的计分器设计J.电脑知识与技术,2014,10(12):2861-2863.11 陈红,韦金言,孟鹏飞,尹友鑫.基于单片机控制的计时计分器设计J.产业与科技论坛,2017,16(15):48-49.12 杨微,崔文峰.基于 STC89C52 单片机的计时计分器的设计J.电子制作,2014(13):2-3.13 汤子尧,李一凡,林子涵,彭宇睿,陈一帆.基于单片机的比赛计分器开发设计J.电子制作,2019(09):66-68.14 许年丰,张红风,艾贻飞.基于单片机的球赛计分器设计J.电子制作,2016(09):24-25.15 白亚梅,白永刚,张昌玉.基于单片机的计分器设计J.电子制作,2016(13):77.
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