单片机课程设计(24秒篮球计数器)

1.引言目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。

单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒。

数字显示的计时装置,广泛用于比赛,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。

诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。

因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

2 设计要求1、具有24s计时功能。

2、设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停 /连续功能。

3、计时器为24秒递减时，计时间隔为1秒。

4、计时器递减到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。

5、有直接清零然后恢复到24秒，准备重新开始计数。

学生在教师指导下，综合运用所学知识完成基于单片机的篮球比赛24秒计时器设计。

要求设计一个24秒计时电路，并具有时间显示的功能。

要求：1、设置外部操作开关，控制计数器的直接清零、启动和暂停/连续计时。

2、要求计时电路递减计时，每隔1秒钟，计时器减1。

3、当计时器减到0时，显示器上显示00，同时发出光电报警信号。

3设计思路：选用AT89C51作为主控芯片，晶振是6KHz，机械周期为1ms，所以循环10次为1s。

P0口作为段码输出，P2.0、P2.1作为位控，高电平有效。

数码管是液晶显示，采用动态显示，两个串行口作为中断入口，高电平有效，启动T0定时器/计数器进行计数，低电平有效。

图2.2.1是系统硬件设计电路图一。

时间设置完后，启动定时器T0开始定时计数。

计时采用倒计时，比如：设置的时间为24秒钟，则在LED上显示24两位数。

定时T0计数24秒后中断返回，继续定时计数下一个24秒；同时则在2位LED显示器上显示，表示时间已经过去1秒钟，即为23秒。

这样一直持续下去。

知道变为“00”时表示赛程结束。

如果比赛中裁判叫停，则只要按下键，即可暂停计时。

3.1总体设计框图图1 倒计时设计总体框图4基本原理24秒计时器的总体参考方案框图如图1所示。

它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路（简称控制电路）等五个模块组成。

其中计数器和控制电路是系统的主要模块。

计数器完成24秒计时功能，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。

秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要求并不太高，故电路可采用单片机定时器。

译码显示电路由共阴极七段LED显示器组成。

报警电路在实验中用发光二极管和鸣蜂器。

主体电路： 24秒倒计时。

24秒计数芯片的置数端清零端共用一个开关，比赛开始后，24秒的置数端无效，24秒的倒数计时器的倒数计时器开始进行倒计时，逐秒倒计到零。

选取“00”这个状态，通过组合逻辑电路给出截断信号，让该信号与时钟脉冲在与门中将时钟截断，使计时器在计数到零时停住。

5硬件电路设计单片机STC89C51简介AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。

管脚说明VCC：供电电压。

AT89C51 GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。

在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（计时器0外部输入）P3.5 T1（计时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。

此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

/PSEN：外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：来自反向振荡器的输出。

振荡器特性:XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。

该反向放大器可以配置为片内振荡器。

石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。

如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。

有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

图 2 AT89S52单片机引脚图6硬件电路图6.1时钟电路模块时钟电路在单片机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。

在一个单片机应用系统中，时钟是保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢。

为达到振荡周期是12MHZ的要求，这里要采用12MHZ的晶振，另外有两个22P的电容，两晶振引脚分别连到XTAL1和XTAL2振荡脉冲输入引脚。

具体连接图如图3所示：图五报警电路7源程序# include<reg52.h># include<intrins.h># define uint unsigned int# define uchar unsigned charsbit w1=P2^0;sbit w2=P2^1;sbit key1=P3^2;sbit key2=P3^3;sbit key3=P3^4;sbit BEEP=P1^1;uint num,num1,shi,ge;uchar code table[ ]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,}; void delay(uint z){uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--) ;}/*void delay1(uchar x) //x*0.14MS{uchar i;while(x--){for(i=0;i<13;i++) { }}}void beep(void){uchar i;for (i=0;i<50;i++){delay1(4);BEEP=!BEEP;}}/*按键扫描函数*/void keyscan(){if(key1==0){delay(5);if(key1==0){while(!key1);TR0=1;}}if(key2==0){delay(5);if(key2==0){while(!key2);TR0=0;while(!key3);num1=24;TR0=1;BEEP=1;}}}void init(){num1=24;TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;}void display(uchar shi,uchar ge){P0=table[shi];w1=1; w2=0;delay(2);P0=table[ge];w1=0; w2=1;delay(2);if(num1==0){TR0=0;BEEP=0;}}void main(){init();while(1){keyscan( );if(num==20){num=0;num1--;}ge=num1%10;shi=num1/10;display(shi,ge);}}void time1( ) interrupt 1{TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;num++;}8仿真结果9心得体会通过了三个星期的动手操作，我已经非常熟悉了计时器的工作原理。