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单片机编程控制LED七段数码管作显示的篮球赛计时计分系统

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楼主
ID:867528 发表于 2020-12-25 09:43 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本次设计用由AT89C51编程控制LED七段数码管作显示的球赛计时计分系统。系统应具有赛程定时设置，赛程时间暂停，及时刷新甲、乙双方的成绩以及赛后成绩暂存等功能。
内容包括：显示、键盘、时钟等内容
  •    设计说明
2.1需求分析
2.1.1 计分系统
分为“A队”和“B队”的“3分”，“2分”，“1分”各六个按键输入部分，以及两队比分的LED显示部分。在每次增加分数的同时，“24秒”计时恢复为初始值，“12分钟”计时暂停，等待比赛的继续进行
2.1.2 计时系统
（1）比赛开始/继续：当“比赛开始/继续”键按下后，“24s”和“12分钟”计时器开始倒计时；
（2）手动24s复位：当“24s复位” 键按下后，“24s”倒计时恢复初始值，“12分钟”倒计时暂停，等待比赛的继续；
（3）比赛暂停：“比赛暂停”键按下后，“24s”倒计时和“12分钟”倒计时均暂停，等待比赛的继续进行；
（4）自动增加比赛节数：当“12分钟”倒计时完成后，判断当前节数是否为最后一节，若不是，则节数自动增加，并“12分钟”和“24s”均恢复默认值，等待下一节比赛的进行。
2.2原理分析

采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件。利用7段共阴LED作为显示器件。在此设计中共接入了6个7段共阴LED显示器，其中2个4位LED显示器用于记录AB队的分数，每队1个4位LED显示器显示范围可达到0～999分，足够满足赛程需要；2个两位LED显示器用来记录赛程时间，其中1个用于显示分钟，1个用于显示秒钟；使用1个2位LED显示器用于显示“24s”倒计时，赛程计时均采用倒计时方式。即比赛前将时间设置好，即12分钟，比赛开始时启动计时，直至计时到零为止。本设计中设立了10个按键，其中6个用于设置两队的比分，1个用于比赛开始/比赛继续，1个用于暂停，1个用于手动增加比赛节数，一个用于恢复“24s”倒计时等功能。

2.3总体设计
系统主要包括单片机、LED显示电路、按键控制电路、时钟电路及复位电路等组成
2.4软硬件设计
2.4.1 硬件设计
设计思路：
（1）按键模块设计 :
按键接至P1口和P3口，按键按下时输入是低电平。键的设置如下：“A1”,“A2”，“A3”键是A队加1分、加2分，加3分键盘，B队同理。“比赛开始/比赛继续”是启动键，“比赛暂停”是暂停键。此外，还有两个按键， “24s”复位键，“增加比赛节数”键。
（2） LED显示模块设计 :
显示分为计时和计分显示两个部分，均采用共阴极LED数码管动态扫描显示，由2个四位一体和4个两位一体的共阴极数码管构成。数码管的7个段控端输出经过74HC573驱动器进行电流放大驱动接至P0口。采用动态扫描方式，在足够短的周期内，使各位数码管逐个轮流受控显示。
设计截图：
2.4.2 软件设计
软件设计采用C语言模块设计方法，程序由主程序、T0中断程序、显示程序、外部中断0程序、按键程序、初始函数、计时函数、延时函数组成。

测试结果与分析
设计采用C语言编程，在Keil C51软件编译环境中，经过编译和连接，生成十六进制的目标代码文件.hex。在硬件上，用Proteus软件绘制出原理图，经过纯电路调试无误后，将生成的目标代码文件加载到Proteus界面的AT89C51中。接着再进行软硬件联合调试，反复调试，直至所有显示及按键功能实现，直至仿真成功。
运行截图：
  •    框图
C语言程序代码：
  1. #include<reg52.h>
  2. #include<absacc.h>

  4. #define uchar unsigned char
  5. #define uint unsigned int

  7. sbit A8=P2^0;
  8. sbit A9=P2^1;
  9. sbit A10=P2^2;
  10. sbit A11=P2^3;
  11. sfr P00=0x80;


  14. uchar code wei_1[]={0X01,0X02,0X04,0X08,0X10,0X20,0X40,0X80};
  15. uchar code table[]={0X3F,0X06,0X5B,0X4F,0X66,0X6D,0X7D,0X07,0X7F,0X6F,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0X00,0X40};

  17. uchar minute=12;  //分
  18. uchar second=0;   //秒
  19. uchar key_status=0;     //按键状态值
  20. uchar scoreA=0;     //A队得分
  21. uchar scoreB=0;     //B队得分
  22. uchar count1=20;    //记录定时器时间
  23. uchar match=1;      //比赛节数
  24. uchar rule_time=24; //记录24秒规则
  25. uchar rule_flag=0;          //记录24秒规则是否启用


  28. /*
  29. 初始化IO口
  30. */
  31. void IO_init(){
  32.     A8=0;
  33.     A9=0;
  34. }
  35. /*
  36. 初始化时间
  37. */

  39. void time_init(){
  40.     TMOD = 0x01;
  41.     TH0 = (65536-50000)/256;
  42.     TL0 = (65536-50000)%256;
  43.     EA = 1;
  44.     ET0 = 1;
  45. }
  46. /*
  47. 延时函数
  48. */
  49. void delay_ms(uint z){
  50.   uint i;
  51.     uchar j;
  52.     for(i=0;i<z;i++){

  54.         for(j=0;j<100;j++);
  55.     }
  56. }

  58. /*
  59. 计时函数
  60. */
  61. void T0_Time() interrupt 1 using 1{
  62.     if (count1-- == 0)
  63.     {
  64.         second--;
  65.         rule_time--;
  66.         count1 = 20;
  67.     }
  68.     TH0 = (65536-50000)/256;
  69.     TL0 = (65536-50000)%256;
  70. }

  72. /*
  73. 时间显示函数
  74. */
  75. void time_display(uchar w2,uchar d2){
  76.     uchar shi1,ge1;
  77.     shi1=d2/10;
  78.     ge1=d2%10;

  80.     P00=wei_1[w2];
  81.     A10=1;
  82.     A10=0;
  83.     P00=table[shi1];;
  84.     A8=1;
  85.     A8=0;
  86.     delay_ms(5);
  87.     P00=0;
  88.     A10=1;
  89.     A10=0;
  90.     A8=1;
  91.     A8=0;

  93.     P00=wei_1[w2+1];
  94.     A10=1;
  95.     A10=0;
  96.     P00=table[ge1];
  97.     A8=1;
  98.     A8=0;
  99.     delay_ms(5);
  100.     P00=0;
  101.     A10=1;
  102.     A10=0;
  103.     A8=1;
  104.     A8=0;  
  105. }

  107. /*
  108. 分数显示函数
  109. */
  110. void score_dispaly(uchar w2,uchar d2){
  111.     uchar qian2,shi2,ge2;
  112.     qian2=d2/100;
  113.     shi2=d2%100/10;
  114.     ge2=d2%100%10;

  116.     P00=wei_1[w2];
  117.     A9=1;
  118.     A9=0;
  119.     P00=table[qian2];;
  120.     A8=1;
  121.     A8=0;
  122.     delay_ms(10);
  123.     P00=0;
  124.     A9=1;
  125.     A9=0;
  126.     A8=1;
  127.     A8=0;

  129.     P00=wei_1[w2+1];
  130.     A9=1;
  131.     A9=0;
  132.     P00=table[shi2];
  133.     A8=1;
  134.     A8=0;
  135.     delay_ms(10);
  136.     P00=0;
  137.     A9=1;
  138.     A9=0;
  139.     A8=1;
  140.     A8=0;  

  142.     P00=wei_1[w2+2];
  143.     A9=1;
  144.     A9=0;
  145.     P00=table[ge2];
  146.     A8=1;
  147.     A8=0;
  148.     delay_ms(10);
  149.     P00=0;
  150.     A9=1;
  151.     A9=0;
  152.     A8=1;
  153.     A8=0;
  154. }

  156. /*
  157. 键盘输入函数
  158. */
  159. void key(){
  160.     static uchar key_new = 0, key_l;
  161.     key_status = 0;                 
  162.     P1 = 0x0f;
  163.     if((P1 & 0x0f) != 0x0f)   
  164.     {
  165.         delay_ms(1);           
  166.         if(((P1 & 0x0f) != 0x0f) && (key_new == 1))
  167.         {                     
  168.             key_new = 0;
  169.             /*
  170.             矩阵键盘扫描
  171.             */
  172.             key_l = (P1 | 0xf0);  
  173.             P1 = key_l;
  174.             switch(P1)
  175.             {
  176.                 /*
  177.                 开始计时/比赛继续  
  178.                 */
  179.                 case 0x7e:
  180.                     TR0=1;
  181.                     rule_flag=1;
  182.                     time_display(6,rule_time);
  183.                     break;     
  184.                 /*
  185.                 暂停比赛
  186.                 */
  187.                 case 0x7d:
  188.                     TR0=0;
  189.                     break;

  191.                 /*
  192.                 加分，同时24秒清零和总计时器停止计时
  193.                 */
  194.                 case 0xee:
  195.                     TR0=0;
  196.                     scoreA +=3;
  197.                     rule_time=24;  
  198.                     rule_flag=0;
  199.                     break;
  200.                 case 0xed:
  201.                     TR0=0;                 
  202.                     scoreA +=2;
  203.                     rule_time=24;  
  204.                     rule_flag=0;
  205.                     break;
  206.                 case 0xeb:
  207.                     TR0=0;
  208.                     scoreA +=1;
  209.                     rule_time=24;  
  210.                     rule_flag=0;
  211.                     break;
  212.                 case 0xde:
  213.                     TR0=0;
  214.                     scoreB +=3;
  215.                     rule_time=24;  
  216.                     rule_flag=0;
  217.                    break;
  218.                 case 0xdd:
  219.                     TR0=0;
  220.                     scoreB +=2;
  221.                     rule_time=24;  
  222.                     rule_flag=0;
  223.                     break;
  224.                 case 0xdb:
  225.                     TR0=0;
  226.                     scoreB +=1;
  227.                     rule_time=24;  
  228.                     rule_flag=0;
  229.                     break;
  230.                 /*
  231.                 增加比赛节数，同时24秒复位和总计时器复位
  232.                 */
  233.                 case 0xbd:
  234.                     match++;
  235.                     minute=12;
  236.                     second=0;
  237.                     TR0=0;
  238.                     rule_time=24;  
  239.                     rule_flag=0;
  240.                     break;
  241.                 /*
  242.                 手动24秒复位
  243.                 */
  244.                 case 0xbe:
  245.                     if(TR0==1){
  246.                             rule_time=0;  
  247.                             rule_flag=0;
  248.                     }else{
  249.                             rule_flag=0;
  250.                     }
  251.                     break;
  252.             }  
  253.         }         
  254.     }
  255.     else
  256.     {
  257.         key_new = 1;
  258.     }
  259. }

  261. void main()
  262. {
  263.     IO_init();
  264.     time_init();
  265.     while(1){
  266.         key();

  268.         if(second==0){
  269.             /*
  270.                 判断某节比赛是否结束
  271.             */
  272.             if(minute==0){
  273.                 /*
  274.                 判断是否为最后一节比赛
  275.                 */
  276.                 if(match<4){
  277.                     /*
  278.                     计时系统恢复为默认值，比赛节数加一
  279.                     */
  280.                     second=60;
  281.                     minute=11;
  282.                     match++;
  283.                     rule_time=24;  
  284.                     rule_flag=0;
  285.                 }  
  286.                 TR0=0;
  287.             }
  288.             /*
  289.             比赛分钟数减一
  290.             */
  291.             else {
  292.                 second=60;
  293.                 minute--;
  294.             }              
  295.         }
  296.         /*
  297.         24秒结束，计时器暂停和24秒复位
  298.         */
  299.         if(rule_time<=0){
  300.             TR0=0;
  301.             rule_time=24;  
  302.         }

  304.         /*
  305.         显示
  306.         */
  307.         time_display(0,minute);
  308.         time_display(2,second);
  309.         time_display(4,match);
  310.         time_display(6,rule_time);
  311.         score_dispaly(1,scoreA);
  312.         score_dispaly(5,scoreB);
  313.     }
  314. }
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沙发
ID:891769 发表于 2021-3-14 19:17 | 只看该作者
能分享一下Proteus仿真工程吗?自己画太麻烦了
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板凳
ID:894520 发表于 2021-4-19 13:14 来自手机 | 只看该作者
仔aa 发表于 2021-3-14 19:17
能分享一下Proteus仿真工程吗?自己画太麻烦了

你好，现在有Protus仿真程序了嘛
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地板
ID:1026567 发表于 2022-5-15 12:27 | 只看该作者
你好，能不能把仿真图分享一下，
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5#
ID:1025410 发表于 2022-5-16 19:36 | 只看该作者
吧主，求仿真图
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