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單片機編程控制LED七段數碼管作顯示的籃球賽計時計分系統

[復制鏈接]
ID:867528 發表于 2020-12-25 09:43 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本次設計用由AT89C51編程控制LED七段數碼管作顯示的球賽計時計分系統。系統應具有賽程定時設置，賽程時間暫停，及時刷新甲、乙雙方的成績以及賽后成績暫存等功能。
內容包括：顯示、鍵盤、時鐘等內容
  •    設計說明
2.1需求分析
2.1.1 計分系統
分為“A隊”和“B隊”的“3分”，“2分”，“1分”各六個按鍵輸入部分，以及兩隊比分的LED顯示部分。在每次增加分數的同時，“24秒”計時恢復為初始值，“12分鐘”計時暫停，等待比賽的繼續進行
2.1.2 計時系統
（1）比賽開始/繼續：當“比賽開始/繼續”鍵按下后，“24s”和“12分鐘”計時器開始倒計時；
（2）手動24s復位：當“24s復位” 鍵按下后，“24s”倒計時恢復初始值，“12分鐘”倒計時暫停，等待比賽的繼續；
（3）比賽暫停：“比賽暫停”鍵按下后，“24s”倒計時和“12分鐘”倒計時均暫停，等待比賽的繼續進行；
（4）自動增加比賽節數：當“12分鐘”倒計時完成后，判斷當前節數是否為最后一節，若不是，則節數自動增加，并“12分鐘”和“24s”均恢復默認值，等待下一節比賽的進行。
2.2原理分析

采用單片機AT89C51作為本設計的核心元件。利用7段共陰LED作為顯示器件。在此設計中共接入了6個7段共陰LED顯示器，其中2個4位LED顯示器用于記錄AB隊的分數，每隊1個4位LED顯示器顯示范圍可達到0～999分，足夠滿足賽程需要；2個兩位LED顯示器用來記錄賽程時間，其中1個用于顯示分鐘，1個用于顯示秒鐘；使用1個2位LED顯示器用于顯示“24s”倒計時，賽程計時均采用倒計時方式。即比賽前將時間設置好，即12分鐘，比賽開始時啟動計時，直至計時到零為止。本設計中設立了10個按鍵，其中6個用于設置兩隊的比分，1個用于比賽開始/比賽繼續，1個用于暫停，1個用于手動增加比賽節數，一個用于恢復“24s”倒計時等功能。

2.3總體設計
系統主要包括單片機、LED顯示電路、按鍵控制電路、時鐘電路及復位電路等組成
2.4軟硬件設計
2.4.1 硬件設計
設計思路：
（1）按鍵模塊設計 :
按鍵接至P1口和P3口，按鍵按下時輸入是低電平。鍵的設置如下：“A1”,“A2”，“A3”鍵是A隊加1分、加2分，加3分鍵盤，B隊同理。“比賽開始/比賽繼續”是啟動鍵，“比賽暫停”是暫停鍵。此外，還有兩個按鍵， “24s”復位鍵，“增加比賽節數”鍵。
（2） LED顯示模塊設計 :
顯示分為計時和計分顯示兩個部分，均采用共陰極LED數碼管動態掃描顯示，由2個四位一體和4個兩位一體的共陰極數碼管構成。數碼管的7個段控端輸出經過74HC573驅動器進行電流放大驅動接至P0口。采用動態掃描方式，在足夠短的周期內，使各位數碼管逐個輪流受控顯示。
設計截圖：
2.4.2 軟件設計
軟件設計采用C語言模塊設計方法，程序由主程序、T0中斷程序、顯示程序、外部中斷0程序、按鍵程序、初始函數、計時函數、延時函數組成。

測試結果與分析
設計采用C語言編程，在Keil C51軟件編譯環境中，經過編譯和連接，生成十六進制的目標代碼文件.hex。在硬件上，用Proteus軟件繪制出原理圖，經過純電路調試無誤后，將生成的目標代碼文件加載到Proteus界面的AT89C51中。接著再進行軟硬件聯合調試，反復調試，直至所有顯示及按鍵功能實現，直至仿真成功。
運行截圖：
  •    框圖
C語言程序代碼：
  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;     //按鍵狀態值
  20. uchar scoreA=0;     //A隊得分
  21. uchar scoreB=0;     //B隊得分
  22. uchar count1=20;    //記錄定時器時間
  23. uchar match=1;      //比賽節數
  24. uchar rule_time=24; //記錄24秒規則
  25. uchar rule_flag=0;          //記錄24秒規則是否啟用


  28. /*
  29. 初始化IO口
  30. */
  31. void IO_init(){
  32.     A8=0;
  33.     A9=0;
  34. }
  35. /*
  36. 初始化時間
  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. 延時函數
  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. 計時函數
  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. 時間顯示函數
  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. 分數顯示函數
  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. 鍵盤輸入函數
  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.             矩陣鍵盤掃描
  171.             */
  172.             key_l = (P1 | 0xf0);  
  173.             P1 = key_l;
  174.             switch(P1)
  175.             {
  176.                 /*
  177.                 開始計時/比賽繼續  
  178.                 */
  179.                 case 0x7e:
  180.                     TR0=1;
  181.                     rule_flag=1;
  182.                     time_display(6,rule_time);
  183.                     break;     
  184.                 /*
  185.                 暫停比賽
  186.                 */
  187.                 case 0x7d:
  188.                     TR0=0;
  189.                     break;

  191.                 /*
  192.                 加分，同時24秒清零和總計時器停止計時
  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.                 增加比賽節數，同時24秒復位和總計時器復位
  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.                 手動24秒復位
  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.                 判斷某節比賽是否結束
  271.             */
  272.             if(minute==0){
  273.                 /*
  274.                 判斷是否為最后一節比賽
  275.                 */
  276.                 if(match<4){
  277.                     /*
  278.                     計時系統恢復為默認值，比賽節數加一
  279.                     */
  280.                     second=60;
  281.                     minute=11;
  282.                     match++;
  283.                     rule_time=24;  
  284.                     rule_flag=0;
  285.                 }  
  286.                 TR0=0;
  287.             }
  288.             /*
  289.             比賽分鐘數減一
  290.             */
  291.             else {
  292.                 second=60;
  293.                 minute--;
  294.             }              
  295.         }
  296.         /*
  297.         24秒結束，計時器暫停和24秒復位
  298.         */
  299.         if(rule_time<=0){
  300.             TR0=0;
  301.             rule_time=24;  
  302.         }

  304.         /*
  305.         顯示
  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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ID:891769 發表于 2021-3-14 19:17 | 顯示全部樓層
能分享一下Proteus仿真工程嗎?自己畫太麻煩了
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ID:894520 發表于 2021-4-19 13:14 來自觸屏版 | 顯示全部樓層
仔aa 發表于 2021-3-14 19:17
能分享一下Proteus仿真工程嗎?自己畫太麻煩了

你好，現在有Protus仿真程序了嘛
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ID:1026567 發表于 2022-5-15 12:27 | 顯示全部樓層
你好，能不能把仿真圖分享一下，
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ID:1025410 發表于 2022-5-16 19:36 | 顯示全部樓層
吧主，求仿真圖
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