篮球比赛计时计分和实时时钟系统设计.doc

1 引言 赛场计分的准确性和计时的精确度是要求很高的，要想做到准确和轻便兼而有之还是有一定难度的，经过大量查资料并结合本专业知识，我认为单片机在这方面有着出色的表现。单片机属于计算机的一个种类。从应用领域来看，单片机主要用于控制，所以称为微控制器（Microcontroller）。应用单片机再加上一些外围电路做成计时/计分实时时钟系统，可实现快速、准确计数且体积小、重量轻、成本低、机动灵活、安装容易、使用方便[1]。 随着计算机技术的发展，单片机技术已成为计算机技术中的一个独特的分支，单片机的应用领域也越来越广泛，特别是在工业控制和仪器仪表智能化中扮演着极其重要的角色[2]。 单片机属于计算机的一个种类。从应用领域来看，单片机主要用于控制，所以称为微控制器（Microcontroller）。从单片机呈现给用户的供应状态来看，单片机产品仅是一块集成电路芯片，即它的所有功能部件都集成在一块芯片上，所以称之为单片机(Single-Chip Microcomputer)。单片机的结构和指令系统与通用微型计算机是有差异的，但毕竟它还属于计算机的一个种类，其最基本的功能模块和基本的工作原理仍是一样的[3]。 近年来，随着微电子技术的迅猛发展，单片机技术的发展速度十分惊人，时至今日，单片机技术已经发展的相当完善，它已成为计算机技术的一个独特而又重要的分支。单片机的应用领域也日益广泛，特别是在电信，家用电器，工业控制，仪表仪器，汽车电子等领域的智能化方面，扮演着及其重要的角色。 2 篮球比赛计时/计分和实时时钟系统工作原理 2.1 需要研究或解决的问题 （1） 甲、乙两队得分记录与显示：每队加分分别为3分、2分、1分；减1分操作用于修正。 　（2）交换场地后，两队计分交换，上述功能各由一个键完成。 （3）计时部分操作与显示：开球计时（半场时间20min）,比赛结果平分的加时比赛计时（5min），由一个键完成计时方式设定。 （4）计时时间到，有讯响提示。 2.2 拟采用的研究手法 （1）熟悉ATMEL89c52单片机、DS1302实时时钟芯片、LED数码管、74LS164芯片等程序设计所需的器件。 （2）需设计程序外围电路,包括实时时钟电路，键盘控制电路,显示电路。 （3）将各部分外围电路与核心芯片进行组合。 （4）操作键盘按控制要求设计成专用芯片。 （5）编写程序。 （6）画出电子线路原理图和生成PCB图 2.3 硬件系统设计框图 硬件系统设计框图如图2.1所示，其中单片机选用ATMEL公司的AT89C52芯片,实时时钟选用DALLS公司的DS1302芯片,键盘的编码和解码部分选用Princeton公司的PT2262与PT2272芯片，无线发射/接受部分选用安阳新世纪电子研究所的F05V/J05V芯片，显示部分选用74LS164芯片及数码管。 图2.1 硬件系统设计框图 2.4 设计所用到主要芯片概述 2.4.1 AT89C52芯片 AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K系统可编程Flash 存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、高效率的解决方案。AT89C52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止[4]。 （1）AT89C52引脚结构图如图2.2所示。 图2.2 AT89C52引脚结构图 （2）AT89C52主要引脚的名称与功能说明： VCC : 电源 GND: 地 P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。 P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器