電科0802班 10號 微控制器課程設計

2022-10-13 10:54:05 字數 3380 閱讀 6972

湖南工程學院

課程設計

課程名稱微控制器原理與應用

課題名稱比賽計分器設計

專業電子科學與技術

班級 0802班

學號 200801180210

姓名週裡

指導教師汪超

2023年 7 月 8 日

湖南工程學院

課程設計任務書

課程名稱微控制器原理與應用

課題比賽計分器設計

專業班級電子科學與技術0802班

學生姓名週裡

學號 200801180210

指導老師汪超

審批李曉秀

任務書下達日期 2023年 6 月 27 日

任務完成日期 2023年 7 月 8 日

目錄第1章系統概述 1

1.1系統功能 1

1.2設計內容及要求 1

1.2.1 設計內容 1

1.2.2 設計要求 2

1.3 按鍵設定 2

第2章總體方案設計 3

2.1 總體系統框圖 3

2.2 系統組成 3

第3章系統硬體設計 5

3.1控制電路設計 5

3.1.1 復位電路 5

3.1.2 時鐘輸入電路 5

3.1.3 發光二極體顯示電路 6

3.1.4 矩陣鍵盤電路 7

3.1.5 數碼管顯示電路 7

第4章軟體設計 9

4.1主程式設計 9

4.2各子程式設計 10

4.2.1 初始化子程式 10

4.2.2 延時子程式 10

4.2.3 按鍵判斷之程式 11

4.2.4 數碼管顯示之程式 11

第5章硬體系統的製作與除錯 13

5.1 復位實現兩隊分值清零 13

5.2 預置分值 13

5.3 分值加減實現 14

總結和體會 16

參考文獻 17

附錄a 系統硬體總電路圖 18

附錄b 程式清單 19

設計乙個甲、乙兩隊比賽計分器,主要用於各種體育比賽記錄分數。採用鍵盤作為輸入,使用led數碼管進行顯示。基於以上思路,本次設計使用80c51實現一基於微控制器的電子計分器的設計,其主要具有如下功能:

(1)使用者兩個按鈕對各隊的分數加減操作,本系統中可分別對兩隊比分進行加1、加2、加3和減1,減2,減3操作,並且可以同步顯示對應的led燈亮。

(2)比分通過8個8段共陰極數碼管顯示器進行顯示,每隊比分顯示三位,中間使用了兩位顯示分隔符,實際只使用數碼的了8段中7段。

(4)具有復位功能,通過復位鍵實現。

(5)預置分按鈕可以實現直接置入乙個相同分數,然後通過加減可以達到置入想要顯示的兩隊的初始分數。

(1)分別給甲乙隊設定乙個分數控制按鈕,此按鈕有6種狀態,分別為-3,-2,-1,+1,+2,+3。

(2)設定乙個切換狀態按鈕,可以分別切換每一種狀態,然後每一種狀態會有相對應的發光二極體點亮以區別是哪種狀態。

(3)設定乙個復位按鈕,按下實現甲、乙隊總分清零顯示

(4)設定乙個預置分按鈕,用於直接賦給給甲乙比分,這裡直接賦值50:50,再可以通過加減按鍵實現所要賦給的分值。

(1)方案合理、正確,系統穩定、可靠。

(2)軟體設計要求盡可能精練、簡短和執行可靠。

(3)硬體電路要求簡單明瞭,以節約成本。

本系統設計中一共用到了5個按鈕,分別為:清零按鈕、甲隊分數控制按鍵,乙隊分數控制按鍵,切換狀態按鈕和預置比分值按鍵。每個按鈕的功能如下:

控制甲的按鍵:實現-3、-2、-1、+1、+2、+3功能;

控制乙的按鍵:實現-3、-2、-1、+1、+2、+3功能;

分值切換按鍵:實現甲乙的各種狀態的切換;

預置比分按鍵:預置甲乙的比分,這裡是50比50;

復位清零按鍵:實現甲乙比分清零;

本系統的設計是以80c51微控制器為核心,配以一定的外圍電路和軟體,實現比賽計分器的功能。利用了8個8段共陰級數碼管顯示器.其中甲乙兩個分值各用3個數碼管顯示分值,另外兩個顯示分隔符。

採用動態顯示輸出比分,使用者資訊輸入則採用4×4矩陣式鍵盤,本系統中使用的是獨立的鍵盤。狀態切換時候用不同的發光二極體的對應顯示切換到了不同的分值。系統設計方案的硬體電路設計框圖如圖2-1所示。

圖2-1 硬體電路設計

系統由硬體部分和軟體部分組成。硬體電路由復位按鍵、80c51微控制器、矩陣鍵盤和6個發光二極體,8個數碼管等組成。

軟體部分主程式主要由鍵盤識別、鍵值處理、8位8段共陰極led顯示器掃瞄顯示子程式組成。軟體設計主要有四個部分:資訊輸入、資訊處理、顯示輸出。

資訊輸入時採用鍵盤來實現,所以需要檢測鍵盤有無按鍵的子程式;資訊處理需要對使用者通過鍵盤輸入的不同資訊進行辨別並執行相應的處理;顯示輸出採用動態輸出,從而達到設計的目的。

如圖3-1所示,按鈕與微控制器的rst引腳相連,當每次按下該按鈕後,系統將通過軟體實現對計分實現清零功能。這裡我選擇的是使用電平復位。跳冒是插在1、2埠。

復位電路圖如下圖3-1所示。

圖3-1 復位硬體電路圖

一般時鐘電路分為內部時鐘方式和外部時鐘,這裡我採用的是內部時鐘方式。時鐘訊號輸入電路如下圖3-2所示。

圖3-2 時鐘輸入電路

本系統所使用得微控制器上在低電平時led點亮,高電平時led熄滅。這裡只用了6個燈,從左到右依次指示處理的是-3,-2,-1,+1,+2,+3分值。實際的硬體電路圖如下圖3-3所示。

圖3-3 led燈硬體圖

本系統所使用的微控制器外圍的鍵盤電路是可以有獨立和矩陣鍵盤兩種使用情況,這裡我是做獨立鍵盤使用的。圖上s1-s4可以配置成獨立按鍵,通過跳帽j11切換,j11有三根針組成,圖上跳到左端就可以作為獨立按鍵使用。本設計中使用了s1,s2,s3,s4,這裡s1是甲分數的控制鍵,s2是乙分數的控制鍵,s3是加減分值切換鍵。

s4是預置分數按鍵。按鍵使用中有消抖處理。矩陣鍵盤電路圖如下圖3-4所示。

圖3-4 矩陣鍵盤電路

本系統使用的是8位8段數碼管顯示電路,採用的是動態顯示,段選是先通過了乙個74hc573鎖存器再連線在8個段選訊號輸入的,這裡也可以不接鎖存器,可以有跳帽切換的;位選是先通過74138晶元進行解碼輸出接到8個位選輸入埠的。段選是接的微控制器的p0口,位選是接微控制器的p2口的p2.0、p2.

1、p2.2三個埠。實際的數碼管顯示電路圖如下圖3.

1.5-1所示。實際本設計中是使用最低三位為顯示甲隊的分值,最好三位是顯示乙隊的分值,中間兩位是顯示的橫槓分隔符。

圖3-5 數碼管顯示電路圖

本系統軟體設計採用微控制器組合語言設計,主要的語言模組有:初始化模組、按鍵判斷模組、數碼管顯示模組、延時模組組成。程式設計的流程圖如下圖4-1所示。

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