发布时间 : 星期四 文章篮球赛计时计分器毕业设计论文更新完毕开始阅读5af9148eba4cf7ec4afe04a1b0717fd5370cb244
华东交通大学理工学院毕业设计
2.3 本章小结
本章主要阐述了本设计的总体设计方案，通过模块化的设计来实现硬件部分的功能，软件部分的实现主要通过控制单片机的I/O口和相应按键操作来完成，先确定系统总体方案，后续章节的详细方案设计就迎刃而解了。
5
姓名：嵌入式篮球赛计分屏的设计
第三章 系统硬件设计
设计一个基于嵌入式单片机的篮球赛计分屏，初步确定本设计的总体框架结构，再根据具体设计要求选定合适的设计方案以及选取合适的元器件进行系统硬件设计。具体设计概念如下：
选择AT89C51型单片机，通过不同的I/O口控制按键电路、显示电路、鸣笛警示电路等部分，设计一个简易的篮球赛计分屏。
3.1 硬件设计原理
3.1.1 AT89C51简介[2]
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。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C51是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图3-1所示：
图3-1 AT89C51外形及引脚排列
主要特性： ·与MCS-51 兼容
6
华东交通大学理工学院毕业设计
·4K字节可编程FLASH存储器 ·寿命：1000写/擦循环 ·数据保留时间：10年 ·全静态工作：0Hz-24MHz ·三级程序存储器锁定 ·128×8位内部RAM ·32可编程I/O线 ·两个16位定时器/计数器 ·5个中断源 ·可编程串行通道
·低功耗的闲置和掉电模式 ·片内振荡器和时钟电路 管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。
P0口：P0口的8位皆为漏极开路输出简称OD；内部无上拉电阻，所以执行输出功能时，
外部必须接上拉电阻；若要实现输入功能，必须先输入高电平“1”，才能读取该端口所连接的外部数据；若系统连接外部存储器，则 P0可作为地址总线和数据总线的多功能引脚，此时内部具有上拉电阻，无需外接上拉电阻。
P1口：P1口为8位，可位寻址的双向I/O口；内部具备约30千欧姆的上拉电阻，实现
输出功能时，不需要连接外部上拉电阻；实现输入功能时，必须先输入高电平“1”，才能读取该端口所连接的外部数据；P1口的8位类似漏极开路输出，但内部已接上上拉电阻，每个引脚可驱动4个LS型TTL负载。
P2口：P2口为8位、可位寻址的双向输入/输出口，内部具备约30千欧姆的上拉电阻，
实现输出功能时，不需要连接外部上拉电阻；实现输入功能时，必须先输入高电平“1”，才能读取该端口所连接的外部数据；P2口的8位类似漏极开路输出，但内部已接上上拉电阻，每个引脚可驱动4个LS型TTL负载；若系统连接外部存储器，而外部存储器的地址线超过了8根时，则P2可作为地址总线（A8-A15）的引脚。
P3口：P3口为8位，可位寻址的双向I/O口；内部具备约30千欧姆的上拉电阻，实现
输出功能时，不需要连接外部上拉电阻；实现输入功能时，必须先输入高电平“1”，才能读取该端口所连接的外部数据；P3口的8位类似漏极开路输出，但内部已接上上拉电阻，每个引脚可驱动4个LS型TTL负载。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表3-1所示：
7
姓名：嵌入式篮球赛计分屏的设计
表3-1 AT89C51的一些特殊功能口 I/O口 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INTO P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 备选功能/特殊功能 串行输入口 串行输出口 外部中断0 外部中断1 计时器0外部输入 计时器1外部输入 外部数据存储器写选通 外部数据存储器读选通 RST：复位信号。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，用以完成单片机的复位初始化操作。
ALE/PROG ：地址锁存控制信号。在系统扩展，访问外部存储器时，ALE用于控制把P0口输出的低8位的地址锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。此外，由于ALE是以晶振1/6的固定频率输出脉冲，因此可作为外部时钟或者外部定时脉冲使用。ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时，ALE才起作用。
PSEN ：外部程序存储器读选通信号。在读外部ROM时，PSEN 有效（低电平有效），以实现外部ROM的读操作。在具体应用时，外部ROM读取时，在每个机器周期会动作两次，外部RAM读取时，两个PSEN 信号被跳过不会输出。
EA /VPP：访问程序存储控制信号。当信号保持低电平时，对ROM的读操作仅仅限定在外部程序存储器，当信号为高电平或者悬空时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延至外部程序存储器。
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。
3.1.2 数码管动态扫描显示原理[4]
在实际的单片机系统中，往往需要多位显示。动态显示是一种最常见的多位显示方法，应用非常广泛。用数码管显示信息时，由于每个数码管至少需要8个I/O口，如果需要多个数码管，则需要太多I/O口，而单片机的I/O口是有限的。在实际应用中，一般采用动态显示的方式解决此问题。
动态显示是多个数码管，交替显示，利用人的视觉暂留作用使人看到多个数码管同时显示。通常将所有位的段选线相应地并联在一起，由一个单片机的8位I/O口控制，形成段选线的多路复用。而各位数码管的共阳极或共阴极分别由单片机独立的I/O口线控制，顺序循环地点亮每位数码管，这样的数码管驱动方式就称为“动态扫描”。在这种方式中，虽然每一时刻只选通一位数码管，但由于人眼具有一定的“视觉残留”，只要延时时间设置恰当，便会感觉到多位数码管同时被点亮了。在动态显示程序中，各个位的
8