自动化开题报告基于单片机的篮球计时计分器设计

安徽工程大学机电学院本科毕业设计(论文)开题报告题目：基于单片机的篮球计时计分器设计课题类型：设计实验研究□论文□学生姓名：罗文学号：312107010124专业班级：自动化2121教学单位：安徽工程大学机电学院指导教师：韩超开题时间：2016年1月10日2016年1月10日一、本课题的研究意义、研究现状和发展趋势1.课题的研究意义虽然篮球比赛中很早就开始研究应用了电子计时计分器，但通常都是利用模拟电子器件、数字电子器件或是模拟、数字混合组成的,其稳定性和高准确度计时计分仍存在一些问题。随着科学技术的发展和电子技术的不断更新，对其稳定和高准确度计时计分的实现至今仍是生产和科研的课题。工程技术的电子化、集成化和系统化促进了电子工程技术的发展，同时也促进了电子工程技术在社会各行业中的广泛应用。随着单片机在各个领域的广泛应用，许多单片机作控制的球赛计时计分系统也就应运产生，例如用单片机控制LCD液晶显示器计时计分器，用单片机控制LED七段显示器计时计分等。同时单片机在此领域的广泛应用，也大大提高了比赛中计时计分的稳定性和准确性。篮球比赛在中国越来越被人们关注，同时也被更多青少年所喜爱。篮球赛记时计分器是对比赛过程中所产生的时间、比分等数据进行快速采集记录、加工处理、传递利用的工具。根据不同运动项目的不同比赛规则要求，篮球赛记时计分器包括评分类、命中类、制胜类、得分类等多种类型。篮球比赛是根据运动队在比赛时间里得分多少来决定胜负的。因此，篮球比赛的记时计分器是一种得分类型的工具。篮球比赛的记时计分器由计时器、计分器等多种电子设备组成。同时，根据目前高水平蓝球比赛要求，完善的蓝球比赛计时计分系统设备应该能够与现场成绩处理、现场大屏幕、电视转播车等多种设备相联，以便实现提高比赛现场感、表演娱乐观众等功能。2.研究现状篮球赛记时计分器的设计具有赛程时间计时、调整及暂停和比赛计分显示的功能。一方面，方便了人们比赛时的计时计分工作，在某种程度上可促进篮球赛的开展，既有利于发展这项体育活动，又有利于增强人们的体质，另一方面，随着参与篮球运动的人数的增多，也有利于篮球运动的选拔，对我国的篮球事业也具有促进作用。虽然篮球比赛中很早就开始研究应用了计时计分器，但通常都是利用模拟电子器件、数字电子器件或是模拟、数字混合组成的，其稳定性和高准确度计时计分扔存在一些问题。随着科学技术的发展和电子技术的不断更新，对其稳定和高准确度计时计分的实现至今仍是生产和科研的课题。随着单片机在各领域的广泛应用，许多用单片机做控制的球赛计时计分系统也就应运产生，如单片机控制LED液晶显示器计时计分器，用单片机控制LED七段显示器记时计分器等。同时单片机在此领域的广泛应用，也大大提高了比赛中记时计分的稳定性和准确性。3.发展趋势篮球是以投篮为中心的对抗性体育运动之一，1892年1月，为美国马萨诸塞州菲尔的基督教青年会训练学校教师詹姆士〃奈斯密斯博士所创。伴随着篮球的出现，篮球记时计分器也应运而生了。起初，并没有正规的计时计分器，只有简单的比赛计时钟和记录板。1932年，刚诞生的国际篮联以美国大学使用篮球规则为基础，制定了第一份世界统一的竞赛规则，同时篮球记时计分器也开始进入了电子时代，开始出现比赛计时钟、简单电路搭成的计分电路。20世纪70年代以来，单片机以极其高的性价比受到人们的重视和关注，应用广泛，发展很快。单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小、重量轻、抗干扰能力强、对环境要求不高、价格便宜、可靠性高、灵活性好、开发较为容易和使用方便等独特的优点。世界各大电气厂家，测控技术企业竞相把单片机应用于产品更新，作为实现数字化，智能化的核心部件。篮球计时计分器就是以单片机为核心的记时计分系统，有计时器，计分器，显示器等组成。二、主要设计（研究）内容本毕业设计主要利用AT89C51单片机编程控制LED七段数码管作显示的球赛计时计分系统。本系统具有赛程定时设置、赛程时间暂停、及时刷新甲、乙两队双方的成绩、甲、乙双方交换场地以及赛后成绩暂存等功能。系统设计完成后应具有成本价格低廉、性能稳定、高准确度显示、操作方便且易携带等特点。广泛适合各类学校和小团体作为赛程计时计分。设计一个篮球赛计时计分器的系统。该系统具有以下功能：1以AT89C51单片机为处理核心；2LED数码管显示时间和比分；3方便设置比赛中和各个环节。篮球赛计时计分器包含了8951系列单片机的最小应用系统的构成，同时在此基础上扩展了一些实用性强的外围接口，进一步了解到LED显示器的结构、工作原理以及这种显示器的接口通信，学习利用串行口来扩展显示接口等。三、研究方案及工作计划1．硬件电路构成本系统采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件，应该全面、深度掌握单片机的结构、特点，以至于更好的发挥单片机的强大功能。单片机结构框图如图1所示。图1单片机结构框系统硬件电路由以下几个部分组成：单片机AT89C51；计时电路；计分电路；报警电路；按键开关。系统硬件结构框图如图2所示。图2篮球赛计时计分器的结构框图本系统采用单片机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10个7段共阴LED显示器，其中6个用于记录甲、乙两队的分数，每队员个LED显示器显示分数范围可达到0—999分，足够满足赛程需要。另外4个LED显示器则用来记录赛程时间，其中2个用于显示分钟；2个用于显示秒钟。赛程计时采用倒计时方式。即比赛前将时间设置好，比赛开始时启动计时，直至计时到零为止。计时范围可达到0~99分钟，也完全满足实际的需要。其次，为了配合计时器和计分器校正、调整时间和比分，我们特定在本设计中设立了7个按键。其中4个用于输入甲、乙两队的分数；另外3个则用于完成设置、调整、启动和暂停赛程时间等功能。再次，我们还设计了定时报警系统，即比赛时间到时，我们立即通过扬声器发出报警声，提示整个赛程结束。为了实现本系统的各个功能，必须掌握单片机的技术、显示器及其I/O接口、LED显示器显示方式、串行接口、定时器的应用等各种硬性指标。2.软件设计本系统采用了89C51单片机，所有的程序都固化于FLASH中，用来存贮保存时间、分数等值。其主程序的主要功能有：系统初始化与初始工作状态设置，工作功能的判别、随时显示数值等，其主程序流程如图3所示。图3主程序流程图3．工作计划2015年12月25日---2016年1月10日：检查搜集资料，认真填写开题报告，并把情况汇报指导老师，提交开题报告。2016年2月22日---2016年2月29日：完成毕业设计论文的整体框架，并收集相应的资料。2016年3月1日---2016年3月8日：完成毕业设计论文的一半，给指导教师审查修改，指导老师提修改意见，同时进行论文中期检查。2016年3月9日---2016年3月24日：完成毕业设计论文的系统的软件设计，指导教师审查修改，指导老师提出修改意见。2016年3月25日---2016年4月2日：完成毕业设计论文初稿，指导教师审查初稿，提出修改意见。2016年4月3日---2016年4月10日：完成毕业设计论文的修改稿一，给指导教师审查修改，指导老师提修改意见。2016年4月11日---2016年4月18日：完成毕业设计论文的修改稿二，给指导教师审查修改，指导老师提修改意见。2016年4月19日---2016年4月24日：完成毕业设计论文定稿。四、阅读的主要参考文献[1]张丽.单片机的发展与应用[J].科技咨询导报,2007,27:8-9.[2]田拥军,赵光强,曾健平.基于RS485总线技术的PC机与单片机多机通讯设计[J].湖南工程学院学报(自然科学版),2007,02:19-23.[3]元增民.AT89S51单片机与ADC0809模数转换器的三种典型连接[J].长沙大学学报,2005,05:75-78.[4]王效华,牛思先.基于单片机PWM控制技术的实现[J].武汉理工大学学报,2010,01:94-98.[5]乔建华,李临生,田启川.Proteus在单片机教学中的应用分析[J].电气电子教学学报,2008,03:70-73.[6]许超,吴新杰,张丹.基于Proteus的单片机课程教学改革[J].辽宁大学学报(自然科学版),2011,01:27-29.[7]林欣，潘向峰.基于单片机链式网络的抢答计分器.解放军信息工程大学理学院学报，2006，52-53.[8]赵月静,陈继荣,张永弟.单片机原理及应用课程创新实践教学改革[J].实验技术与管理,2013,01:176-179.[9]吴兴中,欧青立.一种PC与单片机多机RS232串口通信设计[J].国外电子测量技术,2009,01:74-76.[10]HunXinrong,FingerprintIdentificationSystemandItsApplication[J].ComputerTechnologyInformation,1999,(12):31-35.附件：AbstractThepapermainlydealswiththedesignofhardwareforanautomaticfirefightingsystem,whichaimedatclosedcombustibleplaces.Thissystemadoptssinglechipmicrocomputerwithsmokesensorandtemperaturesensorasthedetectivedevices.Byusingthesinglechipmicrocomputer,itcanachievetheaimofautomaticfirefighting.And,thissystemuseshighpressurednitrogenasthefireextinguishingagent,whichiseconomicalandenvironmentfriendly.Itaccordswiththehuman’sneedsofenvironmentalprotection.Keywords:Singlechipmicrocomputer;Firedetection;Sensor;A/Dconverter;IntroductionTheuseoffirehaspromotedthedevelopmentofhumansocietyandcivilization.But,fireoutofcontrol,i.e.,firehazard,hasposedaseriousthreattohumanlifeandproperty,anddamagedgreatlytotheecologicalenvironmentthathumansurvivaldependson.Inordertopreventfiresandreducefirelosses,ithasagreatimportancetodevelopapracticalcontrolsystemthatintegratingthefunctionsofintelligentfiredetectionandautomaticfighting.Comparedwithexistingfirealarmsystems,thissystemhasthefollowingcharacteristics.First,byintegratingthedetectionfunctionsoftemperaturesensorandsmokesensor,itcanreducetheomissionrateandfalsealarmrate.Second,thesystemcanmonitorflammableplacesconvenientlyduetothehuman-computerinteractionsystem.Third,thesystemcanrealizemulti-pointdataloggingandenlargealarmrange.L