隨著物質(zhì)生活水平的提高，人們越來越重視生命的質(zhì)量。據(jù)調(diào)查運動作為一種綠色消費在人民日常消費中所占得比例呈持續(xù)上升的趨勢，全民健身運動熱潮愈演愈烈，健身器材的市場需求也會不斷擴大。羽毛球是一項室內(nèi)、室外都可以進行的體育運動，在我國羽毛球運動是一項很普及的運動，更深受青少年的喜愛。其比賽規(guī)則經(jīng)過多年的改進變得更公正合理，計分方式也變得多元化。近年來隨著科技的發(fā)展，單片機的應(yīng)用在不斷深入，單片機的集成度高，通用性好，特別是它具有體積小，重量輕，能耗低，價格便宜，可靠性高，抗干擾能力強和使用方便等獨特的優(yōu)點，所以本課題采用單片機AT89C51作為本設(shè)計的核心元件。本設(shè)計由控制系統(tǒng)，顯示模塊，按鍵驅(qū)動模塊3部分組成。主要編寫了主程序，中斷程序，顯示程序功能模塊程序等。實現(xiàn)羽毛球計分器功能。

設(shè)計一個羽毛球電子計分器，能用按鍵控制其啟動、計分、停止、清零， 并在LM1602液晶屏上顯示且自動輸出比賽結(jié)果。

根據(jù)功能要求及設(shè)計成本，控制系統(tǒng)選用AT89C51芯片。采用按鈕開關(guān)實現(xiàn)功能控制，按照設(shè)計的功能模塊共選用8個按鈕開關(guān)，分別實現(xiàn)啟動、A隊加分、A隊減分、B隊加分、B隊減分、暫停、停止、清零功能。時鐘電路由晶體振蕩器、晶震控制芯片和電容組成，采用串行數(shù)據(jù)傳輸，為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。復(fù)位電路用來使電路恢復(fù)到起始狀態(tài)的電路設(shè)備，確保微機系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，是電路圖中必不可少的一部分。選用LM1602液晶屏作為顯示器件，用于記錄兩隊的分?jǐn)?shù)。

表1-1 按鍵功能

選定方案描述：

在像羽毛球這樣的競技比賽中，計分器占著很大的作用。如果我們就只在心里記著雙方的比分，顯然是不實際的，而且在現(xiàn)在的乒乓球比賽中采用的都是21分制。因此我們不能再用傳統(tǒng)的計分方式了。本次課題采用單片機設(shè)計了一個羽毛球的計分器，該計分器操作簡單，使用安全，方便，能滿足廣大羽毛球愛好者的需要。

圖1-1 總設(shè)計框圖

單片機就是一塊硅片上集成了中央處理器（cpu）存儲器和輸入輸出接口(并行I/O串行通信口)振蕩電路，計數(shù)器等電路的一塊集成電路，這樣的一塊集成電路具有一臺計算機的基本功能，因而被稱為單片微型計算機，簡稱單片機(MCU)

圖2-1 AT89C51 單片機

?與MCS-51 兼容

?4K字節(jié)可編程FLASH存儲器

?壽命：1000寫/擦循環(huán)

?數(shù)據(jù)保留時間：10年

?全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz

?三級程序存儲器鎖定

?128×8位內(nèi)部RAM

?32可編程I/O線

?兩個16位定時器/計數(shù)器

?5個中斷源

?可編程串行通道

?低功耗的閑置和掉電模式

?片內(nèi)振蕩器和時鐘電路

VCC：供電電壓。

GND：接地。

P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。

P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為低八位地址接收。

P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。

P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。

P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：

口管腳 備選功能

P3.0 RXD（串行輸入口）

P3.1 TXD（串行輸出口）

P3.2 /INT0（外部中斷0）

P3.3 /INT1（外部中斷1）

P3.4 T0（計時器0外部輸入）

P3.5 T1（計時器1外部輸入）

P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）

P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）

P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。

RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。

ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。

/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。

/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。

XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。

XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。

表2-1 元件清單

   電源主要采用+5V電源，安全且節(jié)能環(huán)保，符合設(shè)計要求和環(huán)保要求。

按鍵部分主要由A加分按鈕、A誤操作按鈕、B加分按鈕、B誤操作按鈕、開始計時按鈕，暫停按鈕，清零按鈕，停止按鈕八部分組成。其中S1為A加分按鈕，S2為B加分按鈕，S3為開始計時按鈕，S4暫停按鈕，S5為A誤操作按鈕，S6為B誤操作按鈕，S7為清零按鈕，S8為停止按鈕。

圖2-2 按鈕部分

顯示由LM1602液晶屏顯示，顯示功能區(qū)分為三個模塊，分別為第一行顯示比賽場次及誰獲勝，第二行1-6位顯示比賽時間，7-16行顯示比分。時鐘部分構(gòu)成單片機的最小系統(tǒng)。

圖2-3 LM1602液晶屏

圖2-4 時鐘、復(fù)位電路

系統(tǒng)的操作過程和工作過程在程序的設(shè)計過程中起著很重要的指導(dǎo)作用，因此在軟件設(shè)計之前應(yīng)首先分析羽毛球比賽記分器的工作原理。當(dāng)比賽開始時，先判斷是哪隊得分，每次加分加1分。如果不小心加錯分了，則按鍵減去多加的分。當(dāng)比賽開始時，首先按下開始按鈕S1顯示開始工作，加分和誤操作，暫停等按鈕可工作。設(shè)計程序流程圖如圖3-1。

圖3-1 程序流程圖

在Keil4.0中運行編寫的程序，將生成的 .hex文件導(dǎo)入protues7.0中以連接好的電路的單片機中。

圖4-1 電路原理圖

按下按鈕S3表示比賽開始，定時器開始計時，其他按鈕允許工作。A隊贏球時，按一下S1按鈕，A隊加一分。B隊贏球時，按一下S1按鈕，B隊加一分。若出現(xiàn)誤加分情況，按鈕S5\S6分別對A\B隊減一分。如比賽過程中出現(xiàn)緊急情況需暫停比賽時，計分器S4按鈕可實現(xiàn)暫停功能，其定時器暫停工作，加減分按鈕失效，保證比賽的公正性。比賽結(jié)束時按鈕S8實現(xiàn)停止功能，數(shù)據(jù)保存。按鈕S7實現(xiàn)清零功能，比賽結(jié)束，可對下場比賽進行計時。

圖4-2 比賽結(jié)果仿真圖

當(dāng)A隊獲得第一場勝利時，屏幕上會有“1Awin”字樣，B隊獲得第二場勝利，顯示“1Awin2Bwin”字樣。A隊再次獲勝后，計分器會自動進入停止?fàn)顟B(tài)，加分減分按鈕失效，液晶屏顯示此次比賽所用時間以及“1Awin2Bwin3Awin”，表示此次比賽A隊為獲勝方。

通過這兩周的課程設(shè)計，我發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，在這個過程中，我也曾經(jīng)因為實踐經(jīng)驗的缺乏失落過，也曾經(jīng)仿真成功而熱情高漲。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。雖然這只是一次的極簡單的課程制作，可是平心而論，也耗費了我們不少的心血。通過這次課程設(shè)計，我想說：為完成這次課程設(shè)計我確實很辛苦，但苦中仍有樂，我對單片機的產(chǎn)品開發(fā)有了系統(tǒng)的認(rèn)識，從硬件的設(shè)計到軟件的設(shè)計再到軟硬件的聯(lián)合工作。我懂得了以前沒有接觸到的知識，通過大量的查閱資料，讓我對單片機有了清晰的認(rèn)識。

軟件設(shè)計方面不僅得考慮軟件設(shè)計的合理性，更得從實用性。在軟件設(shè)計時，查閱了大量軟件工程方面的書籍，使得軟件的時間復(fù)雜度有所降低，而且將軟件的功能模塊化，利用了模塊化的編程思想，根據(jù)電路設(shè)計出了高效的軟件。在軟硬件聯(lián)合工作方面實現(xiàn)了完美的鏈接，設(shè)計出了符合要求且高效率的程序。

以前種種艱辛這時就變成了最甜美的回憶！對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學(xué)無止境的道理。我們每一個人永遠(yuǎn)不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！