隨著物質生活水平的提高，人們越來越重視生命的質量。據調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、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。其比賽規則經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展，單片機的應用在不斷深入，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點，所以本課題采用單片機AT89C51作為本設計的核心元件。本設計由控制系統，顯示模塊，按鍵驅動模塊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。實現羽毛球計分器功能。

設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果。

根據功能要求及設計成本，控制系統選用AT89C51芯片。采用按鈕開關實現功能控制，按照設計的功能模塊共選用8個按鈕開關，分別實現啟動、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，采用串行數據傳輸，為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。復位電路用來使電路恢復到起始狀態的電路設備，確保微機系統中電路穩定可靠工作，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，用于記錄兩隊的分數。

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的計分方式了。本次課題采用單片機設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字節可編程FLASH存儲器

?壽命：1000寫/擦循環

?數據保留時間：10年

?全靜態工作：0Hz-24MHz

?三級程序存儲器鎖定

?128×8位內部RAM

?32可編程I/O線

?兩個16位定時器/計數器

?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據存儲器，它可以被定義為數據/地址的低八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當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P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，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。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。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個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，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（外部數據存儲器寫選通）

P3.7 /RD（外部數據存儲器讀選通）

P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。

RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。

ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節。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：每當用作外部數據存儲器時，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行狀態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。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現。

/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。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，安全且節能環保，符合設計要求和環保要求。

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。時鐘部分構成單片機的最小系統。

圖2-3 LM1602液晶屏

圖2-4 時鐘、復位電路

系統的操作過程和工作過程在程序的設計過程中起著很重要的指導作用，因此在軟件設計之前應首先分析羽毛球比賽記分器的工作原理。當比賽開始時，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。如比賽過程中出現緊急情況需暫停比賽時，計分器S4按鈕可實現暫停功能，其定時器暫停工作，加減分按鈕失效，保證比賽的公正性。比賽結束時按鈕S8實現停止功能，數據保存。按鈕S7實現清零功能，比賽結束，可對下場比賽進行計時。

圖4-2 比賽結果仿真圖

當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狀態，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計，我發現了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經驗還是比較缺乏，在這個過程中，我也曾經因為實踐經驗的缺乏失落過，也曾經仿真成功而熱情高漲。生活就是這樣，汗水預示著結果也見證著收獲。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。通過這次課程設計，我想說：為完成這次課程設計我確實很辛苦，但苦中仍有樂，我對單片機的產品開發有了系統的認識，從硬件的設計到軟件的設計再到軟硬件的聯合工作。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識。

軟件設計方面不僅得考慮軟件設計的合理性，更得從實用性。在軟件設計時，查閱了大量軟件工程方面的書籍，使得軟件的時間復雜度有所降低，而且將軟件的功能模塊化，利用了模塊化的編程思想，根據電路設計出了高效的軟件。在軟硬件聯合工作方面實現了完美的鏈接，設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。讓我知道了學無止境的道理。我們每一個人永遠不能滿足于現有的成就，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，經歷是一份擁有。這次課程設計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！