AVR单片机Atmega48程序设计报告——比赛计时计分器.doc

一、 设计目的
本设计是基于ATMEGA48单片机的比赛计时计分器，利用8路7段LED数码管作为显示器件，采用3乘3矩阵式键盘作为输入，主要用于各种体育比赛记录分数，在此设计中共接入了2个四位一体7段LED数码管显示器，第一个显示器为一个倒数计时，第二个显示器为两队得分。
本设计中的倒数计时器时间为40分钟，可以进行开始计时、暂停计时的操作，分别通过S3_1、S3_2按钮实现，并通过蜂鸣器表示是否操作成功，时间通过1个四位一体7段LED数码管显示器显示，前两位为分钟数，后两位为秒数。
本设计中可以对两队得分进行加1分、加2分、加3分操作，分别通过S1_1、S1_2、S1_3、S2_1、S2_2、S2_3按钮实现，并通过蜂鸣器的不同工作方式表示是否操作成功与所加的分值。得分通过1个四位一体7段LED数码管显示器显示，每队得分显示两位数，显示X围为0~99分。
本设计可以进行清零操作，清零后倒计时恢复40分钟，得分均为0，通过S3_3按钮实现，并通过蜂鸣器表示是否操作成功。
二、 设计思路
本设计中由AVR核心板、数码管、蜂鸣器、3乘3矩阵键盘四部分组成。电路中PORT_B端口连接数码管，显示八位，完成倒计时与记录每队得分，PORT_C与3乘3矩阵键盘相连，由按键控制完成初始化、开始与暂停计时以与加分的功能，PORT_D与蜂鸣器端口相连，根据所加得分的不同，开始与暂停计时，初始化，蜂鸣器有不同的应答方式。
本设计中的程序主要分为两个部分，即暂停计时时的显示与开始计时时的显示。暂停计时时与开始计时时都可以对每队加分，初始化。
三、 设计电路图

图一 接口模块电路

图二 蜂鸣器电路

图三 8路7段LED数码管电路

图四 3*3矩阵控制键盘电路
四、 设计过程
1、 关闭硬件实验平台电源。
2、 将下载器与主控单片机的下载口P5相连。
3、 使用3条2*5排线连接P10和P14端口、P11和P19端口、P13和P4端口，从电路图上分析，PB口与LED显示器相连，PC口与3*3矩阵按键相连，PD口与蜂鸣器相连。
4、 打开智能开发环境，新建一个新的工程项目。
5、 在左边的树形结构窗内，选择“工程管理-基本操作-功能描述&开发日志”，进行项目功能的描述。
6、 在左边的树形结构窗内，选择“工程管理-基本设置-HC595_165”，设置如下：
工作模式：
端口选择：
595片选择：
595数据输出：
时钟：
HC595
PORTB
BIT0
BIT2
BIT1

7、 在左边的树形结构窗内，选择“工程管理-端口设置-端口B”，将引脚3-引脚5设置如下：

使用情况
功能选择
输入输出
名称
置高
置低
引脚3
使用
IO
输出
A0
A0_SetHigh
A0SetLow
引脚4
使用
IO
输出
A1
A1_SetHigh
A1_SetLow
引脚5
使用
IO
输出
A2
A2_SetHigh
A2_SetLow
8、 增加全局函数SelectLED和DrawLED设置如下：

返回类型
函数参数
参数类型
SelectLED
void
Uint8 u8_Number
void
DrawLED
void
Uint8 u8_Number，Uint8 u8_Point
void
SelectLED函数实现：

- 15 - / 15
void SelectLED(uint8 u8_Number)
{
//HC595_165_Write595Byte(0xff);
//Select595;
//DeSelect595;
DrawLED(255,0);
switch (u8_Number)
{
case 0:
A2_SetLow;
A1_SetLow;
A0_SetLow;
break;
case 1:
A2_SetLow;
A1_SetLow;
A0_SetHigh;
break;
case 2:
A2_SetLow;
A1_SetHigh;
A0SetLow;
break;
case 3:
A2_SetLow;
A1_SetHigh;
A0_SetHigh;
break;
case 4:
A2_SetHigh;
A1_SetLow;
A0_SetLow;
break;
case 5:
A2_SetHigh;
A1_SetLow;
A0_SetHigh;
break;
case 6:
A2_SetHigh;
A1_SetHigh;
A0_SetLow;
break;
case 7:
A2_SetHigh;
A1_SetHigh;
A0_SetHigh;
break;
}
}

DrawLED函数实现：

VoidDrawLED(uint8 u8_Number,uint8 u8_Point)
{
uint8 u8_Char=0;
switch (u8_Number)
{
case 0:
u8_Char=0xc0;
break;
case 1:
u8_Char=0xf9;
break;
case 2:
u8_Char=0xa4;
break;
case 3:
u8_Char=0xb0;
break;
case 4:
u8_Char=0x99;
break;
case 5:
u8_Char=0x92;
break;
case 6:
u8_Char=0x82;
break;
case 7:
u8_Char=0xf8;
break;
case 8:
u8_Char=0x80;
break;
case 9:
u8_Char=0x90;
break;
case 11:
u8_Char=0xff;
break;
case 255:
u8_Char=0xFF;
break;
}
if (u8_Point==1)
{
CLRBIT(u8_Char,BIT7);
}
HC595_165_Write595Byte(u8_Char);
Select595;
DeSelect595;

}

9、 在左边的树形结构窗内，选择“工程管理-端口设置-端口C”，将引脚0-引脚5设置如下：

使用情况
功能选择
输入输出
名称
置高
置低
测试
引脚0
使用
IO
输出
S1
S1_DeSelect
S1_Select

引脚1
使用
IO
输入
R1

R1_Test
引脚2
使用
IO
输出
S2
S2_DeSelect
S2_Select

引脚3
使用
IO
输入
R2

R2_Test
引脚4
使用
IO
输出
S3
S3_DeSelect
S3_Select

引脚5
使用
IO
输入
R3

R3_Test
10、 增加功能宏SelectS1、SelectS2、SelectS3设置如下：
功能宏名称
功能宏实现
SelectS1
S1_Select；S2_DeSelect；S3_DeSelect；
SelectS2
S1_DeSelect；S2_Select；S3_DeSelect；
SelectS3
S1_DeSelect；S2_DeSelect；S3_Select；
11、 在左边的树形结构窗内，选择“工程管理-端口设置-端口D”，将引脚4设置如下：
使用情况
功能选择
输入输出
名称
置高
置低
使用
IO
输出
Beep
Beep_Shut
Beep_Open

12、 在左边的树形结构窗内，选择“工程管理-用户程序-Main_Logic.c”，在程序编写窗口内输入程序。
13、 在左边的树形结构窗内，选择“工程管理-基本操作-生成下载”，点击“生成程序文件”按钮。
14、 程序编译成功后，接通硬件实验平台电源，将目标文件下载到硬件实验平台。
四、设计程序

void Main_Logic(void)
{
/*
**********************
定义局部变量
**********************
*/
uint8 a,b,c,d,e,f,g,h,k,i,j;
/*
**************************
初始化输入管脚
**************************
*/

/
********************************
初始化项目中用到的其它硬件和变量
********************************
*/
Loop5:
for (i=0;i<10;i++)
{
for (j=0;j<5;j++)
{
SelectLED(0);
DrawLED(i,0);
delay_1ms();
SelectLED(1);
DrawLED(i,0);
delay_1ms();
SelectLED(2);
DrawLED(i,0);
delay_1ms();
SelectLED(3);
DrawLED(i,0);
delay_1ms();
SelectLED(4);
DrawLED(i,0);
delay_1ms();
SelectLED(5);
DrawLED(i,0);
delay_1ms();
SelectLED(6);
DrawLED(i,0);
delay_1ms();
SelectLED(7);
DrawLED(i,0);
delay_1ms();
Beep_Open;
delay_10ms();
Beep_Shut;
}
}
a=0;
b=11;
c=0;
d=11;
e=0;
f=0;
g=0;
h=4;
/*
*************************
后台主循环
*************************
*/
while(1)
{
/*
*****************************
在这里完成自己的项目逻辑
*****************************
*/

/*定时显示*/
Loop8:for (k=0;k<1;)
{
SelectLED(0);
DrawLED(h,0);
delay_1ms();
SelectLED(1);
DrawLED(g,0);
delay_1ms();
SelectLED(2);
DrawLED(f,0);
delay_1ms();
SelectLED(3);
DrawLED(e,0);
delay_1ms();
SelectLED(4);
DrawLED(d,0);
delay_1ms();
SelectLED(5);
DrawLED(c,0);
delay_1ms();
SelectLED(6);
DrawLED(b,0);
delay_1ms();
SelectLED(7);
DrawLED(a,0);
delay_1ms();
SelectS1;
R1_Test
{
}
else
{
delay_20ms();
R1_Test
{
}
else
{
Beep_Open;
delay_300ms();
Beep_Shut;
c++;
goto Loop6;
}
}

R2_Test
{
}
else
{
delay_20ms();
R2_Test
{
}
else
{
Beep_Open;
delay_100ms();
Beep_Shut;
delay_100ms();
Beep_Open;
delay_100ms();
Beep_Shut;
c=c+2;
goto Loop6;
}
}

R3_Test
{
}
else
{
delay_20ms();
R3_Test
{
}
else
{
Beep_Open;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Shut;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Open;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Shut;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Open;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Shut;
c=c+3;
goto Loop6;
}
}

SelectS2;
R1_Test
{
}
else
{
delay_20ms();
R1_Test
{
}
else
{
Beep_Open;
delay_300ms();
Beep_Shut;
a++;
goto Loop7;
}
}

R2_Test
{
}
else
{
delay_20ms();
R2_Test
{
}
else
{
Beep_Open;
delay_100ms();
Beep_Shut;
delay_100ms();
Beep_Open;
delay_100ms();
Beep_Shut;
a=a+2;
goto Loop7;
}
}

R3_Test
{
}
else
{
delay_20ms();
R3_Test
{
}
else
{
Beep_Open;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Shut;
delay_30ms);
delay_30ms();
Beep_Open;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Shut;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Open;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Shut;
a=a+3;
goto Loop7;
}
}

SelectS3;
R1_Test
{
}
else
{
delay_20ms();
R1_Test
{
}
else
{
Beep_Open;
delay_200ms();
Beep_Shut;
goto Loop3;
}
}

R3_Test
{
}
else
{
delay_20ms();
R3_Test
{
}
else
{
goto Loop5;
}
}
}

/*A队定时得分累计*/
for (b=0;b<10;b++)
{
if(a>9) a=a-10;
for (;a<10;)
{
goto Loop8;
Loop7:if(k<1) a=a;
}
if(b==11) b=0;
}
/*B定时队得分累计*/
for (d=0;d<10;d++)
{
if(c>9) c=c-10;
for (;c<10;)
{
goto Loop8;
Loop6:if(k<1) c=c;
}
if(d==11) d=0;
}
/*A队计时得分累计*/
for (b=0;b<10;b++)
{
if(a>9) a=a-10;
for (;a<10;)
{
goto Loop4;
Loop2:if(k<1) a=a;
}
if(b==11) b=0;
}
/*B队计时得分累计*/
for (d=0;d<10;d++)
{
if(c>9) c=c-10;
for (;c<10;)
{
goto Loop4;
Loop1if(k<1) c=c;
}
if(d==11) d=0;
}
/*倒数计时*/
for (h=3;h<10;h--)
{
for (g=9;g<10;g--)
{
for (f=5;f<10;f--)
{
for (e=9;e<10;)
{
goto Loop3;
Loop4:if(k<1) e=e;
}
}
}
}

/*计时显示*/
Loop3:
for (k=0;k<1;)
{
for (i=0;i<112;i++)
{
SelectLED(0);
DrawLED(h,0);
delay_1ms();
SelectLED(1);
DrawLED(g,0);
delay_1ms();
SelectLED(2);
DrawLED(f,0);
delay_1ms();
SelectLED(3);
DrawLED(e,0);
delay_1ms();
SelectLED(4);
DrawLED(d,0);
delay_1ms();
SelectLED(5);
DrawLED(c,0);
delay_1ms();
SelectLED(6);
DrawLED(b,0);
delay_1ms();
SelectLED(7);
DrawLED(a,0);
delay_1ms();
SelectS1;
R1_Test
{
}
else
{
delay_20ms();
R1_Test
{
}
else
{
Beep_Open;
delay_300ms();
Beep_Shut;
c++;
e--;
goto Loop1;
}
}

R2_Test
{
}
else
{
delay_20ms();
R2_Test
{
}
else
{
Beep_Open;
delay_100ms();
Beep_Shut;
delay_100ms();
Beep_Open;
delay_100ms();
Beep_Shut;
c=c+2;
e--;
goto Loop1;
}
}

R3_Test
{
}
else
{
delay_20ms();
R3_Test
{
}
else
{
Beep_Open;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Shut;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Open;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Shut;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Open;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Shut;
c=c+3;
e--;
goto Loop1;
}
}

SelectS2;
R1_Test
{
}
else
{
delay_20ms();
R1_Test
{
}
else
{
Beep_Open;
delay_300ms();
Beep_Shut;
a++;
e--;
goto Loop2;
}
}

R2_Test
{
}
else
{
delay_20ms();
R2_Test
{
}
else
{
Beep_Open;
delay_100ms();
Beep_Shut;
delay_100ms();
Beep_Open;
delay_100ms();
Beep_Shut;
a=a+2;
e--;
goto Loop2;
}
}

R3_Test
{
}
else
{
delay_20ms();
R3_Test
{
}
else
{
Beep_Open;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Shut;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Open;
delay_30ms();
delay_30ms();
BeepShut;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Open;
delay_30ms();
delay_30ms();
Beep_Shut;
a=a+3;
e--;
goto Loop2;
}
}

SelectS3;
R2_Test
{
}
else
{
delay_20ms();
R2_Test
{
}
else
{
Beep_Open;
delay_200ms();
Beep_Shut;
goto Loop8;
}
}

R3_Test
{
}
else
{
delay_20ms();
R3_Test
{
}
else
{
goto Loop5;
}
}
}
delay_1ms();
delay_1ms();
delay_1ms();
delay_1ms();
delay_1ms();
delay_1ms();
e--;
goto Loop4;
}
/*
****************************************
以下语句为喂狗程序，大部分工程都不应删除
****************************************
*/
#ifdef Per_WDT
wdt_reset();
#endif
}
}

五、程序流程