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1、 经验交：盘， 自动化技术与应用年第 卷第期 基于单片机的游泳 计时显示系统邬丽娜，夏莉英（苏州职业大学电子信息工程系，江苏苏州）摘要：文章介绍了基于单片机控制的游泳自动计时显示系统的软硬件设计。系统以单片机来完成数据采集处理，通过显示驱动芯片来完成显示。关键词：单片机；显示驱动；中图分类号：文献标识码：文章编号：（） （ ， ）： ， ：； 引言用，该芯片具有闪存，个外部中断，个大型游泳比赛中主要通过自动计时系统来记录每定时器中断。晶振采用，其机器周期仅为，位运动员的成绩、确定运动员的名次。但是这种自动计时系统的价格较为昂贵，一般业余、中小规模的比赛通常仍采用人工按动秒表的方法来计时，由于人
2、的反应时间较长且不稳定，使得比赛结果有失公正。基于单片机的游泳计时显示系统能很好地解决这一问题。该装置能对多达八人的游泳比赛进行自动计时，且成本低廉、精确度高、工作稳定，特别适用于学校、企事业单位及其他小型游泳队的训练或比赛。可满足系统的精度要求。显示驱动采用美国公司生产的串行输入输出共阴极显示驱动芯片。硬件系统的设计游泳计时显示系统的硬件设计原理如图所示。一般游泳项目自动计时显示系统应包括发令装置、触板和计时显示三部分组成。发令功能现考虑由单片机来简单驱动蜂鸣器实现。触板可以利用行程开关自制，也图游泳计时显示系统的硬件原理图可以使用专用的成品触摸板，但触摸板最好是继电器输出或低电平输出方式，
3、继电器输出可按图连接，低电平输出可接至图中的点。主控芯片采硬件图中为控制按钮，可实现以下所述的功能。按钮按下可实现按键电平复位，使复位后程序计数器。是开始键，是查询键，是停止键。初始上电时，八位数码管全部不亮无显收稿日期： 万方数据示。在预备比赛时，按动钮系统开始计时，同时三自动化技术与应用年第卷第期经验交流极管、驱动蜂鸣器发出“开始”口令，中间六位数码管显示当前计时值，前四位是秒，后两位是小数部分，最大计时值为秒。是泳道尽头送来的串行数据的位号刚好相反，所以数据在发送以前必须进行颠倒，即变成，变成。对各控制寄存器的初始设置可考虑表【。传感装置的常开触点，当参赛者，例如号泳道人员，到表初始设置
4、达终点时，接触传感装置，闭合，、变为低电平， 芯片接收到这一信息后，产生中断并立刻把该参赛者的名次、用时值、泳道号进行保存以备查询用，同时点亮指示灯。其他泳道的情况与此相同。设置项日显示亮度扫描限制译码方式显示测试关断方式选择位非番码方式正常操作正常攮作颠侣店的数值（位）瑚伽明当所有参赛者全部到达终点后，按一下停止键，计时停止。这时按一下查询键，屏幕上会出现该次比系统软件设计赛第一名的成绩和泳道号，八位数码管最左边一位显示名次，中间六位显示所用的时间即成绩，最右边一位显示该参赛者所处的泳道号，从而区分是哪一位参赛人员，再按一下可查看第二名的成绩及泳道号，连续按动可查询从第一名到第八名的成绩和泳
5、道号，继分析以上的工作过程，软件系统的设计可参考图所示的流程。续按动可重新从第一名开始查看。如果参赛者不到八位，例如只有五位，则第六、七、八名的成绩及泳道号均显示，以示空缺。需要进行下一场比赛时，按一下复位键即可。此外，应分别安装于号泳道的到达传感装置附近，以及时给参赛者一个触板有效的标志。显示部分采用 主要考虑它与微处理器接口简单，仅用个引脚与微处理器相应端连接即可实现最高串行口。的位选方式独具特色，它允许用户选择多种译码方式译码选位，而且，每个显示位都能个别寻址和刷新，而不需要重写其他的显示位，这使得软件编程十分简单且灵活。对于，串行数据是以位数据包的形式从脚串行输入，在的每一个上升沿一位
6、一位地送入芯片内部位移位寄存器，而不管脚的状态如何。 位数据包的数据格式如表所示：图程序流程图表数据包的格式表片内的地址分配婶盯舛抛地址应用方向仰傩踊酃雕噶堆栈功的个控制寄存器的初始化存放名对应“名浚、成绩、泳道号以便查询用通过 ，位地址位译码，可寻址个内部寄存器，分别是个显示位寄存器，个控制寄存器和个空操作寄存器。控制寄存器包括：译码模式，显示亮度调节，扫描限制（选择扫描位数），关、，丑州丑】，为和子程序服务存放功的位选信号临时存储用存放实际参加比赛人数定时器服务程序用查询的结果所在单元的地址断和显示测试寄存器【。由于内部位寄存器的位号与从发万方数据考虑到该装置作用的特殊性，在编程时着重考虑
7、程序执行的速度把误差降到最小，编程时解决了二次触板经验交流 自动化技术与应用年第 卷第期的问题。整个程序主要由主程序、初始化程序、中断程序、显示程序、查询程序、串行：发送程序、延时程序等组成。片内主要分配可参考表所示。；部分程序清单主程序：；：，；，方式计数；调用初始化子程序，；方式定时，；，；，；：，；，；，；，-8；，；初始化、口结束语：，；，；将显示驱动芯片 与单片机控制相结合来完成游泳比赛项目的自动计时和显示。这样的系统结：；开启定时器；延时程序构不但紧凑、所用芯片少、而且控制精度较高。在显示控制电路上采用了串行方式，减小了单片机线的使当前时间每隔在上显示用，减少了开支成本，又经济实惠
8、，性能也稳定。从而在保证结果公正基础上，解决了一般业余、中小规模的比，；赛计时问题。查询显示】：￥参考文献：，；，；，；指向的某一位【】胡奕明串行显示驱动器及其应用】现代电子技术，（）：【】宋春，向凤红在智能仪表中的级联应用】昆明理工大学学报，（）：【】徐惠民，安德宁单片微型计算机原理、接口及应用【】北京：邮电大学出版社，￥；。，；查表得对应段码。万方数据，；数据输出到对应，￥作者简介：邬丽娜（ 一），女，助教，学士，研究方向：电气控制基于单片机的游泳计时显示系统作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：邬丽娜， 夏莉英， WU Lina， XIA Li-ying苏州职业大学电子
9、信息工程系,江苏,苏州,215104自动化技术与应用TECHNIQUES OF AUTOMATION AND APPLICATIONS2008，27(5)0次参考文献(3条)1.胡奕明 串行LED显示驱动器MAX7219及其应用期刊论文-现代电子技术 2001(5)2.宋春.向凤红 MAX7219在智能仪表中的级联应用期刊论文-昆明理工大学学报 2001(6)3.徐惠民.安德宁 单片微型计算机原理、接口及应用 2005相似文献(10条)1.学位论文 王海峰 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统 2006在工业现场存在着大量诸如温度、压力、流量等的参数，研制一款多通道数据采集系统，对各种参
10、数实时采集和处理，并与上位机进行通讯，以满足工业现场应用需求。 本文对工业现场采用的各种传感器及变送器进行了分析研究，采用流行的Atme189S52单片机、非易失存储器SD2001E、美国TI公司生产的TLC1543 AD转换器、内带EPROM的系统监控芯片X25045及LED显示驱动芯片PS7219等器件设计了一套多路通用数据采集系统。该系统可灵活的与各种标准变送器（输出420mA或0-5v）连接，通过AD转换和数据处理实现对被测参数的测量并实时显示和存储；利用系统的串行通讯接口，通过RS485通讯将采集数据传送到上位计算机，以供进一步分析处理。系统软件设计工作有：利用ASM51汇编语言编写
11、数据采集与数值计算、数据显示、数据存储和数据通讯软件；利用VB6.0编写上位计算机数据接收和处理软件。 本文研究的基于51系列单片机通用数据采集系统在实验室中已开发出了样机，该系统具有结构紧凑、工作稳定可靠、使用灵活方便、可扩展性强等特点，具有较大的推广使用价值。2.期刊论文 马岩 AT89C 2051单片机对显示驱动芯片MC14499的IC级代换 -电测与仪表2002,39(12)介绍了采用AT89C2051单片机实现对显示驱动芯片MC14499的IC级代换的思路和具体实现方法.3.期刊论文 曲宏泽.同敏祥 用AT90S1200代换显示驱动芯片MC14499的应用电路 -国外电子元器件200
12、1(7)AT90S1200是ATMEL公司推出的RISC单片机，它将PIC 及8051单片机的优点和其本身具有的Flash 技术集天地一身，本文介绍了应用AT90S1200单片机代换Motorla显示驱动芯片MC14499来驱动四位LED动态显示的代换电路及详细的应用程序。4.期刊论文 施隆照 数码管显示驱动和键盘扫描控制器CH451及其应用 -国外电子元器件2004(1)介绍一种新型的键盘显示驱动芯片CH451的性能特点和工作原理,给出了CH451键盘显示驱动芯片与MCS-51单片机的接口方法与相应的软件驱动程序.5.期刊论文 高美珍.洪家平.GAO Mei-zhen.HONG Jia-pi
13、ng LED显示驱动芯片BN5279(A)及其串行接口应用 -国外电子元器件2005(6)BN5279(A)是贝能科技有限公司生产的集成LED显示驱动器,具有工作电压低、串行接口、带有64键的键盘矩阵控制等特点.文中介绍了该电路的主要特性及工作原理,给出了BN5279(A)与AT89C2052微处理器的连接电路及程序代码.6.期刊论文 王喜军.姜军.孙福东.贾云婷 显示驱动芯片MAX7219在单片机中的应用 -自动化技术与应用2009,28(10)阐述了新型显示驱动芯片MAX7219的基本工作原理和软件设计方法.该芯片功能强大、编程简单、控显可靠,可广泛用于工业控制器等方面的数码显示驱动.并且
14、运用P18高端系列的单片机进行程序测试.7.期刊论文 喻鑫.舒勤 基于EM78447B的数码锁的设计与实现 -工业控制计算机2003,16(11)本文主要介绍了一种性价比较高的数码锁的结构与工作原理.并详细的介绍它是以EM78447B单片机为核心,以显示/键盘电路作为与用户的交互,以I2C总线提供与存储芯片的握手信号,并在以上的基础上实现数码驱动及报警功能.8.期刊论文 喻鑫.舒勤 基于EM78447B的数码锁的设计与实现 -今日电子2003(10)本文主要介绍了以EM78447B单片机为核心的数码锁的结构与工作原理,以显示/键盘电路作为与用户的交互,以I2C总线提供与存储芯片的握手信号,并在
15、以上的基础上实现数码驱动及报警功能.9.期刊论文 杨潇.艾学忠.翟玉文.郑宝华 智能数显温度计 -吉林化工学院学报2002,19(4)介绍一种以AD590为测温元件、AT89C51单片机为核心、LED数码管为显示器件的智能数显温度计设计.该温度计对温度变化反应灵敏,测温准确,显示直观,电路设计简单实用.10.期刊论文 王玉辉 智能显示驱动芯片ZLG7289A -世界电子元器件2004(11)本文介绍了一种新型的,由广州周立功单片机发展有限公司设计的键盘及数码控制芯片ZLG7289A.它是具有SPI串行接口功能的,可同时驱动8位共阴极数码管(或64只独立LED)的智能显示驱动芯片,只需一片单片机即可完成LED显示,键盘接口的全部功能.本文链接：下载时间：2010年1月6日