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8位移位寄存器原理图 8位移位寄存器( 二 )


1)单片机控制电路，以AT89C51为控制核心
2)键盘电路，软件延时去抖电路设计，带串行输入接口，可以减少占用CPU的接口，降低硬件成本，增强系统的可扩展性 。
3)显示电路，采用静态显示方式，74LS164集成电路，串行输入并行输出，驱动能力强，可以直接驱动LED显示，减少了显示电路与单片机的连接线 。
4)设计了复位电路 。智能控制器中有一个复位电路，是单片机开始工作时必须进行的操作 。
2.2系统的硬件组成:
这个篮球比赛计时记分系统是一个计时计算系统，由相应的键盘控制电路、LED显示、声光报警、电源等电路组成 。通过人员的简单控制，可以处理数据，输出比赛时间和比分，推动显示电路显示数值 。基于单片机系统的篮球比赛计时记分器的系统结构图如下图所示:
图1系统结构图
3硬件电路设计3.1键盘模块的设计
这个设计需要时间调节、分钟调节等功能，所以键盘设计是必须的 。在非编码键盘中，每个键的作用只是打开或关闭相应的触点 。每个按键的键码不是由硬电路产生，而是由相应的扫描处理器扫描 。因此，非编码键盘的硬件电路极其简单，在微机中得到广泛应用 。
本设计采用独立的非编码键盘，每个按键相互独立，需要占用CPU的一条I/O输入数据线 。其中8个控制分数调整的按键分别与P1.0~P1.7连接，3个控制交换地点和启动/停止的按键与CPU的P3.0~P3.2端口连接 。如果没有按键，CPU从P1端口读取的平均管脚电量为“0”(+)，如果有按键，该按键对应的端口线变为低电平 。单片机定时查询P1口的程序，就能查出键盘上有没有按下任何键，按下了哪个键 。
11个控制按钮定义如下:
Rst/VPD复位按钮
S2队1.0A加1分 。
S3队1.1a加2分 。
S4 1.2a队增加3分 。
S5.1.3a队丢1分 。
S6 P1.4 B战队加1分 。
S7.5b团队加2分 。
S8 P1.6 B队加3分 。
S9 P1.7 B队减1分
S10 P3.0开始/暂停按钮
S11 P3.1切换站点按钮
S12 P3.2设置时间按钮
控制按钮的设计如下图所示:
图2键盘电路设计
3.2 LED显示模块的设计
3 . 2 . 1 LED的AT89C51显示LED是LED的缩写 。LED数码管结构简单，价格低廉 。LED数码管通常用于单片机显示 。89C51单片机对LED数码管的显示可分为静态和动态两种 。静态显示的特点是每个LED灯管可以同时稳定显示自己的字体；动态显示是指每个LED轮流一次又一次地显示自己的字符 。由于视觉器官的惯性，人们看到的是每个LED似乎同时显示不同的字体[1] 。
静态显示:所谓静态显示，是指单片机一旦输出显示，可以保持到下一次发送新的显示模式 。这种显示器占用机器时间少，可靠；缺点是元器件多，电路复杂，成本比较高 。然而，随着VLSI的发展，已经开发了具有多种功能的显示设备 。比如锁存器、解码器、驱动器、显示器是四合一的显示器件，使用起来很方便 。当显示位数较少时，采用这种显示模式是合适的 。这种显示模式的每个七段显示器需要一个8位输出端口控制 。
动态显示:所谓动态显示，就是单片机定时扫描显示设备 。在这种方法中，显示设备分时工作，一次只能显示一个设备 。但是因为认识到了视觉暂留的现象，所有的设备还是感觉在同时显示 。这种显示方式的优点是使用的硬件少，所以价格低 。但这需要很多时间，只要单片机不执行显示程序，就会立即停止显示 。动态显示的亮度与导通电流和点亮时间与间隔的比值有关 。许多单片机开发系统和模拟器上的6位显示器都采用这种显示方法[2] 。
3 . 2 . 2 74LS164芯片简介74ls 164是一个8位移位寄存器(串行输入，并行输出)，用于将串行信号转换为并行信号 。当清零端为低电平时，输出端(QA-QH)为低电平 。串行数据输入(a，b)可以控制数据 。当A和B中任意一个为低电平时，禁止新的数据输入，在时钟脉冲[3]的上升沿作用下，Q0为低电平 。当A和B中的一个为高电平时，另一个允许数据输入，Q0的信息资源网络状态由CLOCK的上升沿决定 。
表1: 164是一个8位移位寄存器，其主要电气特性的典型值如下:
74LS164的引脚图和逻辑图如下:
图3 74ls 164封装引脚图
图3 74ls 164封装引脚图
表2: 74hc164端子符号和功能
表3: 74LS164真值表
注:H-高电平，L-低电平，X-任意电平，↑-低至高电平跳变，Qa0，QB0，QH0-规定的稳态条件成立前的电平，Qan，QGN-最近的电平在↑ [6]之前
表4: 74hc164推荐的工作条件:
3.2.4显示电路的设计为了保证显示的可靠性，单片机控制系统采用静态显示 。本设计通过连接74LS164移位寄存器实现LED的静态显示，使CPU发送的数据可以由74LS164控制，减少了CPU的工作 。采用的数字显示管接公共阳极，电源电压为5V 。AT89C51单片机的串口模式为移位寄存器模式[7]，外部10个74LS164芯片作为LED显示的静态接口 。AT89C51的P0和P2端口用作数据输出线，P0.1和P2.4用作移位时钟脉冲 。


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