8位移位寄存器|8位移位寄存器原理图( 四 )

74LS164为TTL单向8位移位寄存器，可实现串行输入，并行输出。其中A、B（第1、2脚）为串行数据输入端， 2个引脚按逻辑与运算规律输入信号，共一个输入信号时可并接。CLK（第8脚）为时钟输入端，可连接到串行口的TXD端。每一个时钟信号的上升沿加到CLK端时，移位寄存器移一位， 8个时钟脉冲过后， 8位二进制数全部移入74LS164中。CLR（第9脚）为复位端，当R=0时，移位寄存器各位复0 ，只有当R=1时，时钟脉冲才起作用。QA…QH（第3-6和10-13引脚）并行输出端分别接LED显示器的hg….a各段对应的引脚上。在给出了8个脉冲后，最先进入74LS164的第一个数据到达了最高位，再来一个脉冲，第一个脉冲就会从最高位移出。4片7LS164首尾相串，而时钟端则接在一起，这样，当输入8个脉冲时，从单片机P3.0端输出的数据就进入到了第一片74LS164中了，而当第二个8个脉冲到来后，这个数据就进入了第二片74LS164 ，而新的数据则进入了第一片74LS164 ，这样，当第4个8个脉冲完成后，首次送出的数据被送到了最左面的164中，其他数据依次出现在第一,二,三,四片74LS164单片机中[9] 。显示电路图如下：

图5 显示电路图的设计
3.3 声光报警及指示电路
本系统设计了报警电路,设定单节比赛的时间值，系统计时的过程中，一旦发现到达设定的时间，即当整节比赛结束时，便启动自身报警电路[10] 。单片机便将P3.6管脚由低电平变为高电平，如果报警开关处于闭合状态，则三极管导通，蜂鸣器发出报警信号。声光警报电路原理图如下所示：

图6 声光报警器设计图
3.4 单片机控制设计
3.4.1 单片机系统I/O口分配系统的I/O口分配如下:TXAL1 ， TXAL2 为单片机外接时钟振荡电路，石英晶体起振后在XTAL2上输出一个3V左右的正弦波，以便使AT89C51片内的OSC电路按石英晶振相同的频率自激振荡[11] 。
P1.0口至P1.7口为键盘输入口,这8个按键用来调整A ， B两队的比分，在比赛中出现计分错误的情况时方便快速的修改比分。P3.0口至P3.2口外接了另外三个按键，他们的作用分别是：开始/暂停，交换场地，设定时间。
P0.0口至P0.2口连接4个LED数码管用来显示比赛时间， P2.0口至P2.4口连接了6个LED数码管显示A ， B两只队伍的比分。
P3.6口接报警电路。
3.4.2 AT89C51单片机简介单片机（Microcontroller ，又称微处理器）是在一块硅片上集成了各种部件的微型机[12] ，这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。AT89C51是MCS51系列单片机的一个产品。MCS51系列单片机是Intel公司推出的通用型单片机，其结构特点如下：
（1）8位CPU；
（2）片内震荡及时钟电路；
（3）32根I/O线；
（4）外部存储器寻址范围ROM、RAM各64K；
（5）2个16位的定时器/计数器；
（6）5个中断源， 2个中断优先级；
（7）全双工串行接口。
AT89C51单片机系列指的是MCS51系列和其他百思特网公司的8051衍生产品。这些衍生品是在基本型基础上增强了各种功能的产品，如高级语言型、flash 型、EEPROM型、A/D型、DMA型、多并行口型等，这些产品给8位单片机注入了新的活力[13] ，给它的开发应用开拓了更广泛的前景[14] 。
AT89C51引脚图：

图7 AT89C51引脚图
AT89C51主要特性:
与MCS-51 兼容
4K字节可编程闪烁存储器
全静态工作：0Hz-24Hz
三级程序存储器锁定
128*8位内部RAM
32可编程I/O线
两个16位定时器/计数器
5个中断源可编程串行通道
低功耗的闲置和掉电模式
片内振荡器和时钟电路
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器[15]（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中， ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案[16] 。