基于单片机的篮球计分器设计

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在当今的体育赛事中，比赛的计分系统对观众和运动员尤为重要，观众可以根据比分的实时显示为自己支持的队伍呐喊助威，运动员更是要靠着计分器来把握比赛的节奏，包括攻防转换、替补换人以及赛间休息等等。

因此，为了让比赛进行得更加专业化和流畅化，我们有必要对比赛的计分系统进行改良。

篮球赛事的得分系统是一种记分类型的系统，是根据主客两队在规定时间内的积分比来决定输赢。

篮球比赛得分系统由记分器和计时钟等智能电子设备组成。

而且，根据目前篮球比赛的专业化和高水准，完备的智能设备体系要与现场实时录制、直播平台等连接，为观众打造全方位的视频带入感。

1 系统硬件设计
1.1 系统整体设计
本次计分系统的设计采用模块化结构，以单片机为核心来连接外围电路和PC 机，实现比赛计分器的功能。

1.2 单片机最小系统
单片机最小系统，是指用最少的元器件组成功能齐全的工作系统的单片机。

51单片机的最小系统是由单片机、晶振和复位电路组成。

图1所示为一个51单片机的最小系统电路图。

第一部分：电源组
40 脚接电源 5V （右上角），20 脚接电源负极（左下角），在单片机里面，负极也可以叫 GND 或者“地”，我们在单片机的应用中，习惯说负极为“地”，上面 GND 就是英文 ground 的缩写，翻译过来就是“地”的意思。

第二部分：晶振电路
11.0592M 晶振 Y1 与单片机的 18，19 脚并联，因为这两只脚，就是晶振的工作引脚，22p 电容 C2 一端接 18 脚，一端接地，22p 电容 C3 一端接 19 脚，一端接地，两个电容，在 10～30P 中选择可行性较高，主要作用是滤掉晶振部分的高频信号，让晶振工作的稳定性更高。

第三部分：复位电路
10u 电容 C1 正极接电源，负极接最小系统的复位脚，即第 9 脚。

1K 电阻R17一端接单片机的复位脚，一端接地。

就是通过这个 10u 和 1k ，就可以让单片机一开始供电时候，单片机自动复位，从零开始执行程序，这个就是复位的概念。

第四部分：其它功能组
P3^1 这个脚是存储器使用选择脚，当这个脚接“地”时，那么就是告诉单片机，选择使用外部存储器，当这个脚接“5V ”
基于单片机的篮球计分器设计
西北民族大学电气工程学院 王子谦
图1 51单片机最小系统电路图
时，说明单片机使用内部存储器。

如果选择外部的存储器，太浪费单片机仅有的资源，所以这一脚永远接电源 5V （如图1所示），使用单片机的内部存储器。

1.3 按键模块设计
按键模块设计中共涉及 5 个按键，分别控制甲、乙两队的加分按钮；时间暂停或继续；时间复位以及全部数据的复位。

该 5 个按钮分别与单片机 P2 口的 P2.3~P2.7 相连 0。

其中按键模块采用按键共阴极设计，由于 stc52 系列单片机的 IO 口在不赋值处理时，默认为高电平，故案件采用共阴极设计时，当按键按下后，该 IO 口被拉低为低电平，单片机即可采集到信号， 并对IO 口的信号做出相应的反应。

1.4 显示模块设计
模块显示选用 LCD1602来实现显示器的动态扫描。

字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字和符号等的点阵式 LCD 。

一般的 LCD1602 字符型液晶显示器的内部控制器大部分为 HD44780，能够
显示英文字母、阿拉伯数字、日文片假名和一般性符
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号。

1602 液晶显示的原理是利用液晶的物理特性通过电压来控制其显示面积。

如果接通电源，就会有图形显示。

液晶显示器采用标准的14脚接口，其中Vss 为接地电源，VDD 接正电源，VO 为LCD 的对比度调节端子。

接正电源时，显示屏对比度最弱，接地时对比度最高。

使用时，对比度可通过10k 电位器调节。

RS 是寄存器选择，高电平时选择数据寄存器，低电平选择指令
寄存器。

RW 是一种读写信号线，可以在高电平下读，也可以在低电平写。

当RS 和RW 均为低电平信号时，可进行写入指令或显示地址操作；当RS 为低电平，RF 为高电平时，可进行读取忙信号；当RS 为高电平，F 为低电平时，可进行写入数据操作。

E 端为使能源，电流端子由高电平变为低电平，LCD 模块执行指令。

主要功能如图2所示。

2 系统软件设计
按键模块程序为了更好地使用体验，使用了按键防抖设计，主要实现方法为，先用判断语句判断是否按下，延时5 us 后再次判断，如果仍然为按下状态，则用循环语句将其锁死在寻黄状态语句中，当案件被释放之后再继续执行下面的内容。

以此达到防止一次按下，无线多次触发相同内容的目的。

显示模块由于要
做到动态显示，所以首先要设置定时器0工作在模式
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图2 1602液晶显示屏指令说明
图3 总流程图
程仿真的。

3.1 用keil软件编写程序
（1）新建工程，为工程选择目标器件。

（2）新建文件，保存为XX.c ，将文件添加到工程中：在项目管理窗口中选中文件组，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“A dd File to Group'Source Group 1'”，添加源程序“JP .c ”到项目中。

（3）设置工程项目环境。

（4）对工程进行编译连接（检查语法错误，可以生成.hex 文件），调试运行源程序，建立出.hex 文件。

3.2 用proteus绘制电路图
从proteus 库中选取元器件，连线。

然后双击单片机，打开后，寻找keil 软件生成的.hex 文件，并点击确认，仿真程序烧入单片
机。

仿真图如图4所示。

状态下，并且赋给一定的初值，以此达到每次溢出都是20 ms 的目的。

其次每次获得新的数据之后都要重新写入1602的指令并且更新数据。

总流程图如图3所示。

3 系统仿真
本设计主要是用proteus 软件绘图以及Keil uVision4软件进行编
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图4 仿真电路图
结束语：单片机技术是一门智能控制的学科，以后的社会将会是智能化的社会。

篮球记分器是一种基于单片机的计时和记分于一体的开发系统。

它采用计时器、记分器、24s定时来集成控制。

由于单片机性能稳定、可靠性高、易于开发，特别是体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等特点，使得仪器仪表更加数字化、智能化。

作者简介：王子谦（1999—），男，内蒙古呼和浩特人，大学本科，研究方向：自动化控制。

（上接第124页）
总结：目前，无线通信技术取得飞速发展，人们对于数据传输量和有效提高频谱资源利用率的需求不断增加，如何解决频谱资源日趋匮乏的问题成为大家的共同目标，认知无线电作为一种新兴的技术来解决以上问题可能会有很好的成效，首先它可以通过频谱感知技术正确的找到频谱空洞即空闲的频谱段，以此随时地完成动态频谱的空闲段落进行合理的利用，这样的操作能同时地减少对主用户的干扰，以达到提高频谱利用率的目的。

因为单节点频谱感知存在局限性，其结果的可信度不高。

所以利用联合频谱感知技术来提高认知系统的检测性能，以此减少对授权用户正常使用的干扰。

本文采用理论分析和仿真分析的方法设计了一种新颖的基于门限动态调整的频谱感知系统。

通过仿真结果，本文所提出的动态门限的联合频谱感知方法能有效提高系统的感知性能。

基金项目：教育部产学合作协同育人基金项目（201901163008
）。

图5 恒虚警率下系统检测错误概率对比图
作者简介：王奉良（1974—），男，山东青州人，硕士，讲
师，研究方向：5G、数字信号处理方向。