篮球比赛记分器

四川信息职业技术学院

毕业设计说明书(论文) 设计(论文)题目: 基于单片机的篮球比赛

记分器的设计

专业: 通信技术

班级: 通技 06-2 学号: 0620081 姓名: 董蓉

指导教师: 曾妍谭望春

二ΟΟ八年十二月三十日

目录

摘要 (1)

第1章绪论 (2)

第2章方案设计 (3)

2.1 系统功能要求 (3)

2.2 整体方案 (3)

第3章硬件设计 (5)

3.1 单片机系统电路设计 (5)

3.1.1 时钟电路 (5)

3.1.2 复位电路 (6)

3.2 数据显示单元设计 (7)

3.2.1 显示器原理简介 (7)

3.2.2 显示器电路图 (7)

3.3 按键电路 (7)

第4章软件设计 (9)

第5章系统仿真测试 (11)

结论 (12)

致谢 (13)

参考文献 (14)

附录1 总电路原理图 (15)

附录2 程序清单 (16)

摘要

篮球比赛记分器是为了解决篮球比赛记分的问题。本设计是采用单片机AT89C51作为核心元件，利用7段共阴LED作为显示器件，在此设计中共接入了2个4联7段共阴LED显示器，其中1个用于显示红队的分数，1个用于显示蓝队分数，显示范围相当高,足够满足赛程需要。本文详细地介绍了系统硬件与软件的设计过程，由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特的优点，采用该装置可根据实际情况进行比分修改，具有低功耗，可靠性，安全性以及低成本等特点。

关键词AT89C51；LED；复位电路；时钟电路

第1章绪论

篮球比赛记分器是为了解决篮球比赛记分的问题。此装置利用单片机AT89C51完成了记分的功能。本文详细地介绍了系统硬件与软件的设计过程，采用该装置可根据实际情况进行比分修改和显示，具有低功耗，可靠性，安全性以及低成本等特点。

体育比赛记分系统是对体育比赛过程中所产生的比分进行快速采集记录，加工处理，传递利用的信息系统。根据不同运动项目的不同比赛规则要求，体育比赛的记分系统包括测量类，评分类，命中类，制胜类，得分类等多种类型。

篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的记分系统是一种得分类型的系统。篮球比赛记分系统由记分器等多种电子设备组成，同时，根据目前高水平篮球比赛要求，完善的篮球比赛记分系统设备应能够与现场成绩处理，现场大屏幕，电视转播车等多种设备相联，以便实现高比赛现场感，表演娱乐观众等功能目标。

由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特的优点，使单片机迅速得到了推广应用，目前已经成为测量控制应用系统中的优选机种和新电子产品的关键部位。世界各大电气厂家，测控技术企业，机电行业，竞相把单片机应用于产品更新，作为实现数字化，智能化的核心部件。篮球记分器就是以单片机为核心的计分系统。

本系统是采用单片机AT89C51作为核心元件。利用7段共阴LED作为显示器件。在此设计中共接入了2个4联7段共阴LED显示器，其中1个用于记录红队的分数，1个用于记录蓝队的分数。

第2章方案设计

2.1 系统功能要求

两队的比分由五个键来控制，其中KEY0用以切换当前比分球队，KEY1,KEY2,KEY3,KEY4分别用来加1分，加2分，加3分和减1分。当比赛开始时先按下复位键使系统恢复初始状态，然后根据比赛情况开始对球队加分。

2.2 整体方案

为了完成上述功能要求，篮球比赛记分器系统整体结构如图2-1所示包括：AT89C51、时钟及复位电路、按键电路、及LED显示器。该电路的原理框图，如图2-1所示：

图2-1电路原理框图

（1）显示方案

方案一：静态显示就是当CPU将要显示的字或字段码送到输出口，显示器就可以显示出所要显示的字符，如果CPU不去改写它，它将一直保持下去；静态显示硬件开销大，电路复杂，信息刷新速度慢，只适合显示位数较少的场合。

方案二：动态显示就是在显示时，单片机控制电路连续不断刷新输出显示数据使各数码管一位一位地轮流点亮显示器地各个位。对于显示器的每一位而言，每隔一段

时间点亮一次；动态显示耗能较小，但编写程序较复杂。动态显示硬件连接简单，信息刷新速度快，节省I/O接口。

由于本次设计要求对比分进行时实检测与控制，所以选择的是方案二。

（2）键盘方案

方案一：独立式键盘的各个按键之间是相互独立的每一个按键连接一根I/O口线。独立式键盘电路简单，软件设计也比较方便，但由于每一个按键均需一根I/O口线，当键盘按键数量较多时需的I/O口线较多，应此独立式键盘只适合于按键较少的应用场合。

方案二：采用4×4行列式键盘,它表示有4根行线和4根列线,在每根行线和列线的交叉点上有一个按键,组成了一个有16个按键的矩阵键盘。

在篮球比赛记分器设计中KEY0为选择开关键，KEY1，KEY2，KEY3为加法键，KEY4为减法键。由于此次设计只需要用5个按键，所以选择的是方案一。

第3章硬件设计

3.1 单片机系统电路设计

单片机就是在一块硅片上集成了中央处理器（CPU）存储器和输入/输出接口（并行I/O串行通信口）振荡电路，计数器等电路的一块集成电路，这样的一块集成电路具有一台计算机的基本功能，因而被称为单片微型计算机，简称单片机(MCU）。

单片机的种类很多。Intel公司首先于1976年6月推出了MCS-48系列单片机。世界上一些著名的电子器件公司都开发有自己的单片机产品。由于单片机具有体积小、功能强、成本低、功耗小等优点，所以在工业控制、智能仪表、通信技术、信号处理及家用电器产品中广泛应用。现在的单片机从功能上已突破微型计算机的传统功能，向着以单片机为核心，外接各种控制单元的专用单片机方向发展。

在单片机内部有一振荡电路，只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体（简称晶振），就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。图3-1中电容器C1和C2的作用是稳定频率和快速起振，电容值在5～30pF，典型值为30pF。晶振CYS的振荡频率范围在1.2 MHz～12 MHz间选择，典型值为12 MHz和6MHz。

3.1.1 时钟电路

单片机时钟电路图如图3-1所示:

图3-1单片机时钟电路图

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

3.1.2 复位电路

单片机的复位操作使单片机经入初始化状态。初始化后，程序计数器PC=0000H，所以程序从0000H地址单元开始执行。单片机启动后，片内RAM为随机值，运行中的复位操作不改变片内RAM的内容。

复位电路就是在RST端（9脚）外接的电路，目的是使单片机上电开始工作时，