基于单片机的篮球计时计分器设计

基于单片机的篮球计时计分器设计

摘要

随着科技的日益发展进步，单片机技术已经被广泛应用在科研、工作等重要领域内，目前也已经普及到我们的日常生活中，扮演着十分重要的角色。本次设计是基于单片机的篮球计分器，以基本篮球规则为依据，设计结构简单且方便操作，对篮球比赛实现实时控制。

此次设计的计分器总共包括四个模块，他们是24秒显示、计时器、记分器、计节器。实现的功能是：24秒显示能按键控制24秒计时器，当控球时间超过24秒时，可发出报警信号。计时器可按键调节，可以随时暂停计时，暂停比赛，在每节结束和全场结束时报警。记分器记录两队的积累分数，可通过按键分别加1、2、3分。

设计分为硬件设计和软件设计。硬件设计的主要包括的是：LED数码管显示、按键控制系统设计以及辅助功能的设计。软件设计包括：功能选择、倒计时的实现。本文主要介绍了用单片机设计实现篮球计分器的整个流程，采用C语言编写程序。设计引用MAX7219专用LED驱动芯片，解决了多位LED数码管同时显示的问题。其中时间显示和比分显示部分由两组共阴极LED数码管显示。时间显示部分可以以分为单位进行计时调整。比分显示部分可以实现在半场结束后手动换场，两个显示模块均采用动态扫描方式进行显示。按键控制部分采用独立按键，共设八个按键，实现调整分数、调整时间、比赛的开始/暂停、复位键和交换场地键等功能。报警部分由蜂鸣器加三级管驱动，实现了发出按键声音和结束报警的功能。

采用单片机控制使这个系统按键操作使用简单，安装方便。解决了篮球比赛计数器的安装问题，节约了线材，适合在各种规模的体育场馆使用，完全可以代替传统的用钟表进行计时的方法，当然稍加改动也可以用于其他球类比赛，是体育器材向智能化发展的一个实例。

关键词:STC89C51单片机；温度控制；恒温箱；DS18B20

目录

1 概述 (3)

2 篮球计数器系统总体设计 (2)

2.1基本功能介绍 (2)

2.2系统构成框图 (3)

2.3篮球计时器的工作过程 (3)

3 系统的硬件设计 (4)

3.1系统硬件部分组成 (4)

3.2时钟频率电路设计 (6)

3.3复位电路的设计 (7)

3.4显示电路的设计 (8)

3.5开关键盘的设计 (9)

4 系统的软件设计 (10)

4.1软件任务分析 (10)

4.2主程序设计 (10)

4.3键盘识别及处理程序设计 (11)

4.4显示子程序设计 (12)

4.5复位程序设计 (13)

5 系统的调试 (14)

5.1软件模拟调试 (14)

5.2硬件接线 (15)

5.3实物调试 (16)

5.4调试总结 (19)

结论与展望 (20)

附录A系统原理图 (23)

附录B系统仿真图 (24)

附录C实物图 (25)

附录D系统源程序 (26)

1 概述

单片机将我们带入了智能的电子领域，许多复杂的系统若用单片机进行设计，便能达到电路更简单、功能更齐全的效果。若把经典的电子系统当作一个僵硬的电子系统，那么智能的现代电子系统则是一个具有“生命”的电子系统。单片机的使用领域已十分广泛，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等，各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效。

单片机具有集合程度非常高、外形小、系统控制功能强与扩展空间大等特点，而且能快速地处理指令，有很高的稳定性，因此在仪器仪表的制造领域占有一席之地【1】。就其应用性而言，单片机改变了传统的测量方式、引领了仪器仪表制造应与用技术的浪潮。使用此项技术使仪器仪表实现了更加智能、应用更加广泛、适用场景更加多变的功能。

本设计是由STC89C52RC单片机编程控制LCD1602显示器做显示的篮球计时计分系统。本系统具有比赛定时设置、赛程时间暂停、甲、乙双方比分以及比赛节数。它具有价格低廉、性能稳定、操作方便且易携带等特点。

本设计是基于单片机的计时计分系统，通过串口通信动态传输数据，使计时计分系统有了更多更完善的功能。单片机系统的硬件结构给了篮球计分器系统“身躯”，而单片机的应用程序赋予其新的“生命”。

2 篮球计数器系统的总体设计

2.1 基本功能介绍

（1）赛程时间设置

在计时电路中,按键开关K1、K4、K5、K6用来设置时间。比如:比赛时上半场时间为10分,在上电显示开机画面，则通过按K1键,进入节时间调整;再分别按K5、K6键对时间加减，默认为12分钟一节，设置好后按K4键退出时间设置，等待比赛开始。当比赛规定时间结束时,双方分数仍然相同,这时系统默认再进行5分钟加时，不可调整。

（2）赛程时间启/停设置

时间设置好后按K8键开始进行比赛时间倒计时，倒计时开始后再按一次，比赛时间暂停。可随时进行时间暂停。

（3）比分刷新控制

由于在比赛中,甲、乙两队的比分是不断变化的,所以需设置比分刷新控制装置;此功能由K1-K6完成:

K1键: 完成甲队加1分操作

K2键: 完成甲队减1分操作

K3键: 完成甲队局数比分加1分操作

K4键: 完成甲队局数比分减1分操作

K5键: 完成乙队加1分操作

K6键: 完成乙队减1分操作

K7键: 完成乙队局数比分加1分操作

K8键: 完成乙队局数比分减1分操作

另外通过K8可以开始比赛

（4）赛程结束报警

当比赛结束时,系统会自动发出报警声,提示比赛结束，之后报警结束。

2.2 系统构成框图

系统的主要功能模块方框图如图2-1所示。

图2-1 系统构成框图

2.3篮球计时计分器的工作过程

1.整个篮球比赛计时计分器的工作过程如下：首先在比赛之前,接通电源,系统自动复位,此时第一行显示双方总分数为

000和000；第二行依次显示：节数、节倒计时时间、24秒倒计时时间。

2.开机后显示Welcome to use ，如果不需要设定单节比赛时间的话直接按下K2按键，默认12分钟每节比赛时间，进入比赛界面，如果需要需要设定按下K1按键后显示set-time ：00，按K5+,K6-，设定完成后按K4即可进入比赛界面。