篮球计时计分器设计报告

湖南铁道职业技术学院电气工程系

电子设计大赛

设计报告

作品名称：

基于单片机的篮球计时记分系统的设计

作者：智能电子081班肖超创作时间：2010年4月6日

目录

一、前言

二、设计任务与要求

三、总体方案

四、单元模块设计

五、程序

六、操作说明

七、设计总结

八、参考文献

九、附：（原理图）

一、前言

1、引言

在当今社会随着物质生活的提高，人们对精神文化的需求也越来越高。篮球竞技就是其中非常重要的一个方面，而计时记分系统在竞赛中更是重中之重。

在篮球比赛中，总的倒计时是必需的，规定为12 min。除此以外，为了加快比赛节奏，还规定了队员的持球时间不能超过24 s，否则就犯规。这里所设计的计时器涵盖了以上要求，可用于篮球比赛中。用于对总时间和持球时间24 s 的限制。

2、设计简介

本设计是采用AT89S51单片机设计的一个用于篮球比赛的篮球计时计分器。本设计采用定时器T0中断进行计时，显示部分分为计时显示和计分显示两部分，均采用LED数码管动态显示，用于显示整个比赛赛程的比赛时间和两队的比分情况。采用四个键盘和外部中断0实现输入功能，用于赛前调节时间、比赛过程中计分、暂停和开始、比赛时间结束以后报警等功能。另外，本设计最大的特点是对设定时间的记忆功能。基于篮球比赛是分节进行的，每节有固定的时间。本设计可事先设定一节比赛的时间，一节比赛结束后，比分保持不变，再次开始后，是从上次设定的时间开始计时。本设计采用AT89S51单片机作为核心部件，整个系统结构简单、实用性强、操作简便、具有低功耗，可靠性，安全性以及低成本等特点，该设计方案完全满足篮球计分器的设计要求。

现在篮球比赛计时器的设计大都比较的复杂，所用芯片太多，造成整体的价格提高，而且软件设计比较的复杂。导致性价比不是很高，很难得到广泛的推广。我所设计的这个篮球比赛计时器一改他们的缺点，硬件比较的简单，软件也很容易。因此，实用性比较大。

二、设计任务与要求

1、设计任务：

设计并制作一个用于篮球比赛计时计分器，能显示各种比赛时间，并显示比赛比分，能实现每次加、减分和时间修改操作，平时显示时间、时间精确到0.1S。

2、设计要求：

（一）采用单片机控制，响应迅速，判别精确；主控台面上有按键控制，可同时对比赛时的分数显示进行加分减分，能显示整个赛程的比赛时间，暂停时间和比赛的节数。

（二）在比赛的过程中能够随时刷新各队在整个赛程中的比分，通过按键输入比分，显示在数码管上；按键分别为加1分、减1分键和改变当前记分球队功能键。

（三）具有计时功能，能正确设置倒计时时间和比赛的节数，每节总时间倒

计时，24S倒计时，倒计时到声光报警。比如，第1节开始12分种倒计时，屏幕显示“7200.0”“24.0”准备开始倒计时,按开始键开始倒计时。

（四）具有开始、暂停功能。

三、总体方案

1、方案比较与选择

一、单片机的选型

方案一：51单片机

虽然51单片机是8位的，采用总线结构，但具有编程控制简便、接口简单、工作可靠，价格经济，能耗少，容易实现系统小型化。

方案二： 61单片机

61单片机是在51的基础上扩展起来的，虽然比51多了看门狗，并且是非总线结构，它是16位的，支持16位硬件乘法，还有专门的乘加指令，现在应用非常广泛，但61单片机价格较贵，要继续扩展，比较不方便。

因此本系统采用51单片机来实现。

二、计时方案

方案一：采用计时芯片

针对计算机系统对计时芯片的要求，各大芯片厂家推出了键时钟/倒计时/正计时各种芯片，可采用自动控制计时芯片，通过触发控制电路使计时器自动地计时，达到预定时间后芯片重新开始计时（实现倒计时功能）；也可以通过触发控制电路使计时器不计时，达到预定时间后芯片重新开始计时（实现暂停功能），不需要程序干预。计算机可通过中断或查询方式读取计时器数据，实现计时的暂停的功能，并进行显示，计时功能的实现就无需占用CPU的时间，程序简单，控制精度高，因此在工业控制系统中多采用这一类专用芯片来实现计时功能。

方案二：软件控制

利用MCS-51内部的定时器/计数器进行中断定时，配合软件延时实现计时。该方案节省硬件成本，并且可综合运用定时器/计数器、中断以及程序设计的知识。

因此本系统采用软件方法来实现计时。

2、设计思路

根据设计任务与要求，设计思路如下：

系统采用51单片机软件方法来实现。设计出篮球记分、计时系统，能实现两队比分的加分、减分（防误操作）、计时和各种显示效果；其控制系统的模块有：6位动态显示记分模块、7位动态显示计时模块、两队加分减分模块、按键查询模块、分秒控制系统；计分统采用了指令冗余和按键延时去抖等抗干扰措施。

程序由延时函数、显示函数、主函数、中断函数、按键扫描函数等组成，主函数中调用显示函数显示时间、比分并调用延时函数，比分与时间相互切换进而实现篮球比分、时间显示修改功能。

(1)时间显示用7个数码管，分数显示用6个数码管，用来动态扫描方式显示。时间由单片机的P2口扫描，分数由P0口扫描。

(2)时间的暂停与开始，分数的累加，通过接入键盘电路实现。系统共涉及4个按键，分别定义为：

S1键功能：

1、启动、暂停键，即当比赛需要启动、暂停时，可以使24 s和总时间随时开始或者暂停；

2、切换键，即显示比分状态切换显示时间状态；

3、切换键，即退出1队加减分状态进入2队加减分状态；

S2键功能：

1、切换键，即显示比分状态切换显示时间状态；

2、加分键，1队加分键、2队加分键即分数加1键；

S3键功能：

1、减分键，1队加分键、2队加分键即分数加1键；

2、24秒倒计时复位键，即24秒倒计时完或中途状态中都能重新赋值24秒；

S4键功能：

12分倒计时复位键，即12分倒计时完开始下一节比赛计时即重新赋值12分钟；

3、硬件电路的设计

根据设计要求与设计思路，确定该系统的设计方案，图1为该系统设计方案的硬件电路设计框图。硬件电路由7部分组成：即按键输入电路、单片机、时钟电路、复位电路、LED数码管段驱动电路和LED数码管位驱动电路，LED显示器。

四、单元模块设计

1、设计特点：

本设计特点是采用模块化的设计。其优点是：每个模块的程序结构简单，任务明确，易于编写，调试和修改。程序可读性好，对程序的修改可局部进行，其