篮球专项测试信息显示系统的设计.doc

篮球专项测试信息显示系统的设计卢洪武 谭金波 周茂霞 （山东师范大学传播学院，250014，济南；第一作者，53岁，男，教授）摘要 本文主要阐述了体育考试篮球专项投篮运球综合测试信息显示系统的整体设计方案及软、硬件的功能实现，该系统能准确测试、记录并醒目地显示考生姓名及投篮和运球成绩等信息实现了考试自动化、信息化，有效地保证了体育考试的公平、公开、公正关键词 篮球专项；自动测试；信息公开；LED显示屏中图分类号：TP391 系统功能及构成投篮和运球是体育高考篮球专项的重要测试项目之一，测试和记录的准确性是保证考试科学、公正的基础采用人工测试有时会造成成绩记录错误，出现张冠李戴的不公正现象为改变这种状况，我们研制了篮球专项投篮运球综合测试信息显示系统，该系统由成绩记录服务器和考试现场PC工作站组成局域网，现场PC工作站的成绩记录软件中的记录指针由考生信息红外扫描仪控制，微电脑投篮运球综合测试仪用来采集成绩测试数据，通过RS232C接口将现场PC工作站中的考生姓名传送给微电脑投篮运球综合测试显示仪和测试成绩一起显示在LED点阵屏上，测试数据再传送给PC工作站，通过局域网将数据实时地传送到服务器的数据库中3实现了体育测试的自动化、信息公开化2 微电脑投篮运球综合测试显示仪硬件设计图1 微电脑投篮运球综合测试显示仪原理图微电脑投篮运球综合测试显示仪原理如图1所示主要由AT89S52单片机、8255可编程I/O接口、MAX232串行通信电平转换芯片等组成其中P0口做数据地址总线，扩展8255可编程I/O接口芯片做键盘及LED数码管显示接口1LED数码管显示测试状态、进球数及运球时间根据功能需要键盘设有“开始”键、“违章”键、“进球”键和“停止”键3而“进球”键的闭合信号由红外光电开关输出的脉冲信号使继电器吸合产生T0和T1分别做记时器和串行通信的波特率发生器P3.0、P3.1经MAX232电平转换后和PC机通信，将现场PC数据库中的考生姓名传送给微电脑投篮运球综合测试显示仪，而测试仪采集的成绩信息再传送给PC工作站信息显示采用3264点阵的LED单元板，上半屏显示1616点阵的汉字姓名，下半屏显示816点阵的数字成绩其组成电路如图2所示2 4这里仅画出了一个1616点阵显示块的驱动电路，其余电路原理相同单片机P1口用于控制LED屏幕的显示，行驱动电路使用了2片74HC138芯片构成4-16译码器，上、下16行的数据锁存电路都使用了8片74HC595（简称595）串入并出芯片具体显示时采用动态扫描方式，单片机P1.0P1.3脚分别输出4位行选信号A、B、C、D，经2片74HCl38译码后经4953双路CMOSFET驱动逐行扫描LED单元板的116行和1732行，将显示数据依次显示出来P1.4脚经LED单元板的08接口R1端输出上半屏16行的显示数据，P1.5脚经R2端输出下半屏16行的显示数据，在P1.7脚输出的同一移位时钟信号SCK的作用下分别依次打入各自的595，最后在P1.6图2 3264点阵的LED单元板驱动电路脚输出的共同锁存信号RCK的作用下稳定输出在595的并行输出端3 LED显示控制系统的显示控制及数据组织3.1 显示控制 由图2可知上半屏的L0L15行和下半屏的L16L31行对应采用同一译码信号，图3 显示行与显示数据位的对应关系上下半屏的显示的内容分别通过R1i或R2i送扫描行的显示代码，采用动态扫描方式首先，送扫描行号初值、显示代码初值和显示代码存储地址初值；第二，计算准备扫描行的显示代码存储地址偏移量；第三，调显示代码数据组织子程序；第四，通过R1i或R2i送扫描行的显示代码并依次打入各自的595中锁存输出；第五，延时；第六，显示行代码加一，扫描行号指针加一，准备扫描下一行；重复第二到第六步，直到16行全部扫描完循环执行第一到第六步，即可得到稳定的显示效果3.2 数据组织 从PC机传送过来的点阵字符显示代码是按从左至右从上到下的顺序排列存储在AT89S52的内部RAM的高128字节80HFFH中的根据LED点阵驱动电路原理得到图3所示的显示行与显示数据位的对应关系，每行的显示数据从右侧依次送入，需将显示数据按扫描行进行重新组织上半屏显示根据红外扫描仪定位的考生汉字姓名，L0行015位送入第一个汉字代码的1、2字节，1631位送入第二个汉字代码的1、2字节，3247位送入第三个汉字代码的1、2字节，4863位送入第四个汉字代码的1、2字节；L1行015位送入第一个汉字代码的3、4字节，4863位送入第四个汉字代码的3、4字节；按此规律送完16行下半屏显示由测试仪采集的成绩数字，L0行07位应送入第一个数字代码第一字节，815位应送入第二个数字代码的第一字节，以此类推送完64位；L1行07位应送入第一数字代码的第二字节，815位应送入第二个数字代码的第二字节，以此类推送完64位；照此规律送完16行 4 PC与测试仪通信软件编程篮球专项综合测试仪与PC机的通信是准确采集测试数据的关键二者之间的通信采用的是RS232接口PC通信记录软件编程采用Delphi6.0，Delphi本身并不提供单独的串行通信组件，必须使用Windows操作系统所提供的API函数来实现这种功能PC机通信程序可完成考生汉字姓名16进制字型码的提取，通过串行口正确地下载到测试显示仪进行显示为此，制定PC机和单片机之间的通信协议：PC机每隔一定时间发送三次“AA”，单片机采用中断接收方式，如单片机做好接收准备，则反送回“BB”，PC机开始传送考生姓名汉字字型代码，单片机接收完毕进行奇偶校验，数据正确进行存储，数据错误单片机反送“EE”，PC机再把原数据发送给单片机，直到单片机机接收正确然后，单片机关串行中断停止接收，将正确数据送LED显示屏显示，并在LED数码管上显示“F”，操作员待考生准备好后，按测试仪上的“开始”键，开始记时并记录进球数，LED屏即时显示时间和进球数，该考生考试结束，操作员按“停止”键，把测试数据发送给PC机，PC机把接收到的数据反送给单片机，单片机与发送的数据比较，若相同，则不再发送该数据，等待发送下组数据，否则，重发原始数据，直到PC机接收正确，并将成绩数据记录在由红外扫描仪定位的考生信息栏中5 结语通过大量的实践检验，本控制系统是非常可靠的在运行过程中也对该控制系统作了多方面的改进例如，为了进一步提高显示速度可采用指令为1个机器周期的单片机并提高晶振频率，加快汉字的显示速度等该系统的应用，为体育考试的公平、公开、公正提供了有力的技术保证6 参考文献1 何立民单片机应用系统设计M北京：北京航空航天大学出版社，19941441472 诸昌钤LED显示屏系统原理及工程技术M成都：电子科技大学出版社，20003 卢洪武体育高考投篮自动测试系统的设计与实现J 国外电子测量技术，2007，26（4）：34364 施启云一种LED汉字信息动态显示可控系统的设计J信息技术，2002(12)：5153Information Display System Design for Basketball Special TestLu Hong Wu Tan Jin Bo Zhou Mao Xia(Communication college, Shan Dong Normal University, 250014,Jinan; China)Abstract: The paper mainly expounds the overall design scheme and the function realization of software and hardware of information display system for the basketball special shooting and dribbling comprehensive test in the physical examination. The system can accurately test, record and strikingly show the candidates name and their dribbling and shooting scores, which realizes automation and informatization for exa