篮球比赛计时计分系统.doc

篮球比赛计时计分系统摘要: 本文分别介绍了两种电路做的篮球计时计分器:一种（文中称为甲种）是单片机带外围扩展，驱动数码管工作的电路,可提升学生对单片机接口电路的综合运用能力；一种（文中称为乙种）是单片机直接驱动数码管工作的电路，该电路成本相对低廉。本文介绍的篮球赛计时计分系统具有造价低廉、性能稳定、操作方便、结果直观且易携带等特点。可广泛用于各类学校和小团体赛程的计时、计分。设计要求如下：1、 能记录整个赛程的比赛时间,并能修改比赛时间、暂停比赛时间。2、 能随时刷新甲、乙两队在整个赛程中的比分。3、 能显示24秒的进攻时间。4、 当进攻时间为0秒时扬声器发出报警声。5、 比赛时间剩下5秒时，能每隔1秒发出1次报警声。一、硬件电路原理如下（两种设计）:本系统电路可以分为两大部分，一是比赛计时、24秒和比赛节数的控制和显示；二是比赛的计分，分别计甲、乙两队的比赛得分，并在中场交换场地时交换得分。两个系统方框图如下，甲种电路的系统方框图如图一，计时部分电路如图三，计分部分电路如图四；乙种电路的系统方框图如图二，原理图如图五。图一 图二两种电路设计都采用单片机AT89C51作为核心元件，利用8段共阴LED作为显示器件。设计中共接入13个8段共阴LED显示器，其中6个用于记录甲、乙两队的分数，每队3个LED显示器显示分数范围可达到000-999分，足够满足赛程计分的需要。其中4个LED用于倒计时方式，2个用于显示24秒进攻时间,1个用于显示比赛的小节数。比赛前将时间设置好，比赛开始时启动计时，直至倒计时到零为止。计时范围可达到00分00秒99分59秒，也能满足实际赛程计时的需要。其次，为了配合计时器调整时间和计分器校正比分，我们特定在设计中设立了10个按键。其中4个（K7K10）用于输入甲、乙两队的分数；1个（K6）则用于启动和暂停赛程时间等功能(当时间变为零时该按键用来调节数)；4个（K2K5）用于调整时间；1个（K11）用来复位24秒。 再次，我们还设计了定时报警系统，即一次进攻时间和比赛时间到时，通过扬声器发出不同的报警声，提示进攻时间到或整个赛程结束。（一）、甲种设计计时电路的工作原理电路如图三所示,主要由按键开关K2K5,单片机AT89C51,译码以及LED显示器构成。时间的设置操作如下：当调时（十位）开关K2按下时，产生一个低电平；此时对应调分（十位）控制端P2.0的LE输出高电平，表示此时可以向调分（十位）的CD4511发送数据，但因为LE=1时，CD4511锁存，CD4511的输出端ag不会有输出。这时将要显示数据的代码经P1口的P1.0送到CD4511的输入端AD端，送完后，将LE清零；便可以将要显示数据的代码经CD4511译码后，送LED显示器显示。调时按键开关每按一次，数字自动加1，直到调到需要设置的时间即可。调时（个位）K3的操作方法与上一样。时间设置完后，启动定时器T0开始定时计数。计时采用倒计时，总倒计时和进攻时间倒计时同时倒计时。若24秒倒计时到0，则一次进攻结束。24秒到0报警一次，按K11键重新置位24秒比赛重新开始，如此进行下去直到赛程结束。如果比赛中，裁判叫暂停，则只要按一下K6键，即可暂停计时。K1是用来调节节数的。按1次K1，节数显示为“1”，2次显示为“2”，第三节，第四节也是如此。（二）、甲种设计计分电路的工作原理电路如图四，主要由单片机AT89C51、串并转换器4094、LED显示器、74LS21以及按键开关组成。其工作过程如下：按键开关K7K10组成甲、乙两队加减分控制。当K7K10四个按键的任何一个一位按下时，与门74LS21的输出都是低电平，使单片机发生中断，这时便将数据经串行发送端P3.0送至串/并转换器4094，从而使相应LED显示。（三）、乙种设计电路的工作原理计时电路,主要由按键开关K2K5,单片机AT89C51,以及LED显示器构成。本电路采用双电源供电，单片机采用直流+5V，数码管采用直流+15V，采用单片机直接驱动4寸共阴LED译码显示。其工作过程如下：当开关K2按下时，秒显示数码管加1；当开关K3按下时，秒显示数码管减1；当开关K4按下分钟显示数码管加1，当开关K5按下分钟显示数码管减1。时间设置完后，启动定时器T1开始倒计时。这样一直持续下去，直到24秒进攻时间结束时，喇叭发出警告声并停止计时。按下K11键重新复位24秒，等待比赛重新开始，按下K6键启动计时，比赛过程中有进球，需要给某队加分，在该队完成投篮并命中时，按下K6键暂停计时，加完比分后，等待裁判重新吹响开场哨，再启动计时，比赛继续进行。比赛过程中有某队在24秒进攻时间内投篮，算完成一次进攻，这时马上按下K11，复位24秒，重新算一次进攻时间。如果比赛中，裁判叫暂停，则只要按一下K6键，即可暂停计时。计分电路，主要由单片机AT89C51、LED显示器、以及按键开关组成。其工作过程如下：按键开关K7K10组成甲、乙两队加减分控制。K7为甲队加分，K8为减分；K9为乙队加分，K10为减分。三、软件设计说明 整个软件的程序由计时程序、计分程序、24秒程序、按键程序等构成，详细程序请参看附录。四、系统调试甲种设计和乙种设计的调试过程完全相同。整个篮球赛计时计分器的测试过程如下：（1）在比赛之前，接通电源，系统自动复位，此时计时电路与计分电路中的共阴极数码管全部显示为00：00、24和000 000；（2）按计时电路中的K2K5按键来设置比赛时间，例如比赛时间一节为12分钟，则通过按K4键，使计时数码管显示为“12”即可。（3）按K1设置比赛的节数的初始值，如第1节。（4）设置好时，等待赛程开始，当裁判吹响开始哨声时，立即按K6键，启动计时。（5）当24秒进攻时间结束时，喇叭会自动发出警告并暂停比赛计时，然后再加减甲乙两队比分。第一节结束时，扬声器会发出5秒钟响声，通知第一节结束，然后再按K1键来调整节数显示。（6）在整个赛程中，我们还要对两队比分及时刷新；K7和K8键完成甲队加分、减分，K9和K10键完成乙队加、减分。（7）当一次进攻在24秒进攻时间内结束时，我