籃球比賽計分器設計

1、學號：本科畢業(yè)設計學 院專 業(yè)年 級姓 名論文題目籃球比賽計分器設計指導教師職稱年 月 日摘要1Abstract1.1緒論2.2.2.錯誤!未定義書簽。2方案選擇與論證.5.3單元電路設計.軟件設計.104.1主流程圖1.04.2源程序代碼115調試結果與分析 116結論12參考文獻13籃球比賽計分器設計摘要：籃球比賽計分器主要由計分器、 計時器等多種電子器件組成。 籃球比 賽計分器主要實現(xiàn)的根本功能有：開始和暫停、比賽時間倒計時、24秒倒計時、加分操作、蜂鳴報警、時間和比分顯示的根本功能。本設計具備比賽過程中數據 顯示的穩(wěn)定性與準確性；在比賽進入倒計

2、時 24秒之后，該系統(tǒng)會有報警聲，即 該場比賽完畢。隨著單片機在各個領域的應用，籃球比賽積分器系統(tǒng)也應用單片 機為主要芯片。在用單片機控制的 LED七段顯示器計時計分以便于在比賽中提 高穩(wěn)定性和準確性。本設計是基于單片機 AT89C51的籃球比賽計分系統(tǒng)。利用 三個四位8段數碼管作為顯示器件，有時間顯示，每一次進攻24秒顯示，每一節(jié)分鐘倒計時顯示，雙方比分顯示。關鍵詞：籃球比賽；計分器；24秒倒計時The design of basketball game scoring deviceAbstract : Basketball game scoring devices mainly inclu

3、des scoring devices, calculagraph, and other electr onic devices. The basic fun cti ons of a basketball game are: start and pause, the game coun tdow n, a 24-sec ond coun tdow n, add ing scores, buzz ing alarm, display ing time and scores. This desig n is stable and accurate. Whe n the game is 24 se

4、conds left, the alarm will ring. Then it means game is over. With the application of SCM in various fields, the basketball game system also adopts SCM as the main chip. By using the LED seve n-segme nt display con trolled by SCM, it will be more stable and accurate in the game. This desig n is mainl

5、y talk ing about the scori ng system which is based on SCM AT89c51. Using three four eight-segme nt as display devices, it shows time, every 24 sec on ds, every minute coun tdow n, scores betwee n two sides.Key words : Basketball game, scoring device, 24 seconds countdown1緒論籃球比賽是根據隊員在規(guī)定的比賽時間里得分多少來決定

6、勝負的，因此，籃球比賽的計分系統(tǒng)是一種得分類型的系統(tǒng)。 籃球比賽的計分系統(tǒng)由計時器、積分 器等多種電子設備組成，同時，根據現(xiàn)在籃球比賽要求，完善的籃球比賽計分系 統(tǒng)設備應能夠與賽場得分處理，賽場大屏幕，電視轉播車等多種設備相聯(lián)，以便 于是比賽更容易讓觀眾處于現(xiàn)場的感覺。 同時，隨著單片機在各個領域的廣泛應 用，利用單片機為主要芯片來設計籃球比賽計分系統(tǒng)。由于單片機的高集成度，控制功能強，電壓低，特別是它具有體積不大，質 量輕，能量消耗低，價格低廉，高可靠性，容易擴展，便于生產便攜式產品等多 種優(yōu)點，使單片機迅速得到了廣泛應用，目前已經成為測量控制應用系統(tǒng)中的首 選和新電子產品的重要部位 。由于

7、單片機的性能極高，單片機已廣泛應用于各 大電子產品產業(yè)?；@球比賽計分器就是以單片機為核心的計分系統(tǒng)。本設計是基于單片機AT89C51的籃球比賽計分系統(tǒng)。利用三個四位 8段數 碼管作為顯示器件。本設計是簡單模擬籃球比賽計時計分器的設計，有時間顯示， 每一次進攻24秒顯示，每一節(jié)分鐘倒計時顯示，雙方比分顯示。12個共陽數碼管分別是：前六位為當前時間顯示，第七八位是進攻24秒時間顯示，第九到十二位是每節(jié)比賽倒計時顯示，時間準確到秒。本設計有四種顯示模 式，00. 00. 00. 24計時模式，000 000計分模式，H000 000給前一個球隊 加分模式，000 H000給后一個球隊加分模式；接通電

8、源后，進入00.00. 00. 24, 12. 00模式，等待比賽開始，第三個鍵按下進入比賽倒計時模式，按第二次進 入計分顯示模式，按第三次又進入計時等待模式，等待下一輪開始；簡單一點說 就是：依次按第三個鍵分別是：等待-開始-計分-等待三種模式循環(huán)。在 000-000計分模式下，第一個鍵按下進入 H000 000模式，第二個鍵加分，第 三個鍵減分，再按第一個鍵進入正常計分模式 000 000;在000 000計分模式 下，第二個鍵按下進入000 H000模式，第一個鍵加分，第三個鍵減分，再按 第二個鍵進入正常計分模式000 000; 24秒定時時間到，報警3秒停，24秒倒 計時復位，進入等待

9、狀態(tài)。1能夠準確記錄整個比賽過程中的分數；2能夠準確記錄整個比賽過程中的時間；3在比賽完畢時，能夠發(fā)出警報聲。2方案選擇與論證籃球比賽主要實現(xiàn)的根本功能有：開始、比賽時間倒計時、24秒倒計時、加分操作、減分操作、蜂鳴報警、時間和比分顯示的根本功能。因此，必須要有 相關的輸入模塊、控制模塊和顯示模塊等。對于輸入模塊，有獨立按鍵輸入和矩陣式按鍵輸入。但是兩者相比擬而言， 矩陣式按鍵輸入的組建模式靈活，可用于輸入更多的控制對象。對于控制模塊，可以利用數字芯片進展控制，也可以利用單片機進展控制， 顯然，單片機控制方式是很高效的。對于顯示模塊，有LED數碼管顯示和LCD液晶顯示，與LED數碼管相比， L

10、CD體積大，能耗大，并且價格高昂，不太適合學生選擇使用，所以選擇使用 LED數碼管。用石英晶體振蕩器或555定時器產生穩(wěn)定的校時信號，555定時芯片是一種 中規(guī)模集成電路，可以構成多諧振蕩器脈沖產生與整形電路， 在自動控制、定時、 防盜報警器有著廣泛的應用，并且操作簡單，所以選用555定時器來完成報警電 路和 1 秒脈沖2。運用了 74LS157, 74LS190, 74LS00, 74LS20與 555 定時器根 本元件。此類元件性價比適宜，使用不難，大局部根本功能都可以實現(xiàn)，是工程 中的根本元件。其系統(tǒng)框圖如圖1所示：H寸冋顯示1ISJ9I1I 電子再昊切戸響電!Ifi I比弩時陽肝勦器I

11、彗甲址ft左電舸祁西勉揑利也應Thfr粧辯£電M圖1系統(tǒng)框圖利用8255A對AT89C51單片機的P0端口擴展來實現(xiàn)。PA 口為計時和計分 的段控，PB 口為計分的位控，PC 口為計時顯示的位控、報警、暫停和刷新，單 片機的P3 口為控制位，控制著開始，P1 口為鍵盤輸入端口 3。該設計使用8255A經P0 口擴展為三個可用的8位端口，經8255A擴展后，可用 的端口增多，起到了更好的擴展功能，利用 74LS373對段和位分別進展鎖存，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，本方案的設計的具體電路如如下圖 2所示:fDMET°°J-a-wD D|o<?1=1 一二=車 Y0&#

12、171;| 一 q11 *IT11 * 0*U1rIKJEiopi' 0擊aDt片F(xiàn)1-4M17n rMH-r:-tnRHrET圖2 8255A擴展電路圖該方案以單片機為核心，作為控制模塊，并以LED數碼管作為顯示模塊，通過單片機自帶的時鐘電路和相應的定時器來實現(xiàn)計時4。由單片機的P0 口接顯示器件，P1 口接鍵盤，P2 口接譯碼電路，P3 口接中斷處理電路，報警電路接 在未用的I/O 口線上5?；趩纹瑱CAT89C51籃球比賽計分器設計的系統(tǒng)結構圖 如圖3：計時顯汞復位計分顯示控制鍵盤ATSCS圖3 AT89C51設計系統(tǒng)框圖方案一的實現(xiàn)要用到多塊數字芯片，數字電路的一個大的缺點就是

13、電路隨著 信號的改變會產生沖擊電流，穩(wěn)定性相對而言比擬差。方案二對于電路焊接比擬 麻煩，對于學生來講不太容易實現(xiàn)。方案三設計簡單 ，容易操作。綜上所述，三 種方案中，方案三對于學生更容易實現(xiàn)，所以選擇方案三。本系統(tǒng)利用單片機AT89C51為該設計的主要芯片。利用12個7段共陽LED 作為顯示器件，12個共陽數碼管分別是：前六位當前時間顯示，第七八位是進 攻24秒時間顯示，第九到十二位是每節(jié)比賽倒計時顯示，時間準確到秒。進入倒計時24秒之后，蜂鳴器會發(fā)出警報聲，以表示比賽完畢。其次，為了配合 計時器和計分器同時運用恰當，設置了三個按鍵，根據案件的特定次數來顯示相 應的得分情況以與比賽時間 。3單

14、元電路設計圖4是AT89C51的引腳圖，弓I腳說明如下P1.0 匚 VCC14QPi i E23d PO-O ADO)Pl Jt c3珂 P0*1 <ADt)PI .3 匚X37 PO-3 <AP?)Pl 4匚53C P0.3 (AD3)PI 5 E635 P0.-1 (AD4)PI 匸734Zl P0-& (ADS)PI . 7 匚8333 PO-6 (ADft)AST C衛(wèi) P0.7 (ADZ)(AXD) P3.0 匚1031(TXD) P3.1 匚1130 ALE?PROG(INTO) P3.2 匚1229 PSEN(INTT) P3.3 匸1328 P2*7 (A1

15、S)(TO) P3.4 匚1427J(A14J(T1) P3 5 匚1526 P2.5 (Al 3)(WR) P3 6 匚1625J R" (A12)(RD) PS. 7 匚1724n P2_3 (Al 1)XTAL2 CIB33 P2-2 (A1C)XTAL1 匚193 P2.1 <A9)GND匚£021 P2.0 (A8)圖4 51單片機系列引腳圖VCC : AT89C51電源正極輸入，接+5V電壓。GND:電源接地端。XTAL1 :接外部晶振的一個引腳。在單片機內部，它是一反相放大器輸入端, 這個放大器構成了片內振蕩器。它采用外部振蕩器時，些引腳應接地。XTAL

16、2 :接外部晶振的一個引腳。在片內接至振蕩器的反相放大器輸出端和 內部時鐘發(fā)生器輸入端9。當采用外部振蕩器時，如此此引腳接外部振蕩信號的 輸入。本次設計要使用到AT89C51單片機的時鐘振蕩功能。AT89C51中有一個用 于構成內部震蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入和輸出端10。這個放大器與作為反應元件的片外石英晶體或者陶瓷諧 振器一起構成自激振蕩器。AT89C51的時鐘主要分為兩種方式：第一種是片內 時鐘振蕩，另一種是外部時鐘方式。本次設計采用的是第一種片內時鐘振蕩方式， 通過在18和19端口外接石英晶體和振蕩電容組成，這樣既可產生本設計所需的 時鐘11

17、。振蕩電路如如下圖5所示：圖5 振蕩電路控制按鍵電路如如下圖6所示，鍵S3按下進入比賽倒計時模式，按第二次 進入計分顯示模式，按第三次又進入計時等待模式，等待下一輪開始；簡單一點 說就是：依次按鍵S3分別是：等待-開始-計分-等待三種模式循環(huán)。在000 000計分模式下，S1按下進入H000- 000模式，S2加分，S3減分，再按S1 鍵進入正常計分模式000 000;在000 000計分模式下,S2鍵按下進入000 H000模式，S1鍵加分，S3鍵減分，再按S2鍵進入正常計分模式000 000; 24 秒定時時間到，報警3秒停，24秒倒計時復位，進入等待狀態(tài)。眄】133133P34 嘲VT1

18、圖6控制按鍵電路本系統(tǒng)采用的復位電路是上電加按鈕電平復位 ，在系統(tǒng)剛接通電路時，可令 單片機自動復位；在系統(tǒng)運行中，可以通過開關使單片機復位12。復位電路如如 下圖7所示：wo13肖圖7復位電路報警時鐘電路如如下圖8所示，當一次進攻在進入24秒倒計時之后，蜂鳴 器會發(fā)出警報聲，揚聲器的時間為3秒鐘，表示比賽時間完畢。報警時鐘電路如 如下圖8所示：圖8報警時鐘電路（1）數碼管顯示原理數碼管實際上是由7個發(fā)光管組成8字形構成的，加上小數點就是8個。我們分別把他命名為 A,B,C, D,E, F,G, H。t i r a h圖9數碼管內部結構圖假設我們要顯示一個數字2,那么A、B、G、E、D這5個段

19、的發(fā)光管亮就 可以了，C、F、H不亮，同時由于接法為共陽接法，那么為低電平是亮，高電 平是滅。從高往低排列，寫成二進制為10100010,把他轉化為16進制如此為 A2H13。數碼管的接口有靜態(tài)接口和動態(tài)接口兩種。 靜態(tài)接口為固定顯示方式，無閃 爍，其電路可采用一個并行口接一個數碼管，數碼管的公共端按共陽接電源，本次課程設計由于所需數碼管不多，故可用些種方法接線。這種接法占用接口多， 僅能接少量數碼管14。動態(tài)接口采用各數碼管循環(huán)輪流顯示的方法，當循環(huán)顯示的頻率較高時，利用人眼的暫留特性，看不出閃爍顯示現(xiàn)象，這種顯示需要一個接口完成字形碼的 輸出，另一接口完成各數碼管的輪流點亮15 O多位一體

20、的數碼管原理和單個的差不多。下表為數碼管顯示數字的表格：表1共陽極數碼管顯示顯示P0.7小數占八、P0.6GFP0.4EP0.3DP0.2CP0.1BP0.0A16進制代碼011000000COH111111001F9H210100110A2H310110000B0H41001100199H51001001092H61000001082H711111000F8H81000000080H91001000090H212個共陽數碼管分別是：前六位為當前時間顯示，第七八位是進攻24秒時間顯示，第九到十二位是每節(jié)比賽倒計時顯示，時間準確到秒。有四種顯示模式，00. 00. 00. 24計時模式，000

21、000計分模式，H000-000給前一個球隊加分模式，000 H000給后一個球隊加分模式。T - E5EE.1 it'U LHIa>AMSFiiX、1: IfUfl!-J* "S L4X曰曰日.曰*54ra-5IEfE6三口U曰.曰.曰曰.p_-ra»V"!4unp4軟件設計4.1主流程圖日.日.曰曰.«JTTliMttn圖10數碼管電路連接圖圖11 系統(tǒng)流程圖4.2源程序代碼見附錄15調試結果與分析圖12系統(tǒng)硬件電路圖硬件電路圖:話常Ktss"謹畫器兩巳日L日巳I-BEE"TT卿E咨W|生成PCB圖:ji201 un

22、enqia anqpv*«r /C3 C-f3DL2 明"甲圖13 系統(tǒng)PCB圖: F«F本設計主要實現(xiàn)的根本功能有：開始和暫停、比賽時間倒計時、24秒倒計時、加減分操作、蜂鳴報警、時間和比分顯示的根本功能?；诶碚撋希想娭?后，LED顯示00. 00. 00. 24,12. 00模式；等待比賽開始，按下第三個鍵進 入比賽倒計時模式，按第二次進入計分顯示模式，按第三次又進入計時等待模式， 等待下一輪開始；依次按第三個鍵分別是：等待-開始-計分-等待三種模式循 環(huán)。在000- 000計分模式下，第一個鍵按下進入 H000- 000模式，即給A隊計 分，按下第二個鍵

23、給A隊加分，按下第三個鍵給A隊減分；再按第一個鍵進入 正常計分模式000 000;在000 000計分模式下，第二個鍵按下進入 000 H000模式，即給B隊計分，按下第一個鍵給B隊加分，按下第三個鍵給B隊減 分，再按第二個鍵進入正常計分模式 000 000; 24秒定時時間到，報警3秒停, 24秒倒計時復位，進入等待狀態(tài)。在調試過程中，可能由于線路的連接問題或者是程序沒有設置好，導致LED數字顯示不是特別準確，但是在本設計中要求 的根本功能：開始、兩隊加分減分、比賽時間倒計時、24秒倒計時、蜂鳴報警根本上都可以實現(xiàn)，所以還是根本上達到設計要求的。6結論從本次設計中，主要使用 AT89C51芯

24、片作為核心元件，結合外部的顯示電 路與鍵盤控制電路，構成了一個籃球比賽計分器。整體電路主要由AT89C51芯片、鍵盤控制、計分顯示器和計時顯示器四局部組成。設計中主要使用keil軟件和proteus軟件。Keil軟件主要用來對C語言程序進展編譯。Proteus軟件主要用 來對硬件電路進展仿真。整個設計可以實現(xiàn)計分顯示、計時顯示和比賽完畢報警 等功能。此次設計也使我對單片機工作原理、功能有了宏觀的了解，并對單片機匯編程序的應用有了新的進一步認識。 在本次設計之前，覺得這個設計是個比擬 簡單的設計，但是在設計過程中發(fā)現(xiàn)自己有很多不足，動手能力過差，主要原因是我們沒有經常動手設計過電路。由于設計的計

25、劃沒有安排好，設計的時間較為 倉促，尤其是在硬件的調試過程出現(xiàn)了很大問題。但是，經過我的不懈努力，結 果還是很可觀的，籃球比賽計分器的根本功能都可以實現(xiàn)。對于籃球比賽計分器設計，還有一點改良之處，就是在單節(jié)比賽時間小于1分鐘時，倒計時顯示可以準確到秒，這樣可以更直觀的看到比賽最后階段的時間 變化，也能使比賽更激烈，分秒必爭。參考文獻1 M.:航空航天大學，2004: 89-95.2 閻石.數字電子技術根底第五版M.:高等教育，2005: 477-495 .3 Mt Prospect. MCS-51 Family of Microcontrollers Architectural Overvie

26、w, September 1993:26-45.4 Jonshon. high-speed digital design M .Prentice Hall,1993:178-192 .5 Chengying Hua . Microelectronics Circuit Analysis and Dessign (Third Edition)M . TsinghuaUniversity press , 2007: 185-204.6 M.:機械工業(yè),2009: 123-134 .7 M.某某：中國科學技術大學，1995: 156-178 .8 董鳳錦.畢業(yè)設計指導電類M.某某：某某電子科技大學，

27、2005 : 65-73.9 M.:清華大學，2006: 201-234.10 M.:理工大學,2009: 56-63.11 M.:清華大學，2006 : 83-103 .12 M.:電子工業(yè)，2009: 147-153 .13 李東生.Protel99 SE電路設計技術入門與應用M.第一版.：電子工業(yè)，2002: 179-192.14 M.:電子工業(yè)，2009: 69-81.15 M.:航空航天大學,2 002 : 56-68.附錄1#in clude<reg51.h>#defi ne uchar un sig ned char#defi ne uint un sig ned i

28、ntsbit P3_4=P3M;/改分鐘sbit P3_5=P3A5;/改 小時sbit P3_6=P3A6;/時間暫停sbit P3_7=P3A7;/報警sbit P3_0=P3A0;/條 件信號sbit P3j= P3A1;/條 件信號sbit P3_2=P3A2;/條 件信號sbit P3_3=P3A3;/條 件信號uchar a=0,b=0,c=0,d=0,e=12,f=0,g=0,h=0,k=0,s24=24;uchar disp=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;定義 12 個顯示單元uchar dispbit=0xef,0xdf,0xbf,0x7f,0x

29、fe,0xfd,0xfb,0xf7,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7;/P1 P2 口掃描代碼uchardispcode=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf,0x89; 共 陽數碼管顯示代碼uchar dispcode1=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10;/void display1(void)uchar i,j;disp5=b/10;disp4=b%10;disp3=a/10;disp2=a%10;disp1=s24/10;disp0=s24%10

30、;disp7=d/10;disp6=d%10;disp11=e/10;disp10=e%10;disp9=k/10;disp8=k%10; for(i=0;i<12;i+)if(i=2|i=4|i=6|i=10)P0=dispcode1dispi;else P0=dispcodedispi;if(i<8)P1=0xff;P2=dispbiti;/ 費事可是不少，第一次這樣 寫if(i<8)P2=dispbiti;elseP1=dispbiti;得出一個結論，開另一掃描時關掉現(xiàn)用的 掃描else P2=0xff;P 1=dispbiti;for(j=0;j<255;j+)

31、;/void display2(void)uchar i,j;disp7=f/100; 計分百位 disp6=f%100/10; 計分十位 disp5=f%100%10; 計分個位 disp3=10;/ 顯示為"-" disp4=10;/ 顯示為"-" disp2=g/100; 計分百位 disp1=g%100/10; 計分十位 disp0=g%100%10;/ 計分個位 disp11=e/10;disp10=e%10;disp9=k/10;disp8=k%10;for(i=0;i<12;i+)if(i=10)P0=dispcode1dispi;

32、個位帶小數點顯示 else P0=dispcodedispi;if(i<8)P1=0xff;P2=dispbiti;else P2=0xff;P 1=dispbiti; for(j=0;j<255;j+);/void display3(void)uchar i,j;disp7=f/100;/ 計分百位 disp6=f%100/10;/ 計分十位 disp5=f%100%10;/ 計分個位 disp3=11;/ 顯示為"H" disp4=10;/ 顯示為"-" disp2=g/100;/ 計分百位 disp1=g%100/10;/ 計分十位 d

33、isp0=g%100%10;/ 計分個位 disp11=e/10;disp10=e%10;disp9=k/10;disp8=k%10;for(i=0;i<12;i+)if(i=10)P0=dispcode1dispi;/ 個位帶小數點顯示else PO=dispcodedispi; if(i<8)P1=0xff;P2=dispbiti; elseP2=0xff;P 1=dispbiti;for(j=0;j<255;j+);/void display4(void)uchar i,j;disp7=f/100;/ 計分百位 disp6=f%100/10; 計分十位 disp5=f%

34、100%10; 計分個位 disp3=10;/ 顯示為"-" disp4=11;/ 顯示為"H" disp2=g/100; 計分百位 disp1=g%100/10; 計分十位 disp0=g%100%10;/ 計分個位 disp11=e/10;disp10=e%10;disp9=k/10;disp8=k%10;for(i=0;i<12;i+)if(i=10)P0=dispcode1dispi;/ 個位帶小數點顯示 else P0=dispcodedispi;if(i<8)P1=0xff;P2=dispbiti;else P2=0xff;P 1=dispbiti; for(j=0;j<255;j+);/void t0(void) interrupt 1 using 1/定是 50msc+;TH0=0x3c;TL0=0xb0;/