基于单片机的篮球计时计分器设计

西安文理学院 赵 源中航工业西安航空发动机（集团）有限公司 韩 旭西安文理学院 韩利凯



基于单片机的篮球计时计分器设计

西安文理学院 赵 源
中航工业西安航空发动机（集团）有限公司 韩 旭
西安文理学院 韩利凯

【摘要】基于单片机设计的篮球计时计分器系统，以篮球规则为依据，具有赛程定时设置、比赛时间暂停、主客队双方的比分统计等功能。它具有价格低廉、 性能稳定、操作方便且易携带等特点，广泛适合基层篮球比赛计时计分使用。

【关键词】单片机；篮球比赛；计时计分器；显示

0　引言

基层篮球比赛时，经常采用人工计时计分，即裁判自带手表计时和人工翻页计分。由于要人工记录两队的积累分数、犯规数和双方暂停数等，一旦协同失误就会造成错误记录，影响比赛的正常进行[1]。因此，设计一款适合基层篮球比赛，价格低廉、性能稳定、操作方便且易携带的篮球计时计分系统，具有重要的现实意义。

1　系统的总体设计方案

系统采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件，使用LCD1602液晶显示屏显示主队、客队两队的比赛分数，赛程计时采用倒计时方式，即比赛前将时间设置好,比赛开始时启动计时,直到计时为零，此时，定时报警系统启动，通过扬声器发出报警声，提示整个赛程结束。

图1　系统构成框图

为了配合计时器和计分器的校正和调整，在系统中设立了13个按键。其中4个用于甲、乙两队的分数加减；另外9个则用于完成设置、调整、启动和暂停时间等功能。系统构成如图1所示。

2　系统的硬件设计

2.1篮球计时计分器模块的设计

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，此时计时电路与计分电路中的共阴极数码管全部显示为0000和0000；然后按计时电路中的K7按键来设置比赛时间的十位数，例如比赛时间上半场为20分钟，则通过K7键，使数码管1显示“2”即可，再按K8键，设置比赛时间的个位数，使数码管2显示“0”即可。一般比赛时间为40分钟,所以只需按K7键显示“4”，按K8键显示“0”即可。时间设置好时，等待比赛开始，当裁判吹响开始哨声时，立即按下K9键启动计时，这时计时电路便开始工作，计时采用倒计时方式，即从24分00秒减到00分00秒表示上半场结束，上半场结束时，蜂鸣器会发出10秒钟响声，通知上半场结束，这时按一下K9键，便完成了甲、乙两队的分数交换。在整个赛程中，还要对两队比分进行及时刷新，这时可通过计分电路中的K1～K6键完成此功能，K1、K2和K3键完成对甲队的加分，K4、K5和K6键完成对乙队的加分。

加分采用中断来完成，加分的中断优先权小于计时电路的中断优先权，所以不会对计时电路造成影响[2]。如果在比赛过程中，一方教练申请暂停时，经裁判批准，只要按下K9键，即可以暂停计时，暂停时间到时，再按K9键继续计时，直至本场比赛结束，蜂鸣器会发出10秒钟响声，表示比赛结束。

2.2LCD1602显示模块设计

LCD1602显示器可显示线段和字符。

（1）LCD1602显示器线段的显示。

液晶显示器各种图形的显示原理线段的显示：点阵图形式液晶由M×N个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共16×8=128个点组成，屏上64×16个显示单元与显示RAM区1024字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应[3]。例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H—00FH的16字节的内容决定，当（000H）=FFH时，则屏幕的左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当（3FFH）=FFH时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H时，则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。

（2）LCD1602显示器字符的显示：用LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由6×8或8×8点阵组成，既要找到和示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮，这样一来就组成了某个字符[4]。

3　系统的软件设计

系统的软件由主流程、中断程序流程、显示部分等组成。主流程如图2所示。

图2　主流程图

部分软件的设计：

（1）LCM初始化。

void LCMInit(void) //LCM初始化

{

LCM_Data = 0;

WriteCommandLCM(0x38,0); //三次显示模式设置，不检测忙信号

Delay5Ms();

WriteCommandLCM(0x38,0);

Delay5Ms();

WriteCommandLCM(0x38,0);

Delay5Ms();

WriteCommandLCM(0x38,1); //显示模式设置,开始要求每次检测忙信号

WriteCommandLCM(0x08,1); //关闭显示

WriteCommandLCM(0x01,1); //显示清屏

WriteCommandLCM(0x06,1); // 显示光标移动设置

WriteCommandLCM(0x0C,1); // 显示开及光标设置

}

（2）按指定位置显示一个字符。

void DisplayOneChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char DData)

{

Y &= 0x1;

X &= 0xF; //限制X不能大于15，Y不能大于1

if (Y) X |= 0x40; //当要显示第二行时地址码 0x40;

X |= 0x80; // 算出指令码

WriteCommandLCM(X, 0); //这里不检测忙信号，发送地址码

WriteDataLCM(DData);

}

4　结论

经调试，篮球计时计分器利用单片机实现了比赛计时计分的各项功能。系统电路简单，操作使用方便易携带，成本较低，灵敏可靠,计分准确，具有较高的使用价值，可广泛适合各类学校和小团体作为赛程计时计分使用。

参考文献

[1]康华光.电子技术基础(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2012.

[2]基于单片机控制的计时系统设计[J].微计算机信息,2012(4):54～57.

[3]吴昌东.基于单片机的新型显示器设计[J].微计算机信息,2013(7):133～134.

[4]王伟,刘晓平.高精度数字电压表方案设计[J].仪表技术,2012(8):36～39.

赵源（1995-），陕西西安人，现就读于西安文理学院信息工程学院，研究方向：软件工程。

Design of basketball timing and scoring device based on single chip microcomputer

Zhao Yuan Han Xu Han Likai
(Xi’an University of Arts and Science, Shaanxi 710065, China Aviation Industry Xi’an aviation engine (Group) Co., Ltd. Shaanxi 710021, Xi’an University of Arts and Science, Shaanxi 710065)

Abstract:the basketball timing and scoring system based on single chip microcomputer, which is based on the basketball rules, has the functions of timing setting, time pause, score statistics and so on. It has the characteristics of low price, stable performance, easy to operate and easy to carry, and it is suitable for the use of time and score in the basketball match at the basic level.

Key words:single chip microcomputer; basketball game; timing and scoring device; display

作者简介：