基于单片机的篮球比赛计时器设计

罗明泽

辽宁锦州渤海大学工学院

基于单片机的篮球比赛计时器设计

罗明泽

辽宁锦州渤海大学工学院

体育记录是运动时所需要的，得分当场记录的各种状态、运行和信息系统。用不相同的规则，不相同的体育活动需要的评判系统也不一样，包括类别、命中级别、得分获奖类和其他类型。有每一节时间的倒数时间，但为了使游戏更刺激，规则也需要控住比赛的进程的攻击在24秒内，否则认定为违法。定时器的定时可以用作不同的球的游戏，依照现在的紧张的篮球游戏的氛围，篮球比赛系统应该能够平行的与现场转播屏幕、广场中央和其他等等方式的连接。

AT89C51 LED数码管 篮球

1 引言

单片机的使用有很深远的意义。我们的平常在对一些其他软件的运用，用AT89C51的编程并对MCS 51都会有大致的理解，篮球计时系统由最小系统AT89C51系列单片机组成，并在部分可用性接口的基础上进行扩展，并可以在以后的生活和学习当中，都有用处。

比赛有每一节的时间的倒计时，但为了使游戏更刺激，规则也需要控住比赛的进程的攻击在二十四秒内，否则被视为违法。该定时器按键操作，发光二极管显示，非常实用，定时器的定时器也可以用作一个不同的球游戏。规则也需要控住比赛的进程的攻击在24秒内。随着AT89C51在很多的地方都有用处，在电气控制和机械制造方面都有应用。

2 系统的总体方案设计与分析

2.1 篮球计时器总体设计要求

①实现单片机与数码管之间的通信

②具有时间计时的显示

③具有键盘调节计时计分的功能

④具有led灯和蜂鸣器报警功能

⑤具有最后时刻演示功能

2.2 篮球计时器的系统电路设计

根据需求、所需的外部按钮的工作计时器直接为0运行和关闭。因此，在硬件设计的图当中包括单片集成电路，显示驱动，显示器，报警和按键等几个模块。在本文添加无线系统和液晶显示器。当游戏最后结束时的数字显示灯亮起，蜂鸣器将响，本次论文设计的一个篮球比赛计时器，总时间和各方面的规则，每一节拥有时间。该定时器按键操作，发光二极管显示，非常实用，定时器的定时器也可以用作一个不同的球游戏。系统硬件设计框图如图1所示。

图1 系统硬件设计框图

3 系统的硬件设计

本系统采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件，选用12MHZ的晶振构成时钟震荡电路，采用7段共阴LED作为显示器件。显示可达12分钟，完全满足篮球运动的要求，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，直至计时到零为止，LED灯和蜂鸣器同时工作，形成报警。为了更好的运作，还设立了5个按键。

3.1 单片机最小系统

单片机最小系统控制由AT89C51芯片，电路，复位电路及电源组成，其具体图如图2所示。

图2 单片机最小系统

3.2 按键控制模块电路

图3 按键控制电路

控制电路可以实现篮球比赛的开始计时，暂停比赛，犯规12秒，24秒复位，和最后时间的演示，采用5个复位开关有一端接在地上，在连接到AT89C51上，实现外部中断请求，如图3所示。

3.2.1 赛程时间启动／暂停设置

当比赛开始，按下开始键，一节的秒数在倒计时，在此过程中24秒也开始倒计，如果24秒倒计时为00前，没有被暂停（有的队伍进攻超过24秒），则比赛自动暂停。如果没有队伍超过24秒进攻，则要求工作人员用手重新调24秒（按按钮来达到复位的目的）。比赛暂停后，需要按按键来完成时间倒计。

3.2.2 犯规复位

当篮球比赛进行的时候，会有球员有犯规的动作，有些动作直接罚球，计时器重新复位进行了，有些犯规，是需要界外罚球来处理的，如果那个时候，进攻时间已经小于12秒的话，需要将时间调到12秒，来补偿被犯规的队伍，所以这个时候，需要工作人员通过12秒犯规按钮来复位。

3.2.3 最后时间的演示

由于篮球比赛的时间过于漫长（12分钟一节），为了演示最后时刻，设计了一个按钮，把分钟时间订到32秒，其它不动，只要等到32秒结束，就能演示到led灯亮和蜂鸣器响。

3.3 计时模块电路设计

计时模块电路：定时器模块主要有两个四位数码管显示的，分别能显示一节的时间，一节的秒位倒计时，24秒倒计时它可以显示倒数24秒功能和1节12分钟倒计时功能；板子上有安排外部使用开关，控制数码管的直接清零，开始，关闭，犯规12秒等功能；当比赛最后结束的时候，数码管显示出灯亮，蜂鸣器也会随之而响；计时装置24秒下降时间间隔为1秒。除了一个总计时倒计时，为了使游戏更刺激，规则也需要控住比赛的进程的攻击在24秒内，否则被视为违法。本次论文设计的一个篮球比赛计时器，总时间和各方面的规则，每一节拥有时间。

3.4 计分模块电路设计

篮球比赛的得分是一种计数器，本文单独拿出来说。这种设计是使用单芯片微型计算机实现定时功能定时器/计数器。T0、T1的51的单芯片具有两个16位定时器/计数器，分别由TH0、TL0和Th1、TL1、它们都是8位的寄存器。K1、K2分别是A、B两队加一分，K3、K4，分别是A、B两队减一分。当按键开关K1~K4这四个按键的任何一个一位按下时，与门的8脚输出都会产生低电平使单片机中断，从而使相应LED显示。当游戏开始时，甲队加分时，则按下K1键，这时K1=0（低电平），其余K2K3K4=111（为高电平）K1K2K3K4相与之后的结果为低电平，这时与门8脚输出的低电平到AT89C51的P3.2脚，使其外部中断INT0发生中断，从而调用中断服务程序，将要显示的数据从程序中定义的LED显示常数表TAB中取出数据06H（因为LED显示常数表TAB的偏移地址为36H，36H首先是指向LED显示常数表TAB中第一个数据3FH的，当K1按下时，相当于将33H地址加1，这时便指向第二数据06H，即对应字母代码关系表中的加1）。计分电路原理图如图4所示。

图4 计分电路原理图

4 软件设计与调试

在硬件电路图设计好了之后，就是软件编程了，在软件编程之前，先要把程序流程图画好，而在编写软件程序之前最重要的是有清晰的思路，也就是说得画出流程图。而画流程图时，必须得分清层次，有主流程图和各个模块的流程图，只有流程图编译好，才能使程序更加可靠，运行程序的时候，错误才会很快的确定并修改。

软件和硬件配合仿真，在硬件电路图设计好了之后，就是软件编程了。运行程序的时候，错误才会很快的确定并修改。当比赛开始时，这时，如果比赛，就开始按“启动”键，表示赛程开始，计时显示则开始倒计时，一节的秒数在倒计时，在此过程中24秒也开始倒计，如果24秒倒计时为00前，没有被暂停（有的队伍进攻超过24秒），则比赛自动暂停。当篮球比赛进行的时候，会有球员有犯规的动作，有些动作直接罚球，计时器重新复位进行了，有些犯规，是需要界外罚球来处理的，如果那个时候，进攻时间已经小于12秒的话，需要将时间调到12秒，来补偿被犯规的队伍，所以这个时候，需要工作人员通过12秒犯规按钮来复位12秒的。由于篮球比赛的时间过于漫长（12分钟一节），所以想要演示最后时刻，就设计了一个按钮，把分钟时间订到32秒，其它不动，只要等到32秒结束，就能演示到led灯亮和蜂鸣器响。

5 总结

本文设计的篮球比赛计时器具有以下特点:篮球比赛分为四个部分，倒计时的计时表显示，24秒每次队伍的攻击时间，有两个24秒计时器显示数字显示，所有的时间暂停，减到24秒，恢复，led和蜂鸣器的提示，基本完成了篮球比赛计时器所需要的功能。

[1]张洪润,兰清华.单片机应用技术教程.北京：清华大学出版社,1997

[2]陈景初.单片机应用系统设计与实践.北京：北京航空航天大学出版社

[3]何立民.单片机高级教程．北京：北京航空航天大学出版社,2001

[4]房小翠,王金凤.单片机实用系统设计技术.北京：国防工业出版社,1999