一种篮球比赛计时计分装置设计

叶子馨　王文振　任广鹏　李东青

摘要：篮球运动经过多年的推广，发展极为迅速，越来越多的人加入到篮球运动当中。随着硬件设施的完善，篮球场地条件逐年变好。不过在计分和计时上，因为成本较高，维修不方便等因素，在户外篮球场上并没有普及。本设计一种篮球计时计分装置，通过数码管显示单元，对双方分数和剩余时间进行显示，同时设计功能按键单元，实现对分数的加减和时间的设置。单片机通过定时器实现时间的倒计时。该装置具有体积小，携带方便，操作简单，满足篮球运动计时计分的需求。

关键词：篮球计时单片机功能按键数码管显示

引言

篮球比赛中，计时计分装置能让比赛更具有竞争性。传统的篮球计时计分都是在篮板上安装相应的电子设备，价格较高且需要经常维护。因此大多篮球场都没有计时计分装置。本设计针对当前篮球场这种现状，设计一款简易的篮球计时计分装置。实现对两队的分数和比赛剩余时间的显示。

1整体设计

设计采用单片机技术、定时器技术、数码管显示技术等实现篮球比赛计时计分装置。单片机通过定时器实现倒计时功能。数码管选择共阳数码管，公共端接到电源上，数据显示端接到单片机的控制引脚上。单片机将倒计时时间和比赛双方分数分别发到三个数码管上进行显示。功能按键完成对比赛时间和双方分数的设置。

2装置的设计和实现

2.1总体设计方案

本设计的篮球计时计分装置，主要包括电源单元、单片机单元、显示单元、功能按键单元和提示单元几个部分。其中电源单元是给整个裝置提供电源;单片机是装置的控制核心，完成整个装置外围电路的控制;显示单元实现倒计时时间和两队分数的显示;功能按键是对系统参数进行设置;提示单元采用蜂鸣器，在比赛时间结束时进行提示。总体设计如图l所示。

2.2数码管显示单元

数码管在驱动上有共阴数码管和共阳数码管之分。本设计选择共阳数码管，数码管内部结构组成上又分为位选和段选。位选是控制具体哪一个数码管显示。段选是控制显示的内容是什么。考虑到比赛分数最能达到100多分，因此在分数显示上，选择三位数码管。比赛时间显示上，选择四位数码管。详细电路设计如图2所示。

从图2可知，单片机通过控制位选和段选来实现数据显示。段选接到单片机的PO口。位选一共有10个，接到单片机P2口和P3口。为了增加单片机10口的驱动能力，PO口通过上拉电阻接到电源上。

2.3按键电路设计

本课题设计中，要对比赛双方的分数进行设置，主要通过按键实现。按键在硬件连接上主要有独立按键和矩阵按键等方式。其中独立按键电路简单，但需要的10口资源较多。矩阵按键电路设计较为复杂，但可以节省很多10口资源。本课题主要是对时间设置，比分设置，因此选择独立按键。电路如下图3所示。

2.4主流程设计

完成硬件电路设计后，需要对系统软件进行设计，首先对系统主流程设计，然后根据主流程逻辑完成代码的编写。主流程设计如图4所示。

从图4中可知，系统运行后，先进行初始化操作，然后判断是否有按键按下，有的话就执行按键操作。然后显示当前的分数和比赛时间。判断比赛是否时间到，时间到的话就终止比赛并语音提示。

2.5仿真设计

本设计在proteus下进行仿真。在元器件库中选择单片机、四位数码管、三位数码管、排阻以及蜂鸣器。电路设计后通过将编写的软件代码加载进行仿真，如图5所示。

图5中可知当前剩余时间为10分27秒，当前A队的得分为12分，B队得分为8分。

3结语

本设计提出一种篮球计时计分装置的设计方案，给出设计原理和实现方法。详细介绍了数码管显示单元种类和具体实现电路，最后通过仿真验证了设计的合理性和正确性。

参考文献

[1]张苏友，基于单片机篮球比赛24秒计时器设计[J].电脑迷，2016（09）：107-108.

[2]罗明泽，基于单片机的篮球比赛计时器设计[J].数码世界，2017（2）：142-143.

[3]赵源，韩旭，韩利凯，基于单片机的篮球计时计分器设计[J].电子世界，2016（05）59-60.