基于單片機的籃球比賽計時器設計

羅明澤

遼寧錦州渤海大學工學院

基于單片機的籃球比賽計時器設計

羅明澤

遼寧錦州渤海大學工學院

體育記錄是運動時所需要的，得分當場記錄的各種狀態、運行和信息系統。用不相同的規則，不相同的體育活動需要的評判系統也不一樣，包括類別、命中級別、得分獲獎類和其他類型。有每一節時間的倒數時間，但為了使游戲更刺激，規則也需要控住比賽的進程的攻擊在24秒內，否則認定為違法。定時器的定時可以用作不同的球的游戲，依照現在的緊張的籃球游戲的氛圍，籃球比賽系統應該能夠平行的與現場轉播屏幕、廣場中央和其他等等方式的連接。

AT89C51 LED數碼管 籃球

1 引言

單片機的使用有很深遠的意義。我們的平常在對一些其他軟件的運用，用AT89C51的編程并對MCS 51都會有大致的理解，籃球計時系統由最小系統AT89C51系列單片機組成，并在部分可用性接口的基礎上進行擴展，并可以在以后的生活和學習當中，都有用處。

比賽有每一節的時間的倒計時，但為了使游戲更刺激，規則也需要控住比賽的進程的攻擊在二十四秒內，否則被視為違法。該定時器按鍵操作，發光二極管顯示，非常實用，定時器的定時器也可以用作一個不同的球游戲。規則也需要控住比賽的進程的攻擊在24秒內。隨著AT89C51在很多的地方都有用處，在電氣控制和機械制造方面都有應用。

2 系統的總體方案設計與分析

2.1 籃球計時器總體設計要求

①實現單片機與數碼管之間的通信

②具有時間計時的顯示

③具有鍵盤調節計時計分的功能

④具有led燈和蜂鳴器報警功能

⑤具有最后時刻演示功能

2.2 籃球計時器的系統電路設計

根據需求、所需的外部按鈕的工作計時器直接為0運行和關閉。因此，在硬件設計的圖當中包括單片集成電路，顯示驅動，顯示器，報警和按鍵等幾個模塊。在本文添加無線系統和液晶顯示器。當游戲最后結束時的數字顯示燈亮起，蜂鳴器將響，本次論文設計的一個籃球比賽計時器，總時間和各方面的規則，每一節擁有時間。該定時器按鍵操作，發光二極管顯示，非常實用，定時器的定時器也可以用作一個不同的球游戲。系統硬件設計框圖如圖1所示。

圖1 系統硬件設計框圖

3 系統的硬件設計

本系統采用單片機AT89C51作為本設計的核心元件，選用12MHZ的晶振構成時鐘震蕩電路，采用7段共陰LED作為顯示器件。顯示可達12分鐘，完全滿足籃球運動的要求，賽程計時采用倒計時方式，即比賽前將時間設置好，比賽開始時啟動計時，直至計時到零為止，LED燈和蜂鳴器同時工作，形成報警。為了更好的運作，還設立了5個按鍵。

3.1 單片機最小系統

單片機最小系統控制由AT89C51芯片，電路，復位電路及電源組成，其具體圖如圖2所示。

圖2 單片機最小系統

3.2 按鍵控制模塊電路

圖3 按鍵控制電路

控制電路可以實現籃球比賽的開始計時，暫停比賽，犯規12秒，24秒復位，和最后時間的演示，采用5個復位開關有一端接在地上，在連接到AT89C51上，實現外部中斷請求，如圖3所示。

3.2.1 賽程時間啟動／暫停設置

當比賽開始，按下開始鍵，一節的秒數在倒計時，在此過程中24秒也開始倒計，如果24秒倒計時為00前，沒有被暫停（有的隊伍進攻超過24秒），則比賽自動暫停。如果沒有隊伍超過24秒進攻，則要求工作人員用手重新調24秒（按按鈕來達到復位的目的）。比賽暫停后，需要按按鍵來完成時間倒計。

3.2.2 犯規復位

當籃球比賽進行的時候，會有球員有犯規的動作，有些動作直接罰球，計時器重新復位進行了，有些犯規，是需要界外罰球來處理的，如果那個時候，進攻時間已經小于12秒的話，需要將時間調到12秒，來補償被犯規的隊伍，所以這個時候，需要工作人員通過12秒犯規按鈕來復位。

3.2.3 最后時間的演示

由于籃球比賽的時間過于漫長（12分鐘一節），為了演示最后時刻，設計了一個按鈕，把分鐘時間訂到32秒，其它不動，只要等到32秒結束，就能演示到led燈亮和蜂鳴器響。

3.3 計時模塊電路設計

計時模塊電路：定時器模塊主要有兩個四位數碼管顯示的，分別能顯示一節的時間，一節的秒位倒計時，24秒倒計時它可以顯示倒數24秒功能和1節12分鐘倒計時功能；板子上有安排外部使用開關，控制數碼管的直接清零，開始，關閉，犯規12秒等功能；當比賽最后結束的時候，數碼管顯示出燈亮，蜂鳴器也會隨之而響；計時裝置24秒下降時間間隔為1秒。除了一個總計時倒計時，為了使游戲更刺激，規則也需要控住比賽的進程的攻擊在24秒內，否則被視為違法。本次論文設計的一個籃球比賽計時器，總時間和各方面的規則，每一節擁有時間。

3.4 計分模塊電路設計

籃球比賽的得分是一種計數器，本文單獨拿出來說。這種設計是使用單芯片微型計算機實現定時功能定時器/計數器。T0、T1的51的單芯片具有兩個16位定時器/計數器，分別由TH0、TL0和Th1、TL1、它們都是8位的寄存器。K1、K2分別是A、B兩隊加一分，K3、K4，分別是A、B兩隊減一分。當按鍵開關K1~K4這四個按鍵的任何一個一位按下時，與門的8腳輸出都會產生低電平使單片機中斷，從而使相應LED顯示。當游戲開始時，甲隊加分時，則按下K1鍵，這時K1=0（低電平），其余K2K3K4=111（為高電平）K1K2K3K4相與之后的結果為低電平，這時與門8腳輸出的低電平到AT89C51的P3.2腳，使其外部中斷INT0發生中斷，從而調用中斷服務程序，將要顯示的數據從程序中定義的LED顯示常數表TAB中取出數據06H（因為LED顯示常數表TAB的偏移地址為36H，36H首先是指向LED顯示常數表TAB中第一個數據3FH的，當K1按下時，相當于將33H地址加1，這時便指向第二數據06H，即對應字母代碼關系表中的加1）。計分電路原理圖如圖4所示。

圖4 計分電路原理圖

4 軟件設計與調試

在硬件電路圖設計好了之后，就是軟件編程了，在軟件編程之前，先要把程序流程圖畫好，而在編寫軟件程序之前最重要的是有清晰的思路，也就是說得畫出流程圖。而畫流程圖時，必須得分清層次，有主流程圖和各個模塊的流程圖，只有流程圖編譯好，才能使程序更加可靠，運行程序的時候，錯誤才會很快的確定并修改。

軟件和硬件配合仿真，在硬件電路圖設計好了之后，就是軟件編程了。運行程序的時候，錯誤才會很快的確定并修改。當比賽開始時，這時，如果比賽，就開始按“啟動”鍵，表示賽程開始，計時顯示則開始倒計時，一節的秒數在倒計時，在此過程中24秒也開始倒計，如果24秒倒計時為00前，沒有被暫停（有的隊伍進攻超過24秒），則比賽自動暫停。當籃球比賽進行的時候，會有球員有犯規的動作，有些動作直接罰球，計時器重新復位進行了，有些犯規，是需要界外罰球來處理的，如果那個時候，進攻時間已經小于12秒的話，需要將時間調到12秒，來補償被犯規的隊伍，所以這個時候，需要工作人員通過12秒犯規按鈕來復位12秒的。由于籃球比賽的時間過于漫長（12分鐘一節），所以想要演示最后時刻，就設計了一個按鈕，把分鐘時間訂到32秒，其它不動，只要等到32秒結束，就能演示到led燈亮和蜂鳴器響。

5 總結

本文設計的籃球比賽計時器具有以下特點:籃球比賽分為四個部分，倒計時的計時表顯示，24秒每次隊伍的攻擊時間，有兩個24秒計時器顯示數字顯示，所有的時間暫停，減到24秒，恢復，led和蜂鳴器的提示，基本完成了籃球比賽計時器所需要的功能。

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[2]陳景初.單片機應用系統設計與實踐.北京：北京航空航天大學出版社

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[4]房小翠,王金鳳.單片機實用系統設計技術.北京：國防工業出版社,1999