基于STC89C51單片機(jī)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器設(shè)計(jì)

摘 要：根據(jù)籃球比賽規(guī)則，設(shè)計(jì)出基于STC89C51單片機(jī)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器。文章介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件原理及軟件的設(shè)計(jì)流程。該設(shè)計(jì)具有賽程時(shí)間顯示、兩隊(duì)比分顯示、結(jié)束報(bào)警提示等輸出顯示功能，以及修改賽程時(shí)間、比賽暫停、交換兩隊(duì)比分等操作控制等功能。本設(shè)計(jì)具有電路簡(jiǎn)潔、操作方便、性能穩(wěn)定且便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，在各類基層籃球比賽中具有良好的使用推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：計(jì)時(shí)計(jì)分器；STC89C51；籃球比賽；LED顯示

在傳統(tǒng)的籃球比賽中，經(jīng)常需要人工翻牌記錄賽程分?jǐn)?shù)，這種方式效率低，且無(wú)法給運(yùn)動(dòng)員及觀眾隨時(shí)提供賽程信息。本文提出一種基于STC89C52單片機(jī)為核心控制的計(jì)時(shí)計(jì)分器系統(tǒng)，可代替球場(chǎng)上的人工計(jì)時(shí)計(jì)分，實(shí)現(xiàn)帶電子顯示，且比賽結(jié)束報(bào)警等功能的精確計(jì)時(shí)計(jì)分功能。器件價(jià)格便宜，使用方便，使籃球比賽的過(guò)程記錄更加及時(shí)和有效。

籃球計(jì)時(shí)計(jì)分要求如下：（1）記錄并修改比賽時(shí)間；（2）能隨時(shí)刷兩隊(duì)的比分顯示；（3）中場(chǎng)交換場(chǎng)地時(shí)，能交換兩隊(duì)比分位置；（4）能隨時(shí)接受暫停請(qǐng)求；（5）比賽結(jié)束時(shí)發(fā)出報(bào)警提示。

1 總體方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要包括單片機(jī)、LED顯示電路、定時(shí)報(bào)警、按鍵控制電路、時(shí)鐘電路及復(fù)位電路等組成，系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)

設(shè)計(jì)采用STC89C51單片機(jī)作為主控制器。STC89C51是STC公司生產(chǎn)的低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有4KB的在系統(tǒng)可編程Flash ROM。STC89C51單片機(jī)外接加上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，即可構(gòu)成單片機(jī)的最小系統(tǒng)。

2.2 按鍵模塊設(shè)計(jì)

按鍵接至P1口和P3口，按鍵按下時(shí)輸入是低電平。P1口從P1.0開(kāi)始，鍵的設(shè)置如下：add1、add2鍵是加1分、加2分鍵，reduce鍵為減1分，turn是切換雙方加減分鍵，exchange是位置交換鍵，stopbeep是關(guān)蜂鳴器鍵，start是啟動(dòng)鍵，stop是暫停鍵。此外，還有兩個(gè)按鍵， P3.2 引腳的add_min是加1分鐘鍵， P3.3引腳的add_1s為加1秒鐘鍵，用于比賽時(shí)間設(shè)定。

2.3 LED顯示模塊設(shè)計(jì)

顯示分為計(jì)時(shí)和計(jì)分顯示兩個(gè)部分，均采用共陰極LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示，由一個(gè)四位一體和二個(gè)兩位一體的共陰極數(shù)碼管構(gòu)成。數(shù)碼管的7個(gè)段控端輸出經(jīng)過(guò)74HC573驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行電流放大驅(qū)動(dòng)接至P0口，8個(gè)位控端經(jīng)過(guò)74HC04反相放大驅(qū)動(dòng)后接至P2口。采用動(dòng)態(tài)掃描方式，在足夠短的周期內(nèi)，使各位數(shù)碼管逐個(gè)輪流受控顯示。

此外，還有定時(shí)報(bào)警模塊，報(bào)警信號(hào)輸出接P1.7，由蜂鳴器及其驅(qū)動(dòng)電路組成。定時(shí)時(shí)間到，揚(yáng)聲器報(bào)警，比賽結(jié)束，按stopbeep鍵可停止報(bào)警。

2.4 系統(tǒng)原理圖及仿真圖

根據(jù)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，得到系統(tǒng)的原理圖及仿真圖如圖2所示。

3 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言模塊設(shè)計(jì)方法，程序由主程序、T0中斷程序、顯示程序、外部中斷0程序、按鍵程序及報(bào)警程序等組成，其中主程序及T0中斷子程序流程如圖3、圖4所示。

4 系統(tǒng)仿真與系統(tǒng)調(diào)試

設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言編程，在Keil C51軟件編譯環(huán)境中，經(jīng)過(guò)編譯和連接，生成十六進(jìn)制的目標(biāo)代碼文件.hex。在硬件上，用Proteus軟件繪制出原理圖，經(jīng)過(guò)純電路調(diào)試無(wú)誤后，將生成的目標(biāo)代碼文件加載到Proteus界面的AT89C51中（Proteus中無(wú)STC89C51模型，可用AT89C51替代）。接著再進(jìn)行軟硬件聯(lián)合調(diào)試，反復(fù)調(diào)試，直至所有顯示及按鍵功能實(shí)現(xiàn)，得到圖2所示的仿真結(jié)果圖。仿真成功后，根據(jù)仿真原理圖，繪制PCB布線圖，并進(jìn)行實(shí)物調(diào)試，如圖5所示，調(diào)試結(jié)果證明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性。

5 結(jié)論

本設(shè)計(jì)以STC89C51單片機(jī)為控制核心，開(kāi)發(fā)出具有具有記錄籃球比賽賽程信息的控制系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)Proteus硬件仿真及Keil C51的軟件仿真調(diào)試成功后，進(jìn)行實(shí)物調(diào)試也證明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性和可行性。系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、可靠性高、成本低且操作簡(jiǎn)便。采用單片機(jī)作為主控制器，功能易于擴(kuò)展，且修改相關(guān)功能即可實(shí)現(xiàn)其他比賽控制器的設(shè)計(jì)，因此本系統(tǒng)具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和借鑒意義。

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作者簡(jiǎn)介：李萍（1976-），女，碩士，講師，主要從事機(jī)電控制技術(shù)的教學(xué)與科研工作。