一種籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分裝置設(shè)計(jì)

葉子馨　王文振　任廣鵬　李東青

摘要：籃球運(yùn)動經(jīng)過多年的推廣，發(fā)展極為迅速，越來越多的人加入到籃球運(yùn)動當(dāng)中。隨著硬件設(shè)施的完善，籃球場地條件逐年變好。不過在計(jì)分和計(jì)時(shí)上，因?yàn)槌杀据^高，維修不方便等因素，在戶外籃球場上并沒有普及。本設(shè)計(jì)一種籃球計(jì)時(shí)計(jì)分裝置，通過數(shù)碼管顯示單元，對雙方分?jǐn)?shù)和剩余時(shí)間進(jìn)行顯示，同時(shí)設(shè)計(jì)功能按鍵單元，實(shí)現(xiàn)對分?jǐn)?shù)的加減和時(shí)間的設(shè)置。單片機(jī)通過定時(shí)器實(shí)現(xiàn)時(shí)間的倒計(jì)時(shí)。該裝置具有體積小，攜帶方便，操作簡單，滿足籃球運(yùn)動計(jì)時(shí)計(jì)分的需求。

關(guān)鍵詞：籃球計(jì)時(shí)單片機(jī)功能按鍵數(shù)碼管顯示

引言

籃球比賽中，計(jì)時(shí)計(jì)分裝置能讓比賽更具有競爭性。傳統(tǒng)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分都是在籃板上安裝相應(yīng)的電子設(shè)備，價(jià)格較高且需要經(jīng)常維護(hù)。因此大多籃球場都沒有計(jì)時(shí)計(jì)分裝置。本設(shè)計(jì)針對當(dāng)前籃球場這種現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一款簡易的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分裝置。實(shí)現(xiàn)對兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)和比賽剩余時(shí)間的顯示。

1整體設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)采用單片機(jī)技術(shù)、定時(shí)器技術(shù)、數(shù)碼管顯示技術(shù)等實(shí)現(xiàn)籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分裝置。單片機(jī)通過定時(shí)器實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)功能。數(shù)碼管選擇共陽數(shù)碼管，公共端接到電源上，數(shù)據(jù)顯示端接到單片機(jī)的控制引腳上。單片機(jī)將倒計(jì)時(shí)時(shí)間和比賽雙方分?jǐn)?shù)分別發(fā)到三個(gè)數(shù)碼管上進(jìn)行顯示。功能按鍵完成對比賽時(shí)間和雙方分?jǐn)?shù)的設(shè)置。

2裝置的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

2.1總體設(shè)計(jì)方案

本設(shè)計(jì)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分裝置，主要包括電源單元、單片機(jī)單元、顯示單元、功能按鍵單元和提示單元幾個(gè)部分。其中電源單元是給整個(gè)裝置提供電源;單片機(jī)是裝置的控制核心，完成整個(gè)裝置外圍電路的控制;顯示單元實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)時(shí)間和兩隊(duì)分?jǐn)?shù)的顯示;功能按鍵是對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置;提示單元采用蜂鳴器，在比賽時(shí)間結(jié)束時(shí)進(jìn)行提示?？傮w設(shè)計(jì)如圖l所示。

2.2數(shù)碼管顯示單元

數(shù)碼管在驅(qū)動上有共陰數(shù)碼管和共陽數(shù)碼管之分。本設(shè)計(jì)選擇共陽數(shù)碼管，數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成上又分為位選和段選。位選是控制具體哪一個(gè)數(shù)碼管顯示。段選是控制顯示的內(nèi)容是什么?？紤]到比賽分?jǐn)?shù)最能達(dá)到100多分，因此在分?jǐn)?shù)顯示上，選擇三位數(shù)碼管。比賽時(shí)間顯示上，選擇四位數(shù)碼管。詳細(xì)電路設(shè)計(jì)如圖2所示。

從圖2可知，單片機(jī)通過控制位選和段選來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示。段選接到單片機(jī)的PO口。位選一共有10個(gè)，接到單片機(jī)P2口和P3口。為了增加單片機(jī)10口的驅(qū)動能力，PO口通過上拉電阻接到電源上。

2.3按鍵電路設(shè)計(jì)

本課題設(shè)計(jì)中，要對比賽雙方的分?jǐn)?shù)進(jìn)行設(shè)置，主要通過按鍵實(shí)現(xiàn)。按鍵在硬件連接上主要有獨(dú)立按鍵和矩陣按鍵等方式。其中獨(dú)立按鍵電路簡單，但需要的10口資源較多。矩陣按鍵電路設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，但可以節(jié)省很多10口資源。本課題主要是對時(shí)間設(shè)置，比分設(shè)置，因此選擇獨(dú)立按鍵。電路如下圖3所示。

2.4主流程設(shè)計(jì)

完成硬件電路設(shè)計(jì)后，需要對系統(tǒng)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先對系統(tǒng)主流程設(shè)計(jì)，然后根據(jù)主流程邏輯完成代碼的編寫。主流程設(shè)計(jì)如圖4所示。

從圖4中可知，系統(tǒng)運(yùn)行后，先進(jìn)行初始化操作，然后判斷是否有按鍵按下，有的話就執(zhí)行按鍵操作。然后顯示當(dāng)前的分?jǐn)?shù)和比賽時(shí)間。判斷比賽是否時(shí)間到，時(shí)間到的話就終止比賽并語音提示。

2.5仿真設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)在proteus下進(jìn)行仿真。在元器件庫中選擇單片機(jī)、四位數(shù)碼管、三位數(shù)碼管、排阻以及蜂鳴器。電路設(shè)計(jì)后通過將編寫的軟件代碼加載進(jìn)行仿真，如圖5所示。

圖5中可知當(dāng)前剩余時(shí)間為10分27秒，當(dāng)前A隊(duì)的得分為12分，B隊(duì)得分為8分。

3結(jié)語

本設(shè)計(jì)提出一種籃球計(jì)時(shí)計(jì)分裝置的設(shè)計(jì)方案，給出設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方法。詳細(xì)介紹了數(shù)碼管顯示單元種類和具體實(shí)現(xiàn)電路，最后通過仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性和正確性。

參考文獻(xiàn)

[1]張?zhí)K友，基于單片機(jī)籃球比賽24秒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)[J].電腦迷，2016（09）：107-108.

[2]羅明澤，基于單片機(jī)的籃球比賽計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)[J].數(shù)碼世界，2017（2）：142-143.

[3]趙源，韓旭，韓利凱，基于單片機(jī)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器設(shè)計(jì)[J].電子世界，2016（05）59-60.