校園籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

陳 峰

（江蘇商貿(mào)職業(yè)學(xué)院，江蘇南通，226011）

校園籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

陳 峰

（江蘇商貿(mào)職業(yè)學(xué)院，江蘇南通，226011）

針對(duì)傳統(tǒng)校園籃球比賽采用人工計(jì)時(shí)計(jì)分的方法存在數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確這一缺點(diǎn)，本文根據(jù)籃球比賽的規(guī)則要求設(shè)計(jì)了校園籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)，整個(gè)硬件電路主要包括矩陣鍵盤、12864液晶顯示、蜂鳴器報(bào)警提示電路等組成。軟件系統(tǒng)主要包括12864顯示程序、矩陣鍵盤程序、計(jì)時(shí)程序和計(jì)時(shí)報(bào)警程序的設(shè)計(jì)。通過(guò)仿真和實(shí)物驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可靠性，并在校園籃球比賽中得到應(yīng)用，效果較好，滿足籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。

單片機(jī)；籃球比賽；計(jì)時(shí)；計(jì)分

0 引言

在學(xué)校舉辦的一些籃球比賽中，計(jì)時(shí)一般采用人工計(jì)時(shí)，計(jì)分一般是在塑料板寫上數(shù)字穿起來(lái)，使用的時(shí)候需要一張一張地翻。這種計(jì)時(shí)計(jì)分全部都由人工來(lái)完成，比較麻煩，且數(shù)據(jù)可能不準(zhǔn)確，在比賽中往往會(huì)出現(xiàn)一些爭(zhēng)議。因此本文設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)控制的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)，該系統(tǒng)能使籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分更加準(zhǔn)確公平，且操作簡(jiǎn)單，能滿足國(guó)際籃聯(lián)比賽規(guī)則的基本要求。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

（1）計(jì)分：實(shí)時(shí)刷新顯示雙方的得分。

（2）計(jì)時(shí)：包括每節(jié)比賽的計(jì)時(shí)、每次進(jìn)攻的24s的計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)能自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警提示。每節(jié)比賽時(shí)間可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。

（3）其他數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)：包括雙方暫停的次數(shù)、雙方每節(jié)比賽犯規(guī)的次數(shù)。

2 硬件設(shè)計(jì)

籃球計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心，由單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示模塊、提示電路和按鍵輸入模塊等組成，其系統(tǒng)框圖如圖1所示。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分功能，并能對(duì)雙方的暫停次數(shù)、犯規(guī)次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而滿足校園籃球比賽的要求。

圖1 校園籃球計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)框圖

2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)

單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由AT89C51單片機(jī)、電源、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路組成。由晶振和瓷片電容與單擊內(nèi)部電路構(gòu)成單片機(jī)的時(shí)鐘電路，晶振頻率為12MHz。復(fù)位電路采用按鍵復(fù)位電路，通過(guò)按下復(fù)位按鍵，可使籃球計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)復(fù)位，即雙方的比分、各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)清零，同時(shí)計(jì)時(shí)時(shí)間復(fù)位為10min。

2.2 顯示模塊

籃球比賽要求顯示的信息比較多，因此采用12864點(diǎn)陣液晶屏來(lái)顯示，其電路連接如圖2所示。其中8個(gè)雙向數(shù)據(jù)DB0-DB7接P0口，指令數(shù)據(jù)選擇（RS）接P2.0引腳，讀寫選擇（R/W）接P2.1引腳，使能（E）接P2.2引腳，左半屏選擇（CS1）接P2.3引腳，右半屏選擇（CS2）接P2.4引腳，復(fù)位（RST）接P2.5引腳。

圖2 12864液晶顯示電路

128x64點(diǎn)陣液晶屏是一種用于圖像、符號(hào)和漢字的顯示模塊，能夠直觀的顯示籃球比賽中的數(shù)據(jù)，顯示信息如圖3所示，第一行顯示比賽雙方信息，第二行顯示雙方比分，第三行顯示比賽時(shí)間和24秒計(jì)時(shí)時(shí)間，第四行顯示雙方的暫停次數(shù)以及每節(jié)比賽的犯規(guī)次數(shù)。

圖3 12864液晶顯示信息

2.3 按鍵模塊

主要用于控制比賽的開(kāi)始、暫停，統(tǒng)計(jì)雙方比賽的數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)籃球比賽的相關(guān)數(shù)據(jù)較多，且需人為控制，因此采用4x4矩陣鍵盤。該矩陣鍵盤的行線與P1口的低四位相連，列線與P1口的高四位相連，如圖4所示。

其中S1——設(shè)置比賽的節(jié)數(shù)，S2——設(shè)置每節(jié)比賽時(shí)間（10min或5min），S3——每節(jié)犯規(guī)次數(shù)清零，S4——清除報(bào)警提示；S5——比賽開(kāi)始，S6——比賽暫停，S7——24秒計(jì)時(shí)復(fù)位，S8——14秒計(jì)時(shí)復(fù)位（用于犯規(guī)后進(jìn)攻時(shí)間不足14秒時(shí)補(bǔ)足14秒）；S9、S13——一方得分加1分，S10、S14——一方得分減1分，S11、S15——統(tǒng)計(jì)每隊(duì)每節(jié)犯規(guī)次數(shù)，S12、S16——統(tǒng)計(jì)每隊(duì)暫停次數(shù)。

2.4 計(jì)時(shí)報(bào)警電路

主要用于每節(jié)比賽時(shí)間計(jì)時(shí)報(bào)警和24秒進(jìn)攻計(jì)時(shí)報(bào)警。該電路如圖5所示，利用單片機(jī)的P2.7來(lái)控制蜂鳴器。由于蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)電流較大，單片機(jī)的I/O口無(wú)法滿足。而三極管S8550最大可提供500mA以上的電流，足以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，所以使用P2.7控制三極管S8550的導(dǎo)通和截止，達(dá)到控制蜂鳴器的目的。

圖4 4x4矩陣鍵盤電路

圖5 報(bào)警提示電路

3 軟件設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)的程序包括12864顯示程序、矩陣鍵盤程序、籃球計(jì)時(shí)程序和計(jì)時(shí)報(bào)警程序。其中計(jì)時(shí)采用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.1 主程序設(shè)計(jì)

主程序主要進(jìn)行定時(shí)器T0和12864液晶初始化、按鍵檢測(cè)與處理、12864顯示數(shù)據(jù)的更新和顯示控制，其流程圖如圖6所示。

矩陣鍵盤掃描程序進(jìn)行按鍵檢測(cè)、識(shí)別，按鍵處理函數(shù)完成比賽時(shí)間設(shè)置、比賽的開(kāi)始與暫停、雙方比賽數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)等作用。

12864液晶顯示函數(shù)主要完成雙方比賽數(shù)據(jù)（雙方比分、犯規(guī)次數(shù)、暫停次數(shù)）和倒計(jì)時(shí)時(shí)間的更新顯示。

3.2 定時(shí)器中斷程序設(shè)計(jì)

定時(shí)器T0中斷函數(shù)完成比賽倒計(jì)時(shí)時(shí)間和24秒進(jìn)攻時(shí)間的更新。其流程圖如圖所示。定時(shí)器T0采用工作方式1，定時(shí)時(shí)間為50毫秒，通過(guò)定時(shí)中斷20次來(lái)達(dá)到定時(shí)1秒的目的。其中變量cnt用于統(tǒng)計(jì)定時(shí)中斷的次數(shù)，每中斷一次，變量cnt的值便增加1；變量min代表比賽倒計(jì)時(shí)分鐘；變量sec代表比賽倒計(jì)時(shí)秒；變量sec24代表進(jìn)攻倒計(jì)時(shí)。

圖6 ：主程序流程圖

圖8 校園籃球計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)

4 系統(tǒng)調(diào)試

圖7 ：定時(shí)器T0中斷流程圖

為了驗(yàn)證該系統(tǒng)的功能是否實(shí)現(xiàn)，利用proteus軟件和keil軟件聯(lián)合進(jìn)行仿真調(diào)試，首先在proteus軟件里完成電路原理圖的繪制，然后利用keil軟件完成程序的編寫編譯調(diào)試，并生成hex文件，并在原理圖中將HEX文件載入單片機(jī)，單片機(jī)仿真運(yùn)行按鈕進(jìn)行系統(tǒng)功能調(diào)試。運(yùn)行結(jié)果如圖8所示，12864液晶能實(shí)時(shí)顯示比賽的數(shù)據(jù)，并對(duì)比賽進(jìn)行計(jì)時(shí)。由圖可知，當(dāng)前比賽為第二節(jié)，比賽時(shí)間還剩8分30秒，進(jìn)攻時(shí)間還剩18秒，雙方比分為20:24，暫停次數(shù)為分別是一次和二次，當(dāng)節(jié)犯規(guī)次數(shù)分別為二次和三次。

通過(guò)電路仿真調(diào)試說(shuō)明系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)已經(jīng)能夠達(dá)到預(yù)期的目的，然后利用proteus Ares進(jìn)行PCB板的設(shè)計(jì)，并采用熱傳印法完成PCB板的制作。然后根據(jù)電路圖完成電路的焊接制作，并將編譯成功后生成HEX文件通過(guò)編程器寫入到單片機(jī)芯片中，最后通電調(diào)試可實(shí)現(xiàn)籃球計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)的功能。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一種校園籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)基本滿足校園籃球比賽所需的計(jì)時(shí)計(jì)分及其他相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的設(shè)計(jì)要求，減少了傳統(tǒng)籃球比賽人工計(jì)時(shí)計(jì)分的誤差，增加了校園籃球比賽的公平性。此外該系統(tǒng)通過(guò)改變其軟件設(shè)計(jì)，還可將該系統(tǒng)應(yīng)用于校園乒乓球、羽毛球等計(jì)分系統(tǒng)。

[1]金杰．MCS-51單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M]．電子工業(yè)出版社，2011

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Design of System of Timing and Scoring for Campus Basketball Game

Chen Feng
（Jiangsu Vocational College of Business,Nantong,226011,China）

Traditional campus basketball game timing and scoring are relized by manual work.The method have the defect of inaccurate data.The paper design the campus basketball game time and scoring system according to the requirements of the basketball game rules.The control system uses AT89C51 single-chip computer,the whole hardware circuit mainly includes matrix keyboard,12864 LCD display,buzzer alarm circuit and so on.The software system includes 12864 display program,matrix keyboard program,time program and the alarm program. The reliability of the system is verified by simulation and practicality.The system has been applied in the campus basketball match, and the effect is good. The system meets the design requirements of the campus basketball game timing and scoring system.

Single-chip computer；Basketball game；Timing system；Scoring system

陳 峰（1983-），男，講師，研究方向：電子與通訊。