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

西安文理學(xué)院 趙 源中航工業(yè)西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司 韓 旭西安文理學(xué)院 韓利凱

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

西安文理學(xué)院 趙 源
中航工業(yè)西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司 韓 旭
西安文理學(xué)院 韓利凱

【摘要】基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器系統(tǒng)，以籃球規(guī)則為依據(jù)，具有賽程定時(shí)設(shè)置、比賽時(shí)間暫停、主客隊(duì)雙方的比分統(tǒng)計(jì)等功能。它具有價(jià)格低廉、 性能穩(wěn)定、操作方便且易攜帶等特點(diǎn)，廣泛適合基層籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分使用。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；籃球比賽；計(jì)時(shí)計(jì)分器；顯示

0　引言

基層籃球比賽時(shí)，經(jīng)常采用人工計(jì)時(shí)計(jì)分，即裁判自帶手表計(jì)時(shí)和人工翻頁計(jì)分。由于要人工記錄兩隊(duì)的積累分?jǐn)?shù)、犯規(guī)數(shù)和雙方暫停數(shù)等，一旦協(xié)同失誤就會(huì)造成錯(cuò)誤記錄，影響比賽的正常進(jìn)行[1]。因此，設(shè)計(jì)一款適合基層籃球比賽，價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定、操作方便且易攜帶的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1　系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案

系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89C51作為本設(shè)計(jì)的核心元件，使用LCD1602液晶顯示屏顯示主隊(duì)、客隊(duì)兩隊(duì)的比賽分?jǐn)?shù)，賽程計(jì)時(shí)采用倒計(jì)時(shí)方式，即比賽前將時(shí)間設(shè)置好,比賽開始時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí),直到計(jì)時(shí)為零，此時(shí)，定時(shí)報(bào)警系統(tǒng)啟動(dòng)，通過揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲，提示整個(gè)賽程結(jié)束。

圖1　系統(tǒng)構(gòu)成框圖

為了配合計(jì)時(shí)器和計(jì)分器的校正和調(diào)整，在系統(tǒng)中設(shè)立了13個(gè)按鍵。其中4個(gè)用于甲、乙兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)加減；另外9個(gè)則用于完成設(shè)置、調(diào)整、啟動(dòng)和暫停時(shí)間等功能。系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

2　系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器模塊的設(shè)計(jì)

整個(gè)籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的工作過程如下：首先在比賽之前，接通電源，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位，此時(shí)計(jì)時(shí)電路與計(jì)分電路中的共陰極數(shù)碼管全部顯示為0000和0000；然后按計(jì)時(shí)電路中的K7按鍵來設(shè)置比賽時(shí)間的十位數(shù)，例如比賽時(shí)間上半場為20分鐘，則通過K7鍵，使數(shù)碼管1顯示“2”即可，再按K8鍵，設(shè)置比賽時(shí)間的個(gè)位數(shù)，使數(shù)碼管2顯示“0”即可。一般比賽時(shí)間為40分鐘,所以只需按K7鍵顯示“4”，按K8鍵顯示“0”即可。時(shí)間設(shè)置好時(shí)，等待比賽開始，當(dāng)裁判吹響開始哨聲時(shí)，立即按下K9鍵啟動(dòng)計(jì)時(shí)，這時(shí)計(jì)時(shí)電路便開始工作，計(jì)時(shí)采用倒計(jì)時(shí)方式，即從24分00秒減到00分00秒表示上半場結(jié)束，上半場結(jié)束時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出10秒鐘響聲，通知上半場結(jié)束，這時(shí)按一下K9鍵，便完成了甲、乙兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)交換。在整個(gè)賽程中，還要對(duì)兩隊(duì)比分進(jìn)行及時(shí)刷新，這時(shí)可通過計(jì)分電路中的K1～K6鍵完成此功能，K1、K2和K3鍵完成對(duì)甲隊(duì)的加分，K4、K5和K6鍵完成對(duì)乙隊(duì)的加分。

加分采用中斷來完成，加分的中斷優(yōu)先權(quán)小于計(jì)時(shí)電路的中斷優(yōu)先權(quán)，所以不會(huì)對(duì)計(jì)時(shí)電路造成影響[2]。如果在比賽過程中，一方教練申請(qǐng)暫停時(shí)，經(jīng)裁判批準(zhǔn)，只要按下K9鍵，即可以暫停計(jì)時(shí)，暫停時(shí)間到時(shí)，再按K9鍵繼續(xù)計(jì)時(shí)，直至本場比賽結(jié)束，蜂鳴器會(huì)發(fā)出10秒鐘響聲，表示比賽結(jié)束。

2.2LCD1602顯示模塊設(shè)計(jì)

LCD1602顯示器可顯示線段和字符。

（1）LCD1602顯示器線段的顯示。

液晶顯示器各種圖形的顯示原理線段的顯示：點(diǎn)陣圖形式液晶由M×N個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上64×16個(gè)顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)[3]。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H—00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）=FFH時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（3FFH）=FFH時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。

（2）LCD1602顯示器字符的顯示：用LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由6×8或8×8點(diǎn)陣組成，既要找到和示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點(diǎn)亮，為“0”的不亮，這樣一來就組成了某個(gè)字符[4]。

3　系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的軟件由主流程、中斷程序流程、顯示部分等組成。主流程如圖2所示。

圖2　主流程圖

部分軟件的設(shè)計(jì)：

（1）LCM初始化。

void LCMInit(void) //LCM初始化

{

LCM_Data = 0;

WriteCommandLCM(0x38,0); //三次顯示模式設(shè)置，不檢測忙信號(hào)

Delay5Ms();

WriteCommandLCM(0x38,0);

Delay5Ms();

WriteCommandLCM(0x38,0);

Delay5Ms();

WriteCommandLCM(0x38,1); //顯示模式設(shè)置,開始要求每次檢測忙信號(hào)

WriteCommandLCM(0x08,1); //關(guān)閉顯示

WriteCommandLCM(0x01,1); //顯示清屏

WriteCommandLCM(0x06,1); // 顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置

WriteCommandLCM(0x0C,1); // 顯示開及光標(biāo)設(shè)置

}

（2）按指定位置顯示一個(gè)字符。

void DisplayOneChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char DData)

{

Y &= 0x1;

X &= 0xF; //限制X不能大于15，Y不能大于1

if (Y) X |= 0x40; //當(dāng)要顯示第二行時(shí)地址碼 0x40;

X |= 0x80; // 算出指令碼

WriteCommandLCM(X, 0); //這里不檢測忙信號(hào)，發(fā)送地址碼

WriteDataLCM(DData);

}

4　結(jié)論

經(jīng)調(diào)試，籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了比賽計(jì)時(shí)計(jì)分的各項(xiàng)功能。系統(tǒng)電路簡單，操作使用方便易攜帶，成本較低，靈敏可靠,計(jì)分準(zhǔn)確，具有較高的使用價(jià)值，可廣泛適合各類學(xué)校和小團(tuán)體作為賽程計(jì)時(shí)計(jì)分使用。

參考文獻(xiàn)

[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2012.

[2]基于單片機(jī)控制的計(jì)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].微計(jì)算機(jī)信息,2012(4):54～57.

[3]吳昌東.基于單片機(jī)的新型顯示器設(shè)計(jì)[J].微計(jì)算機(jī)信息,2013(7):133～134.

[4]王偉,劉曉平.高精度數(shù)字電壓表方案設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù),2012(8):36～39.

趙源（1995-），陜西西安人，現(xiàn)就讀于西安文理學(xué)院信息工程學(xué)院，研究方向：軟件工程。

Design of basketball timing and scoring device based on single chip microcomputer

Zhao Yuan Han Xu Han Likai
(Xi’an University of Arts and Science, Shaanxi 710065, China Aviation Industry Xi’an aviation engine (Group) Co., Ltd. Shaanxi 710021, Xi’an University of Arts and Science, Shaanxi 710065)

Abstract:the basketball timing and scoring system based on single chip microcomputer, which is based on the basketball rules, has the functions of timing setting, time pause, score statistics and so on. It has the characteristics of low price, stable performance, easy to operate and easy to carry, and it is suitable for the use of time and score in the basketball match at the basic level.

Key words:single chip microcomputer; basketball game; timing and scoring device; display

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