一種籃球比賽計時計分裝置設計

葉子馨　王文振　任廣鵬　李東青

摘要：籃球運動經過多年的推廣，發展極為迅速，越來越多的人加入到籃球運動當中。隨著硬件設施的完善，籃球場地條件逐年變好。不過在計分和計時上，因為成本較高，維修不方便等因素，在戶外籃球場上并沒有普及。本設計一種籃球計時計分裝置，通過數碼管顯示單元，對雙方分數和剩余時間進行顯示，同時設計功能按鍵單元，實現對分數的加減和時間的設置。單片機通過定時器實現時間的倒計時。該裝置具有體積小，攜帶方便，操作簡單，滿足籃球運動計時計分的需求。

關鍵詞：籃球計時單片機功能按鍵數碼管顯示

引言

籃球比賽中，計時計分裝置能讓比賽更具有競爭性。傳統的籃球計時計分都是在籃板上安裝相應的電子設備，價格較高且需要經常維護。因此大多籃球場都沒有計時計分裝置。本設計針對當前籃球場這種現狀，設計一款簡易的籃球計時計分裝置。實現對兩隊的分數和比賽剩余時間的顯示。

1整體設計

設計采用單片機技術、定時器技術、數碼管顯示技術等實現籃球比賽計時計分裝置。單片機通過定時器實現倒計時功能。數碼管選擇共陽數碼管，公共端接到電源上，數據顯示端接到單片機的控制引腳上。單片機將倒計時時間和比賽雙方分數分別發到三個數碼管上進行顯示。功能按鍵完成對比賽時間和雙方分數的設置。

2裝置的設計和實現

2.1總體設計方案

本設計的籃球計時計分裝置，主要包括電源單元、單片機單元、顯示單元、功能按鍵單元和提示單元幾個部分。其中電源單元是給整個裝置提供電源;單片機是裝置的控制核心，完成整個裝置外圍電路的控制;顯示單元實現倒計時時間和兩隊分數的顯示;功能按鍵是對系統參數進行設置;提示單元采用蜂鳴器，在比賽時間結束時進行提示。總體設計如圖l所示。

2.2數碼管顯示單元

數碼管在驅動上有共陰數碼管和共陽數碼管之分。本設計選擇共陽數碼管，數碼管內部結構組成上又分為位選和段選。位選是控制具體哪一個數碼管顯示。段選是控制顯示的內容是什么。考慮到比賽分數最能達到100多分，因此在分數顯示上，選擇三位數碼管。比賽時間顯示上，選擇四位數碼管。詳細電路設計如圖2所示。

從圖2可知，單片機通過控制位選和段選來實現數據顯示。段選接到單片機的PO口。位選一共有10個，接到單片機P2口和P3口。為了增加單片機10口的驅動能力，PO口通過上拉電阻接到電源上。

2.3按鍵電路設計

本課題設計中，要對比賽雙方的分數進行設置，主要通過按鍵實現。按鍵在硬件連接上主要有獨立按鍵和矩陣按鍵等方式。其中獨立按鍵電路簡單，但需要的10口資源較多。矩陣按鍵電路設計較為復雜，但可以節省很多10口資源。本課題主要是對時間設置，比分設置，因此選擇獨立按鍵。電路如下圖3所示。

2.4主流程設計

完成硬件電路設計后，需要對系統軟件進行設計，首先對系統主流程設計，然后根據主流程邏輯完成代碼的編寫。主流程設計如圖4所示。

從圖4中可知，系統運行后，先進行初始化操作，然后判斷是否有按鍵按下，有的話就執行按鍵操作。然后顯示當前的分數和比賽時間。判斷比賽是否時間到，時間到的話就終止比賽并語音提示。

2.5仿真設計

本設計在proteus下進行仿真。在元器件庫中選擇單片機、四位數碼管、三位數碼管、排阻以及蜂鳴器。電路設計后通過將編寫的軟件代碼加載進行仿真，如圖5所示。

圖5中可知當前剩余時間為10分27秒，當前A隊的得分為12分，B隊得分為8分。

3結語

本設計提出一種籃球計時計分裝置的設計方案，給出設計原理和實現方法。詳細介紹了數碼管顯示單元種類和具體實現電路，最后通過仿真驗證了設計的合理性和正確性。

參考文獻

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