李維強

（陜西國際商貿(mào)學院 陜西 西安 712046）

隨著信息時代的到來，信息化技術(shù)應用領(lǐng)域越來越廣泛，體育賽事中也開始逐漸引入信息化技術(shù)，電子記分器不僅可以幫助體育裁判進行比賽分數(shù)的記錄、計時、統(tǒng)計比賽成績以及判斷比賽情況之外，還可以為體育轉(zhuǎn)播提供依據(jù)，為熱衷體育賽事的人們提供直觀的賽事情況，為比賽結(jié)果提供有力保障，從而全面實現(xiàn)體育與數(shù)字化的有機結(jié)合，促進體育事業(yè)的發(fā)展。

1 電子記分系統(tǒng)的基本概述

電子記分系統(tǒng)就是一個采集體育前沿賽事和負責記錄體育賽況的分配采集數(shù)據(jù)的軟硬件系統(tǒng)。主要負責采集和處理體育賽事的成績與結(jié)果，也就是利用專用技術(shù)把比賽結(jié)果傳達給教練、裁判、大屏幕、電視轉(zhuǎn)播以及計算機信息處理系統(tǒng)等。電子記分系統(tǒng)具有一定的評判、采集、分配等自身系統(tǒng)，能夠合理的、有效的記錄信息。電子記分系統(tǒng)的類型依據(jù)體育賽事舉辦的場地具有一定差別，應該依據(jù)體育賽事的實際要求來合理設計電子記分器，內(nèi)部系統(tǒng)的基本作用就是準確的顯示和播報比賽成績，并且通過大屏幕顯示比賽結(jié)果，方便于現(xiàn)場觀眾、裁判、嘉賓等可以清楚的了解比賽情況。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，電子記分器已經(jīng)逐漸成為體育賽事中必不可少的組成部分，電子記分系統(tǒng)設計是否合格直接關(guān)系到體育賽事的順利與否。

2 電子記分系統(tǒng)的基本功能

電子記分系統(tǒng)是可以應用在很多比賽場地的記分系統(tǒng)，主要包括室內(nèi)外比賽場地。通過比賽現(xiàn)場工作人員或者裁判的實際操作，來對比賽數(shù)據(jù)進行控制和統(tǒng)計，并且利用大屏幕把比賽數(shù)據(jù)展示出來，大型體育賽事成績的主要來源就是電子記分系統(tǒng)。從使用電子記分器的方向來看，實際上是一點對多點，電子記分器需要把各種數(shù)據(jù)信息進行整理通過不同端口展現(xiàn)出來，從而順利完成和比賽現(xiàn)場成績數(shù)據(jù)有關(guān)的信息處理、采集、公布等作用。但是不論是何種體育賽事，電子記分器都是由記分、計時、顯示、測量、傳輸?shù)冉M成，因此需要符合以下幾方面功能需要：第一，可以順利完成采集、傳遞以及處理體育賽事過程中出現(xiàn)的信息，并且可以保留原始的比賽數(shù)據(jù)，還可以提供一定的安全保障，從而確保航比賽結(jié)果的準確度和質(zhì)量，最大限度的增加工作效率。第二，電子記分系統(tǒng)必須擁有很好的聯(lián)系外界以及聯(lián)系主機面的系統(tǒng)，此外，也應該具備處理現(xiàn)場數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)以及對接電視數(shù)據(jù)傳播的能力。

3 電子記分系統(tǒng)的設計原則

為了保證電子記分器可以合理、準確的記錄下體育賽事的成績數(shù)據(jù)，在設計的過程中需要遵循以下原則。

1）依據(jù)體育賽事的實際要求，由競委會合理的設置記分系統(tǒng)，但是必須保證記分系統(tǒng)的準確性必須符合比賽的實際需要。

2）設計電子記分器的各種設備必須符合國家標準。采用由國家體育總局開發(fā)的各種產(chǎn)品和設備以及國家認定的設備。

3）電子記分系統(tǒng)必須具備連接信息數(shù)據(jù)接口的功能，以便于可以很好的滿足信息的自動化以及快速公布和處理比賽結(jié)果。

4）必須使用專業(yè)的、經(jīng)過培訓的技術(shù)員人員來對電子記分設備進行安裝、運行、調(diào)試等，并且針對不同的體育比賽項目和形式設置不同的電子記分系統(tǒng)，但是也應該充分滿足國內(nèi)和國際的體育總局的要求，從而保障體育賽事能夠順利完成。

4 電子記分器的設計與制作

4.1 設計LED數(shù)碼管

數(shù)字電路的主要顯示設備就是數(shù)碼管，數(shù)目管由很多種類，主要包括LCD、LED、等離子、氣體輝光放電以及液晶等，基本構(gòu)成如圖1所示。

圖1 結(jié)構(gòu)Fig.1 A structure chart

現(xiàn)階段，我們使用的主要都是LED數(shù)碼管，如圖1所示的每一筆都是由很多個發(fā)光二極管構(gòu)成，其使用二極管的數(shù)量主要都大小來計算，假如圖一所示的LED每一筆都是由3個發(fā)光二極管構(gòu)成，那么其內(nèi)部的電路圖如圖2所示，圖2中的a是主要控制端，每一個LED數(shù)目管都具有7個類似于a是控制端，一個共陰數(shù)碼管構(gòu)成。想要點亮哪些數(shù)碼管的筆畫，僅僅只是需要在相應控制端共陽管上加上高電平，此時相對應的發(fā)光二極管就會被點亮。

圖2 內(nèi)部電路圖Fig.2 The internal circuit diagram

4.2 譯碼電路

想要合理的點亮相應筆畫，此時就需要我們設計相應的譯碼電路上圖中標有a、b、c、d、e、f、g，實際上是7根地址線，分別對應LED數(shù)碼管的7個控制端，想要哪些筆畫發(fā)光，只需要把相應的高電平合理添加到地址線上，并且把不需要點亮的筆畫把相對的地址線放在0上保持懸空。例如想要顯示數(shù)字零，就可以把數(shù)據(jù)線零上的高電平相應的添加到七個地址線上，以此類推。

4.3 設計電路

在充分了解譯碼電路和數(shù)碼管以后，最基本的體育電子記分器主要是由LED數(shù)碼管、譯碼電路以及單刀十擲開關(guān)構(gòu)成。其實能夠組成這樣電路的一共有4個，每兩個數(shù)碼管構(gòu)成一個記分單元以及一個基本記分電路。印刷板電路一般都是由雙面板構(gòu)成，行打孔，適當?shù)陌讯O管的引腳穿過內(nèi)板焊接在另一面上；列上不進行打孔，把二極管引腳合理彎折九十度之后，焊接在電路板上。由24個LED構(gòu)成數(shù)碼管的每一個筆畫，并且保證每12個串聯(lián)在一起，在實際操作中來確定限流電阻，一般都是保持在30 mA左右，因此實際設計的電子記分裝置的外形如圖3所示。

圖3 體育電子記分器的外觀Fig.3 Sports electronic scoreboard appearance

4.4 制作電子記分器

經(jīng)過上述的分析，基本的電子記分器的設計已經(jīng)完成，接下來要做的就是制作電子記分器，準備好制作需要使用的各種零件，依據(jù)實際要求焊接好各種元件，然后進行通電，看其是否成功，轉(zhuǎn)動開關(guān)，保證每個數(shù)字都可以準確顯示出來。

4.5 系統(tǒng)的測試和聯(lián)調(diào)

由于電子記分系統(tǒng)的建設過程比較復雜，專業(yè)性比較強，一次就能夠成功的幾率不是很大，因此就需要進行反復的調(diào)試

1）網(wǎng)絡聯(lián)調(diào)。在對電子記分器進行內(nèi)部網(wǎng)絡調(diào)試的時候，應該依據(jù)體育賽場內(nèi)的核心網(wǎng)絡系統(tǒng)為依據(jù)，全方面調(diào)試本地局域網(wǎng)、骨干網(wǎng)以及網(wǎng)絡信息的情況，不斷測試網(wǎng)絡性能，尤其是網(wǎng)絡的安全性和可靠性。

2）系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。在網(wǎng)絡連通順暢的情況下，把網(wǎng)絡和服務以及應用進行統(tǒng)一聯(lián)合調(diào)試，由于系統(tǒng)技術(shù)復雜繁多，因此需要進行多次測試。依據(jù)體育賽事數(shù)據(jù)為條件，選擇具有代表性的項目成績進行模擬結(jié)果編排以及覆蓋整個比賽過程，綜合整體系統(tǒng)來分析模擬成績和獎牌數(shù)，并且可以提供一定的網(wǎng)絡查詢。

5 全電子記分器

經(jīng)過上述設計與制作的電子記分器實際上還是屬于機械電子方面的，記分工作還是具有一定困難的。因此就需要使用十進制計數(shù)方式來完善電子記分器。例如可以使用CD4017來替代上述制作過程中使用的單刀十擲開關(guān)，使用CD4017的主要功能就是可以順利的把需要輸送到記分器頂端的時鐘脈沖逐漸轉(zhuǎn)變成十個計數(shù)單位輸出的高電平，而且每十個脈沖可以組成一個進位脈沖，從而全面實現(xiàn)清零的作用。如下圖四所示為CD4017的原理圖，其中IC1NE555與其中的各種元件共同組成可以產(chǎn)生計數(shù)脈沖單元，并且可以調(diào)節(jié)RP來保證電子記分器合理的產(chǎn)生一到兩個脈沖每秒；IC2CD4017與其周圍元件共同構(gòu)成十進制計數(shù)電路，并且可以通過LED0-9來顯示計數(shù)狀態(tài)。

把K1放置在2、3的位置上，把電源連接上，我們就可以看到LED出現(xiàn)閃爍的情況，不斷調(diào)節(jié)RP來改變LED閃爍的情況，最終把閃爍頻率調(diào)節(jié)到每秒兩次左右。在10個LED中，如果僅僅點亮LED0，在每次切斷電源以后都需要重新開啟電源，這就是電子記分器的清零功能。如果把K1放置到1、2上，我們就會觀察到10個LED隨著0倒9的規(guī)律開始不斷地閃爍，并且是依次被點亮和不斷循環(huán)，這就是我們所說的十進制功能；在電子記分器進行記錄的過程中，不論設備處在什么狀態(tài)之下，只要手工按下K2，電路系統(tǒng)就會自動回歸到LED0開始重新循環(huán)點亮，這就是通常所說的手動清零功能。想要停止電子計數(shù)器的計數(shù)作用，只需要把K1重新放置到1、2位置上。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)達，電子記分器也在不斷的發(fā)展和進步，為了更好地滿足體育賽事的實際需求，就需要我們不斷開發(fā)新的電子記分系統(tǒng)，保證電子記分器的準確性和穩(wěn)定性。

圖4 十進制計數(shù)方式來完善電子記分器Fig.4 Decimal counting mode to improve the electronic scoring device

6 結(jié)束語

體育賽事的電子記分器是舉辦體育賽事過程中最主要的基礎設施之一，可以依據(jù)舉辦賽事場地的不同，合理設置不同類型的電子記分器，具體設計方案遵照體育賽事的實際要求來完成，記分系統(tǒng)的基本作用就是把體育賽事的成績和結(jié)果準確的表達出來，與此同時，把比賽成績通過大屏幕顯示出來，方便于裁判、隊員、觀眾等獲得比賽信息。

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