羅明澤

遼寧錦州渤海大學(xué)工學(xué)院

基于單片機(jī)的籃球比賽計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)

羅明澤

遼寧錦州渤海大學(xué)工學(xué)院

體育記錄是運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的，得分當(dāng)場(chǎng)記錄的各種狀態(tài)、運(yùn)行和信息系統(tǒng)。用不相同的規(guī)則，不相同的體育活動(dòng)需要的評(píng)判系統(tǒng)也不一樣，包括類別、命中級(jí)別、得分獲獎(jiǎng)?lì)惡推渌愋?。有每一?jié)時(shí)間的倒數(shù)時(shí)間，但為了使游戲更刺激，規(guī)則也需要控住比賽的進(jìn)程的攻擊在24秒內(nèi)，否則認(rèn)定為違法。定時(shí)器的定時(shí)可以用作不同的球的游戲，依照現(xiàn)在的緊張的籃球游戲的氛圍，籃球比賽系統(tǒng)應(yīng)該能夠平行的與現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播屏幕、廣場(chǎng)中央和其他等等方式的連接。

AT89C51 LED數(shù)碼管 籃球

1 引言

單片機(jī)的使用有很深遠(yuǎn)的意義。我們的平常在對(duì)一些其他軟件的運(yùn)用，用AT89C51的編程并對(duì)MCS 51都會(huì)有大致的理解，籃球計(jì)時(shí)系統(tǒng)由最小系統(tǒng)AT89C51系列單片機(jī)組成，并在部分可用性接口的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，并可以在以后的生活和學(xué)習(xí)當(dāng)中，都有用處。

比賽有每一節(jié)的時(shí)間的倒計(jì)時(shí)，但為了使游戲更刺激，規(guī)則也需要控住比賽的進(jìn)程的攻擊在二十四秒內(nèi)，否則被視為違法。該定時(shí)器按鍵操作，發(fā)光二極管顯示，非常實(shí)用，定時(shí)器的定時(shí)器也可以用作一個(gè)不同的球游戲。規(guī)則也需要控住比賽的進(jìn)程的攻擊在24秒內(nèi)。隨著AT89C51在很多的地方都有用處，在電氣控制和機(jī)械制造方面都有應(yīng)用。

2 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)與分析

2.1 籃球計(jì)時(shí)器總體設(shè)計(jì)要求

①實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與數(shù)碼管之間的通信

②具有時(shí)間計(jì)時(shí)的顯示

③具有鍵盤調(diào)節(jié)計(jì)時(shí)計(jì)分的功能

④具有l(wèi)ed燈和蜂鳴器報(bào)警功能

⑤具有最后時(shí)刻演示功能

2.2 籃球計(jì)時(shí)器的系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

根據(jù)需求、所需的外部按鈕的工作計(jì)時(shí)器直接為0運(yùn)行和關(guān)閉。因此，在硬件設(shè)計(jì)的圖當(dāng)中包括單片集成電路，顯示驅(qū)動(dòng)，顯示器，報(bào)警和按鍵等幾個(gè)模塊。在本文添加無線系統(tǒng)和液晶顯示器。當(dāng)游戲最后結(jié)束時(shí)的數(shù)字顯示燈亮起，蜂鳴器將響，本次論文設(shè)計(jì)的一個(gè)籃球比賽計(jì)時(shí)器，總時(shí)間和各方面的規(guī)則，每一節(jié)擁有時(shí)間。該定時(shí)器按鍵操作，發(fā)光二極管顯示，非常實(shí)用，定時(shí)器的定時(shí)器也可以用作一個(gè)不同的球游戲。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖

3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89C51作為本設(shè)計(jì)的核心元件，選用12MHZ的晶振構(gòu)成時(shí)鐘震蕩電路，采用7段共陰LED作為顯示器件。顯示可達(dá)12分鐘，完全滿足籃球運(yùn)動(dòng)的要求，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)，直至計(jì)時(shí)到零為止，LED燈和蜂鳴器同時(shí)工作，形成報(bào)警。為了更好的運(yùn)作，還設(shè)立了5個(gè)按鍵。

3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)

單片機(jī)最小系統(tǒng)控制由AT89C51芯片，電路，復(fù)位電路及電源組成，其具體圖如圖2所示。

圖2 單片機(jī)最小系統(tǒng)

3.2 按鍵控制模塊電路

圖3 按鍵控制電路

控制電路可以實(shí)現(xiàn)籃球比賽的開始計(jì)時(shí)，暫停比賽，犯規(guī)12秒，24秒復(fù)位，和最后時(shí)間的演示，采用5個(gè)復(fù)位開關(guān)有一端接在地上，在連接到AT89C51上，實(shí)現(xiàn)外部中斷請(qǐng)求，如圖3所示。

3.2.1 賽程時(shí)間啟動(dòng)／暫停設(shè)置

當(dāng)比賽開始，按下開始鍵，一節(jié)的秒數(shù)在倒計(jì)時(shí)，在此過程中24秒也開始倒計(jì)，如果24秒倒計(jì)時(shí)為00前，沒有被暫停（有的隊(duì)伍進(jìn)攻超過24秒），則比賽自動(dòng)暫停。如果沒有隊(duì)伍超過24秒進(jìn)攻，則要求工作人員用手重新調(diào)24秒（按按鈕來達(dá)到復(fù)位的目的）。比賽暫停后，需要按按鍵來完成時(shí)間倒計(jì)。

3.2.2 犯規(guī)復(fù)位

當(dāng)籃球比賽進(jìn)行的時(shí)候，會(huì)有球員有犯規(guī)的動(dòng)作，有些動(dòng)作直接罰球，計(jì)時(shí)器重新復(fù)位進(jìn)行了，有些犯規(guī)，是需要界外罰球來處理的，如果那個(gè)時(shí)候，進(jìn)攻時(shí)間已經(jīng)小于12秒的話，需要將時(shí)間調(diào)到12秒，來補(bǔ)償被犯規(guī)的隊(duì)伍，所以這個(gè)時(shí)候，需要工作人員通過12秒犯規(guī)按鈕來復(fù)位。

3.2.3 最后時(shí)間的演示

由于籃球比賽的時(shí)間過于漫長(zhǎng)（12分鐘一節(jié)），為了演示最后時(shí)刻，設(shè)計(jì)了一個(gè)按鈕，把分鐘時(shí)間訂到32秒，其它不動(dòng)，只要等到32秒結(jié)束，就能演示到led燈亮和蜂鳴器響。

3.3 計(jì)時(shí)模塊電路設(shè)計(jì)

計(jì)時(shí)模塊電路：定時(shí)器模塊主要有兩個(gè)四位數(shù)碼管顯示的，分別能顯示一節(jié)的時(shí)間，一節(jié)的秒位倒計(jì)時(shí)，24秒倒計(jì)時(shí)它可以顯示倒數(shù)24秒功能和1節(jié)12分鐘倒計(jì)時(shí)功能；板子上有安排外部使用開關(guān)，控制數(shù)碼管的直接清零，開始，關(guān)閉，犯規(guī)12秒等功能；當(dāng)比賽最后結(jié)束的時(shí)候，數(shù)碼管顯示出燈亮，蜂鳴器也會(huì)隨之而響；計(jì)時(shí)裝置24秒下降時(shí)間間隔為1秒。除了一個(gè)總計(jì)時(shí)倒計(jì)時(shí)，為了使游戲更刺激，規(guī)則也需要控住比賽的進(jìn)程的攻擊在24秒內(nèi)，否則被視為違法。本次論文設(shè)計(jì)的一個(gè)籃球比賽計(jì)時(shí)器，總時(shí)間和各方面的規(guī)則，每一節(jié)擁有時(shí)間。

3.4 計(jì)分模塊電路設(shè)計(jì)

籃球比賽的得分是一種計(jì)數(shù)器，本文單獨(dú)拿出來說。這種設(shè)計(jì)是使用單芯片微型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。T0、T1的51的單芯片具有兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，分別由TH0、TL0和Th1、TL1、它們都是8位的寄存器。K1、K2分別是A、B兩隊(duì)加一分，K3、K4，分別是A、B兩隊(duì)減一分。當(dāng)按鍵開關(guān)K1~K4這四個(gè)按鍵的任何一個(gè)一位按下時(shí)，與門的8腳輸出都會(huì)產(chǎn)生低電平使單片機(jī)中斷，從而使相應(yīng)LED顯示。當(dāng)游戲開始時(shí)，甲隊(duì)加分時(shí)，則按下K1鍵，這時(shí)K1=0（低電平），其余K2K3K4=111（為高電平）K1K2K3K4相與之后的結(jié)果為低電平，這時(shí)與門8腳輸出的低電平到AT89C51的P3.2腳，使其外部中斷INT0發(fā)生中斷，從而調(diào)用中斷服務(wù)程序，將要顯示的數(shù)據(jù)從程序中定義的LED顯示常數(shù)表TAB中取出數(shù)據(jù)06H（因?yàn)長(zhǎng)ED顯示常數(shù)表TAB的偏移地址為36H，36H首先是指向LED顯示常數(shù)表TAB中第一個(gè)數(shù)據(jù)3FH的，當(dāng)K1按下時(shí)，相當(dāng)于將33H地址加1，這時(shí)便指向第二數(shù)據(jù)06H，即對(duì)應(yīng)字母代碼關(guān)系表中的加1）。計(jì)分電路原理圖如圖4所示。

圖4 計(jì)分電路原理圖

4 軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試

在硬件電路圖設(shè)計(jì)好了之后，就是軟件編程了，在軟件編程之前，先要把程序流程圖畫好，而在編寫軟件程序之前最重要的是有清晰的思路，也就是說得畫出流程圖。而畫流程圖時(shí)，必須得分清層次，有主流程圖和各個(gè)模塊的流程圖，只有流程圖編譯好，才能使程序更加可靠，運(yùn)行程序的時(shí)候，錯(cuò)誤才會(huì)很快的確定并修改。

軟件和硬件配合仿真，在硬件電路圖設(shè)計(jì)好了之后，就是軟件編程了。運(yùn)行程序的時(shí)候，錯(cuò)誤才會(huì)很快的確定并修改。當(dāng)比賽開始時(shí)，這時(shí)，如果比賽，就開始按“啟動(dòng)”鍵，表示賽程開始，計(jì)時(shí)顯示則開始倒計(jì)時(shí)，一節(jié)的秒數(shù)在倒計(jì)時(shí)，在此過程中24秒也開始倒計(jì)，如果24秒倒計(jì)時(shí)為00前，沒有被暫停（有的隊(duì)伍進(jìn)攻超過24秒），則比賽自動(dòng)暫停。當(dāng)籃球比賽進(jìn)行的時(shí)候，會(huì)有球員有犯規(guī)的動(dòng)作，有些動(dòng)作直接罰球，計(jì)時(shí)器重新復(fù)位進(jìn)行了，有些犯規(guī)，是需要界外罰球來處理的，如果那個(gè)時(shí)候，進(jìn)攻時(shí)間已經(jīng)小于12秒的話，需要將時(shí)間調(diào)到12秒，來補(bǔ)償被犯規(guī)的隊(duì)伍，所以這個(gè)時(shí)候，需要工作人員通過12秒犯規(guī)按鈕來復(fù)位12秒的。由于籃球比賽的時(shí)間過于漫長(zhǎng)（12分鐘一節(jié)），所以想要演示最后時(shí)刻，就設(shè)計(jì)了一個(gè)按鈕，把分鐘時(shí)間訂到32秒，其它不動(dòng)，只要等到32秒結(jié)束，就能演示到led燈亮和蜂鳴器響。

5 總結(jié)

本文設(shè)計(jì)的籃球比賽計(jì)時(shí)器具有以下特點(diǎn):籃球比賽分為四個(gè)部分，倒計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)表顯示，24秒每次隊(duì)伍的攻擊時(shí)間，有兩個(gè)24秒計(jì)時(shí)器顯示數(shù)字顯示，所有的時(shí)間暫停，減到24秒，恢復(fù)，led和蜂鳴器的提示，基本完成了籃球比賽計(jì)時(shí)器所需要的功能。

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