張向樂　孫艷

摘 要：隨著國家體育事業(yè)的發(fā)展，各種校園、社區(qū)等中小型基層籃、排球賽事舉辦增多，但是由于傳統(tǒng)的賽事中所用的電子計(jì)分器成本較高，除了大型的體育場館會(huì)安放這一設(shè)備，在一般的籃球場地并沒有這一設(shè)備，這就影響到了人們的觀賽體驗(yàn)，該文通過設(shè)計(jì)以STC15F2K60S2作為主控芯片，可采用常見的充電寶作為供電電源，通過LED拼成的7段數(shù)碼管顯示比賽的比分，使用無線接收發(fā)射模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)籃球賽事比分的實(shí)時(shí)更改，簡單輕便，價(jià)格低廉，能夠普及。

關(guān)鍵詞：STC15F2K60S2 無線接收發(fā)射模塊 LED記分牌

中圖分類號(hào)：TN873 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2813（2017）01（c）-0226-02

在各類中大型國內(nèi)、國際比賽經(jīng)常要用到記分器，而記分器功能的好壞以及適應(yīng)比賽的能力多少直接影響著人們?cè)谟^看比賽時(shí)的對(duì)比賽進(jìn)度和勝敗的了解。因此，設(shè)計(jì)出符合當(dāng)前各類要求比賽電子記分器的設(shè)計(jì)有了它實(shí)際的意義，讓現(xiàn)場觀眾和通過有線直播的賽事愛好者能更清楚的得知當(dāng)前的比分、進(jìn)行時(shí)間、犯規(guī)、得分等方面的了解。

傳統(tǒng)體育賽事計(jì)分牌相對(duì)比較麻煩，需要最少兩個(gè)人控制比賽比分，其中對(duì)于總裁判控制比分也相對(duì)不易，主裁判不能及時(shí)的更改或調(diào)整場上比分，可能會(huì)導(dǎo)致場上比分失去公平，而LED記分牌會(huì)避免此方面的問題，由主裁判直接控制場上記分牌，也便于交流，直接調(diào)整、修改場上比分，使比分達(dá)到公平。且LED記分牌便于攜帶，操作簡單，使用壽命長，不易損壞，相對(duì)于傳統(tǒng)記分牌更能體現(xiàn)賽事的比賽狀況。

LED記分牌制作簡單，移動(dòng)安裝方便，被廣泛應(yīng)用于各種大型比賽場合，但是這種電子顯示屏價(jià)格昂貴，顯示內(nèi)容的更改、擦除等功能的實(shí)現(xiàn)都要在控制器上實(shí)現(xiàn)。能否用無線收發(fā)模塊降低成本并且很好的實(shí)現(xiàn)“計(jì)分”功能，該文基于這一想法，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)基于無線收發(fā)模塊和LED拼成的7段數(shù)碼管的電子比賽記分牌。

1 硬件設(shè)計(jì)方案

1.1 無線部分

無線部分是利用無線收發(fā)模塊，實(shí)現(xiàn)遙控按鍵實(shí)時(shí)控制修改比賽比分。

無線接收模塊設(shè)計(jì)是該課題設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一，既要滿足遙控距離的要求，又需要有很高的可靠性和快速的響應(yīng)時(shí)間，所以需要選取合適的無線收發(fā)模塊。

該設(shè)計(jì)是采用315M經(jīng)典無線遙控發(fā)射接收模塊，體積小，價(jià)格便宜，相比nRF24L01P使用更簡單。

1.2 LED的7段數(shù)碼管顯示

7段LED的數(shù)字顯示屏是利用LED拼接制成，利用紅黃兩色的LED以區(qū)分不同的隊(duì)伍，

每段數(shù)字由8個(gè)LED組成，每7段又組成一個(gè)數(shù)字8的形狀，兩個(gè)數(shù)字構(gòu)成一個(gè)參賽隊(duì)的積分顯示，四個(gè)8字構(gòu)成比賽雙方的比分顯示，當(dāng)然如果比分有過百的可能，則可以根據(jù)需要進(jìn)行后期擴(kuò)展。

1.3 控制芯片的選擇

控制芯片是系統(tǒng)的核心，遙控信息的接收、對(duì)信息數(shù)據(jù)的處理和LED7段數(shù)字顯示屏的驅(qū)動(dòng)等功能的實(shí)現(xiàn)都由其完成。因此選擇合適的控制芯片是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

該設(shè)計(jì)使用STC系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)與51單片機(jī)完全兼容，在同樣時(shí)鐘頻率條件下運(yùn)行速度是51單片機(jī)的12倍，內(nèi)部最大RAM空間達(dá)1280 B。內(nèi)部RAM2K字節(jié)，高速，高可靠，完全滿足該課題設(shè)計(jì)需要，從成本和使用熟練情況來考慮，設(shè)計(jì)中選擇使用STC15F2K60S2作為整個(gè)系統(tǒng)的控制芯片。

1.4 硬件整體電路

P1、P2、P3和P4是接LED拼成的7段數(shù)碼管接口。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的總體思路是當(dāng)有比分變動(dòng)時(shí)，相應(yīng)按鍵按下，按鍵所代表的相應(yīng)信息，會(huì)傳送給MCU，MCU經(jīng)過相應(yīng)的處理，將處理后要顯示的比分?jǐn)?shù)通過LED驅(qū)動(dòng)模塊，在顯示屏上顯示出來。系統(tǒng)框圖見圖1。

2.2 單元模塊的設(shè)計(jì)

2.2.1 LED驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)

采用8050三極管對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，然后將LED拼成的7段數(shù)碼管點(diǎn)亮，這種方案電路簡單，穩(wěn)定性高，成本低。圖2給出驅(qū)動(dòng)電路簡單的示意原理圖。

2.2.2 無線接收發(fā)射模塊

接收模塊采用LC振蕩電路，內(nèi)含放大整形，輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)為解碼后的高電平信號(hào)，使用極為方便，并且價(jià)格低廉，所以被廣泛的使用。所選接收模塊帶四路解碼輸出，且接收模塊有較寬的接收帶寬，一般采用DC5V供電，使用方便。

發(fā)射模塊即四鍵無線遙控器，是由超再生帶解碼四路遙控接收電路組成，對(duì)于遙控器按相應(yīng)的按鍵發(fā)射信號(hào)，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)位就會(huì)輸出高電平。SC2262是COMS工藝制造的低功耗通用編碼電路，它和SC2272配對(duì)使用，最多有12位三態(tài)編碼。電路具有省電模式，可用于無線電和紅外線遙控發(fā)射等應(yīng)用。在該設(shè)計(jì)中使用的是其無線電方面的應(yīng)用。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 主程序

主程序包括系統(tǒng)初始化、按鍵掃描檢測(cè)、信息處理和延時(shí)顯示，流程圖是由開始—初始化—按鍵檢測(cè)—信息處理—信息處理—掃描顯示。

系統(tǒng)初始化主要是對(duì)MCU內(nèi)部數(shù)據(jù)初始化，也即是對(duì)顯示數(shù)據(jù)清零；按鍵掃描檢測(cè)的作用是使系統(tǒng)檢測(cè)有無按鍵信息輸入，如果檢測(cè)到是有效的按鍵信息，就會(huì)在MCU中進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理；信息處理是在MCU中進(jìn)行的，它主要是指對(duì)雙方比分的累加記數(shù)；延時(shí)顯示部分是指比分在LED屏上顯示的方法，它是利用人眼的視覺暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄滅時(shí)的余輝效應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)比分亮度可調(diào)的穩(wěn)定顯示。

3.2 外部中斷服務(wù)程序（無線遙控）

外部中斷用于無線接收端接收按鍵信息時(shí)使用，當(dāng)遙控按鍵按下后無線接收模塊將得到信號(hào)并將送給單片機(jī)中斷，作為中斷的觸發(fā)信號(hào)，MCU將進(jìn)行信息處理，即MCU將根據(jù)所檢測(cè)到的有效按鍵，進(jìn)行對(duì)比分相應(yīng)的累加記分，然后輸出更正后的比分信息給驅(qū)動(dòng)電路，顯示比分。

4 結(jié)語

該課題使用無線收發(fā)模塊為主要的通信器件，操作簡單，響應(yīng)速度快，很好地解決了關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)問題。設(shè)計(jì)的電路簡捷，成本低，充分發(fā)揮芯片的功能，系統(tǒng)性價(jià)比較高，較為實(shí)用。由于LED本身自帶的性質(zhì)，可以更為醒目的將比分展現(xiàn)給參賽者和觀眾，更易于與比賽相結(jié)合，增加體育愛好者對(duì)比賽的關(guān)注程度，以及提高賽事的規(guī)格，使賽事顯得更加規(guī)范，給參賽者心理上的滿足。

參考文獻(xiàn)

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