樊飛轉(zhuǎn) 戴靜 李帥 陜西服裝工程學(xué)院
基于51 單片機的籃球比賽計時記分器的設(shè)計主要是對系統(tǒng)實現(xiàn)按鍵控制、液晶顯示、響應(yīng)控制以及供電模塊等功能進(jìn)行研究和分析說明,其次,本文還對紅外感應(yīng)做了分析,用來實現(xiàn)分?jǐn)?shù)的自動加分。極大的方便了用戶的操作,實現(xiàn)自動化的功能。
(1)按鍵模塊
因系統(tǒng)的控制較多,所以我們采用4*4 矩陣按鍵進(jìn)行控制,這種矩陣按鍵的結(jié)構(gòu)能有利的較少單片機處理器的IO 口使用。
(2)液晶顯示模塊
液晶顯示即將所接收的數(shù)字量信號通過顯示器顯示出來?;趩纹瑱C設(shè)計的籃球計時計分器設(shè)計中,良好的人機交互顯示界面的設(shè)計是必不可少的,本次使用的人機交互顯示界面為LCD 液晶顯示模塊中的LCD12864,也是較為常用的顯示器件。
(3)響應(yīng)控制模塊
利用簡單的蜂鳴器模塊和LED 燈作為響應(yīng)的器件,價格低廉、顯示響應(yīng)簡單,在按鍵進(jìn)行時會出現(xiàn)音量的反饋,使操作更加準(zhǔn)確。
(4)供電模塊
利用簡單的5 伏電源,在接入電源后會有LED 燈亮起。供電的器件價格低廉、安全、可靠。本次的電源電路是建立在5 伏供電基礎(chǔ)上,電源電路主要有電源接口、電源開關(guān)、電源指示燈以及自恢復(fù)保險絲組成。
(5)紅外光電感應(yīng)模塊
基于單片機設(shè)計的籃球計時計分器設(shè)計中,需要用到紅外傳感器模塊來將手動按鍵加分通過傳感器實現(xiàn)自動加分。本次采用的紅外傳感器是積紅外發(fā)射二極管與紅外接收管一體的紅外光電傳感器。
為保障本次基于單片機設(shè)計的籃球計時記分器系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)展的順利,首先要擬定好本文的設(shè)計思路。思路如下:
(1)首先從籃球計時記分器的研究背景及意義為出發(fā)點,對國內(nèi)外相關(guān)籃球計時分控制器進(jìn)行調(diào)查和了解以及分析。
(2)然后對本次基于單片機設(shè)計的籃球計時記分器進(jìn)行功能設(shè)計,并對要設(shè)計的功能選取合適的硬件材料。
(3)對單片機的控制原理和使用說明以及相關(guān)硬件材料的使用原理和控制要求進(jìn)行研究,并做出本次系統(tǒng)設(shè)計的電路原理圖,根據(jù)做好的原理圖將各個硬件模塊焊接到電路板上。
(4)對單片機開發(fā)環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí),利用Keil 軟件開發(fā)平臺,編寫好相關(guān)硬件的驅(qū)動程序。
(5)軟硬件開發(fā)都完成后,把寫好的控制程序下載到實物的處理器中,利用軟件配合焊接的硬件實物進(jìn)行調(diào)試工作。
在對本課題進(jìn)行分析后,根據(jù)實際設(shè)計應(yīng)用的功性能需求將選用51單片機作為本次控制系統(tǒng)的單片機。51 系列單片機,相對來說比較簡單,功能比32 的單片機弱,但在控制方面相對簡單些,如果在實際設(shè)計中對單片機的性能要求不高,或者在滿足性能的前提為加快開發(fā)的情況下,可以選擇51 單片機為主控制器。不但能降低開發(fā)成本,而且還能加快開發(fā)進(jìn)度,減少開發(fā)時間。
通過對數(shù)碼管和液晶屏的分析后,選用同樣能對數(shù)字和漢字進(jìn)行顯示,且無輻射,使用更為靈活的LCD 液晶屏LCD12864為本次的顯示界面器件。LCD 液晶屏;LCD 液晶屏(主要有字符和漢字型)是一種低功耗的,無輻射的顯示屏。如液晶屏LCD12864,同樣能對字符和中文漢字等進(jìn)行顯示,液晶屏LCD12864 有著小體積,重量輕等特性,在單片機設(shè)計中更加的方便,因此相比數(shù)碼管,液晶屏LCD12864 更受到技術(shù)員在單片機設(shè)計中的青睞。
根據(jù)對相關(guān)籃球計時記分控制方式進(jìn)行分析和了解之后,最終決定了本課題的研究和設(shè)計方向,并確認(rèn)了本次基于單片機設(shè)計的籃球計時記分器的設(shè)計功能,并根據(jù)確認(rèn)的功能設(shè)計了本課題的系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)。
本次系統(tǒng)設(shè)計主要由單片機、紅外檢測模塊、按鍵控制模塊、響應(yīng)控制模塊、液晶顯示模塊組成。以51 單片機為系統(tǒng)的主控制器,利用按鍵來實現(xiàn)手動控制,手動控制主要包含了籃球比賽的開始、暫停,記分、計時,主客隊犯規(guī)、中途暫停,比賽節(jié)數(shù),回秒、復(fù)位等控制。利用液晶屏來顯示出相應(yīng)的比賽信息,利用蜂鳴器和LED 燈為按鍵按下的響應(yīng)模塊,當(dāng)按鍵按下后,蜂鳴器和LED 燈會相應(yīng)的響一次以及閃一次。利用紅外傳感器檢測模塊來實現(xiàn)自動記分,當(dāng)傳感器檢測到前方有晃動,就會控制定時器相應(yīng)的加1 分。
本文主要針對基于單片機的籃球比賽計時記分器的設(shè)計,主要對系統(tǒng)軟件的設(shè)計進(jìn)行說明,以及一些系統(tǒng)所需硬件進(jìn)行選型。再對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,以更好地完成后續(xù)的實現(xiàn)工作做好基礎(chǔ)。