教师职称：篮球比赛计分器设计指导

本设计是一种基于单片机的篮球比赛计分系统。 采用三个四位8段数码管作为显示装置，有时间显示、每次进攻24秒显示、每节倒计时显示、双方比分显示。 关键词：篮球比赛； 得分手； 游戏24秒倒计时：游戏、、等。 游戏的基本要素是：开始和暂停、游戏、24小时、闹钟、时间和。 这是和。 当比赛还剩24时，闹钟就会响起。 那么就意味着游戏结束了。 随着单片机的出现，游戏也以单片机作为主芯片。 通过使用LED七位单片机，它将更多地参与游戏。 这是关于基于SCM的。 用三四八为，表示时间，每二十四，每，两侧。 关键词：游戏、、24.. 1 引言 1.1 篮球比赛记分器设计 研究背景 篮球比赛根据规定比赛时间内得分的人数来决定胜负。 因此，篮球比赛的计分制度是计分式制度。

篮球比赛的计分系统由计时器、积分器等多种电子设备组成。 同时，根据当前篮球比赛的要求，一个完整的篮球比赛计分系统设备应该能够处理场上的比分、场上的大屏幕、电视转播车等。多个设备连接到让观众更容易感觉自己身临其境地观看比赛。 同时，随着单片机在各个领域的广泛应用，以单片机为主要芯片设计篮球比赛记分系统。 由于单片机集成度高、控制功能强、电压低，特别是其体积小、重量轻、能耗低、价格低、可靠性高、易扩展，方便便携式产品的生产，单片机迅速得到广泛应用，现已成为测量控制应用系统的首选[1]和新型电子产品的重要组成部分。 由于微控制器极高的性能，微控制器已广泛应用于各大电子产品行业。 篮球比赛记分器是以单片机为核心的记分系统。 1.2 研究内容本设计是一个基于单片机的篮球比赛计分系统。 采用三个四位8段数码管作为显示器件。 本设计是对篮球比赛计时得分手的简单模拟。 具有时间显示、每次进攻24秒显示、每节倒计时显示、双方得分显示。 12个公羊数码管分别是：前六位显示当前时间，第七、八位显示24秒起音时间，第九至第十二位显示每节倒计时。 时间精确到秒。 本设计有四种显示模式，00.00.00.24计时模式，000-000计分模式，H000-000为上队加分，000-H000为下队加分； 然后开机后，进入00.00.00.24，12.00模式，等待游戏开始。 按第三个按钮进入游戏倒计时模式，按第二个按钮进入得分显示模式，按第三个按钮再次进入计时。 等待模式，等待下一轮开始； 简单来说：依次按第三个键：等待-开始-得分-等待三种模式循环。

在000--000计分模式下，按第一个键进入H000-000模式，按第二个键加分篮球比赛计分表格，按第三个键减分。 再次按第一个键，进入正常计分模式 000-000。 ;在000-000计分模式下，按第二个键进入000-H000模式，第一个键加分，第三个键减分，然后按第二个键进入正常计分模式000-000 ; 当24秒定时器到期时，闹铃停止3秒，24秒倒计时重置，闹铃进入等待状态。 。 。 1.3 设计目标（1）能够准确记录整个比赛过程中的得分； (2)能够准确记录整个比赛的时间； (3) 能够在比赛结束时发出警报。 2 方案选择与演示 篮球比赛中实现的主要基本功能有：开始、比赛时间倒计时、24秒倒计时、加分运算、减法运算、蜂鸣器报警、时间和比分显示基本功能。 因此，必须有相关的输入模块、控制模块、显示模块等。对于输入模块，有独立按键输入和矩阵按键输入。 但两者相比，矩阵按键输入的构造方式灵活，可以用来输入更多的控制对象。 控制模块既可以采用数字芯片控制，也可以采用单片机控制。 显然，单片机控制方法是非常高效的。 显示模块有LED数码管显示器和LCD液晶显示器。 与LED数码管相比，LCD体积大、能耗大、价格昂贵。 不适合学生使用，所以选择使用LED数码管。

2.1 方案一采用石英晶振或555定时器产生稳定的定时信号。 555定时芯片是一种中等规模的集成电路，可组成多谐振荡器脉冲发生和整形电路。 可用于自动控制、定时、防盗报警等。 该定时器应用范围广，操作简单，故选用555定时器来完成报警电路[2]和1秒脉冲。 使用的基本元件有、、、555定时器。 此类组件性价比合适，使用起来并不困难，能够实现最基本的功能。 它们是工程中的基本组成部分。 系统框图如图1所示： 图1 系统框图。 。 2.2 方案二是利用8255A扩展单片机的P0口实现的。 PA口为计时、计分的分段控制，PB口为计分的位控制，PC口为计时显示、报警、暂停、刷新的位控制。 [3] 芯片的P3口为控制位，控制启动，P1口为键盘输入口。 本设计使用8255A通过P0端口扩展成三个可用的8位端口。 8255A扩容后，可用端口增多，提供了更好的扩展功能。 段和位分别锁存，增强系统的稳定性。 本方案设计的具体电路如下图2所示： 图2 8255A扩展电路 图2.3方案3 本方案以单片机为核心作为控制模块，采用LED数码管作为显示模块，[4]通过微控制器。 时钟电路和相应的定时器用于实现定时。

单片机的P0口连接显示设备，P1口连接键盘，P2口连接解码电路，P3口连接中断处理电路，报警电路连接[5] 在未使用的 I/O 端口线上。 基于单片机的篮球比赛记分器设计的系统结构图如图3所示： 图3 设计系统框图 2.4 方案选择 方案1 的实现需要使用多个数字芯片。 数字电路的一大缺点是电路跟随信号的变化会产生浪涌电流，稳定性比较差。 方案2电路焊接比较麻烦，学生不易实现。 方案三设计简单且易于操作。 综上所述，三种方案中，方案三更容易学生实现，故选择方案三。 本系统采用单片机作为本次设计的主芯片。 采用12个7段共阳极LED作为显示器件，这12个共阳极数码管分别是：前六位显示当前时间，第七、八位向前[6]和24秒时间显示，第九至第十二位数字是显示每季度的倒计时，时间精确到秒。 倒计时24秒后，蜂鸣器会发出警报声，表明比赛结束。 其次，为了配合同时计时器和记分器的适当使用，设置了三个按钮，根据具体情况显示相应的得分和比赛时间[7]。 3 单元电路设计 3.1 单片机简要说明 图4为引脚图，引脚说明如下。 图4 51单片机系列引脚图 VCC：电源正输入端，接+5V电压。

GND：电源接地端。 XTAL1：连接外部晶振的引脚。 在微控制器内部，它是一个反相放大器输入端，[8]，这个放大器构成了一个片上振荡器。 当使用外部振荡器时，这些引脚应接地。 XTAL2：连接外部晶振的引脚。 片上连接到振荡器的反相放大器输出和[9]内部时钟发生器输入。 当使用外部振荡器时，该引脚连接到外部振荡信号的输入。 3.2 振荡电路 本设计利用了单片机的时钟振荡功能。 有一个高增益反相放大器用来构成内部振荡器，引脚XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入和输出端[10]。 该放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起形成自激振荡器。 时钟主要分为两种方式：第一种是片内时钟振荡方式，另一种是外部时钟方式。 本设计采用第一种片内时钟振荡方式，由外部石英晶体和端口18、19处的振荡电容组成，从而可以产生本设计所需的时钟[11]。 振荡电路如下图5所示： 。 图5 振荡电路 3.3 控制按钮电路 控制按钮电路如下图6 所示。 按S3键进入游戏倒计时模式。 再按一次即可进入分数显示模式。 按第三次。 再次进入计时等待模式，等待下一轮开始； 简单来说：按顺序按下按钮S3：等待-开始-得分-等待三种模式循环。

在000-000计分模式下，按S1键进入H000-000模式篮球比赛计分表格，S2加分，S3减分，再按S1键进入正常计分模式000-000； 在000-000计分模式下，按S2键进入000-H000模式，S1键加分，S3键减分，再按S2键进入正常计分模式000-000； 当24秒定时器到期时，闹钟将停止3秒，24秒倒计时将被重置，并进入等待状态。 。 图6 控制按钮电路 3.4 复位电路 本系统采用的复位电路为上电加按钮级复位。 当系统刚接入电路时，可使[12]单片机自动复位； 系统运行时，可以通过开关对单片机进行复位。 重置。 复位电路如下图7所示： 图7 复位电路 3.5 闹钟电路 闹钟电路如下图8 所示。 当攻击进入24秒倒计时时，蜂鸣器会发出警报，扬声器时间为3秒。 时钟指示比赛时间结束。 闹钟电路如下图8所示： 图8 闹钟电路 3.6 数码管显示电路 (1) 数码管显示原理 数码管实际上是由7个发光管组成，形成8字形，加上8位小数点。 我们分别给他命名为A、B、C、D、E、F、G、H。 图9 数码管内部结构图。 假设我们要显示数字2，那么A、B、G、E、D这五个段的发光管会亮，但C、F、H不会亮。 同时，由于连接方式是共阳极连接，所以低电平则亮，高电平则灭。

从高位到低位排列，P0.7-P0.0以二进制写入并转换为16[13]。 碱基是A2H。 数码管的接口有两种：静态接口和动态接口。 静态界面是固定显示模式，不闪烁。 该电路可以使用并口连接数码管，数码管的公共端作为共阳极连接到电源。 由于本次课程设计中所需的数码管并不多，因此可以采用多种方法进行接线。 这种连接方式占用大量接口，[14]并且只能连接少量数码管。 动态界面采用各个数码管循环显示的方式。 当循环显示频率较高时，利用人眼的暂留特性来避免闪烁显示现象。 这种显示需要一个接口完成字形代码的输出[15]，另一个接口依次完成各个数码管的点亮。 多位数码管的原理与单位数码管类似。 下表为数码管显示的数字： 表 1 共阳极数码管显示 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 十六进制码位 (2)常见的12个阳数码管分别是：前六位显示当前时间，第七、八位显示进攻24秒时间，第九至第十二位显示每节倒计时。 时间精确到秒。

有四种显示模式：00.00.00.24计时模式、000-000计分模式、H000-000为上队加分、000-H000为下队加分。 图10 数码管电路连接 图4 软件设计 4.1 主流程图 图11 系统流程图。 。 4.2 源程序代码见附录 1 5 调试结果及分析 硬件电路图： 图 12 系统硬件电路图 生成 PCB 图： 图 13 系统 PCB 图 本设计主要实现的基本功能包括：开始和暂停、游戏时间倒计时、24 -秒倒计时、小时加减运算、蜂鸣器报警、时间和分数显示等基本功能。 理论上，上电后，LED显示00.00.00.24、12.00模式； 等待游戏开始，按第三个按键进入游戏倒计时模式，按第二个按键进入比分显示模式，再按第三个按键三次进入计时等待模式，等待下一轮开始； 按顺序按第三个键：等待-开始-得分-等待三种模式循环。 在000--000计分模式下，按第一个键进入H000-000模式，为A队计分，按第二个键为A队加分，按第三个键为A队加分减分； 再按第一个键，进入正常计分模式000-000； 在000-000计分模式下，按第二个键进入000-H000模式，即为B队计分。按第一个键为B队加分，按第三个键为B队减分B队则按第二个键进入正常计分模式000-000； 当24秒定时器到期时，闹钟将停止3秒，并且24秒倒计时将被重置。 ，进入等待状态。

在调试过程中，由于线路连接问题或者程序设置不好，LED数码显示可能不是特别准确。 但本次设计所需的基本功能是：开始、双方球队加减分、比赛时间倒计时、24秒倒计时、蜂鸣器报警等基本都能实现，所以基本满足设计要求。 6 结束语 在本设计中，主要采用芯片作为核心部件，结合外部显示电路和键盘控制电路，构成篮球比赛记分器。 整体电路主要由芯片、键盘控制、计分显示和计时显示四部分组成。 设计中主要采用Keil软件和软件。 Keil软件主要用于编译C语言程序。 该软件主要用于对硬件电路进行仿真。 整个设计可以实现比分显示、计时显示、比赛结束报警等功能。 这次设计也让我对单片机的工作原理和功能有了宏观的了解，对单片机汇编程序的应用有了新的、进一步的认识。 在这个设计之前，我感觉这个设计比较简单。 但在设计过程中，我发现自己还有很多不足篮球比赛计分表格，动手能力较差。 主要原因是我们不经常手工设计电路。 由于设计方案没有安排好，设计时间比较仓促，特别是在硬件调试过程中，出现了很大的问题。 不过经过我的不懈努力，成绩还是很可观的，能够实现篮球比赛记分器的基本功能。

关于篮球比赛记分器的设计，还有另一个改进。 单场比赛时间小于1分钟时，倒计时显示可精确到0.1秒。 这样可以更直观的看到比赛最后阶段的时间变化，也可以让比赛更加激烈，分秒必争。 。 。 参考文献[1]王福瑞． 单片机测控系统设计百科全书[M]． 北京：北京航空航天大学出版社，2004：89-95。 [2] 严石. 数字电子技术基础（第五版）[M]． 北京：高等教育出版社，2005：477--495。 [3]山。 MCS-51，1993 年：26-45。 [4]。 高速［M］。 霍尔，1993：178-192． [5]华. 及（三）[M]． 出版社，2007 年：185-204。 [6] 吴飞清. 单片机原理及应用实用指导[M]. 北京：机械工业出版社，2009：123-134。 [7]罗惠昌. 电工电子技术实验与课程设计[M]． 合肥：中国科学技术大学出版社，1995：156-178。 [8] 董凤金. 毕业设计指导（电力）[M]． 西安：西安电子科技大学出版社，2005：65-73。 [9] 赵树凡，王显伟，等。 电子技术实验与课程设计[M]． 北京：清华大学出版社，2006：201-234。 [10] 董少明. 单片机原理及应用技术[M]． 北京：北京理工大学出版社，2009：56-63。 [11] 梅丽凤，王艳秋． 单片机原理与接口技术[M]． 北京：清华大学出版社，2006：83-103。 [12] 谢伊人. 单片机硬件接口电路及实例分析[M]． 北京：电子工业出版社，2009：147-153。 [13] 李东生. SE电路设计技术简介及应用[M]． 第一版。 北京：电子工业出版社，2002：179-192。 [14]谢伊人. 单片机硬件接口电路及实例分析[M]． 北京：电子工业出版社，2009：69-81。 [15]周航慈. 单片机应用设计技术[M]． 北京：北京航空航天大学出版社，2002：56-68。 。 。 附录1 # # uchar char # uint int sbit P3_4=P3^4;//改变分钟sbit P3_5=P3^5;//改变小时sbit P3_6=P3^6;//时间暂停sbit P3_7=P3^7 ;//报警sbit P3_0= P3^0;//条件信号sbit P3_1=P3^1;//条件信号sbit P3_2=P3^2;//条件信号sbit P3_3=P3^3;//条件信号uchar a =0,b=0,c=0,d=0,e=12,f=0,g=0,h=0,k=0,s24=24; uchar disp[]={0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0};//定义12个显示单位 uchar[]={0xef, 0xdf,0xbf,0x7f,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xfe,0xfd ,0xfb,0xf7};//P1、P2口扫描码 uchar[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82, 0xf8,0x80,0x90,0xbf,0x89};//普通阳数码管显示代码 uchar[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10}; /////////////////////// ///////////////////////////////////// ///////////////// void (void){ uchar i, j; disp[5]=b/10; disp[4]=b； disp[3]=a/10; disp[2]=a; disp[1]=s24/10; disp[0]=s24; disp[7]=d/10; disp[6]=d； disp[11]=e/10; disp[10]=e; disp[9]=k/10; disp[8]=k； 对于（我= 0;我

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