单片机的篮球比赛计时器设计
随着单片机的问世以来，在这一方面的技术运用越来越多，这使得单片机得到广泛的应用。单片机的特点有集成度高、功能性强、通用性好、体积小、重量轻、能耗低、价格低廉、性能稳定、操作简单且易携带等，因此，使得单片机在电子元件中迅速得到推广使用。从而许多应用单片机来控制计时计分的系统越来越多，如利用单片机控制LED显示器来计时计分，利用单片机控制LCD液晶显示计时计分系统等。本文根据课题要求，以51单片机作为控制模块的核心部件，采用LCD液晶进行模拟显示完成篮球计时器的设计，该系统实现了赛程实时日期、赛程时间暂停、比赛节数、犯规次数、报警、赛程计分和计时等功能。系统总体设计主要分为实时时钟电路模块、按键控制模块、液晶显示模块、报警模块。由于每一个模块都有独立，所以在软件设计时候易编写、调试和修改，程序的可读性好，修改时不会影响其他模块的程序，各个模块间紧密联系，使系统能够稳定运行。篮球比赛计时器可以用于各类学校或者小型团体中，能够显示比赛的计时计分，并且它的操作方便简单。关键词 单片机，LCD液晶，实时时钟，计时，计分
目 录
1 引言 1
1.1 课题设计的背景及意义 1
1.2 国内外篮球比赛计时器的发展状况 1
1.3 系统实现的基本功能介绍 1
2 硬件系统设计方案 2
2.1 系统构成框图 2
2.2 系统硬件组成部分 3
2.3 器件选择及介绍 3
2.4 硬件总体设计 13
2.5 时钟电路设计 14
2.6 复位电路设计 14
2.7 按键控制电路设计 15
2.8 显示电路设计 17
2.9 实时时钟电路设计 17
2.10 报警电路设计 17
2.11 系统硬件总电路 17
3 软件系统设计方案 18
3.1 软件流程图 18
3.2 显示部分软件的设计 22
3.3 按键软件的设计 23
4 系统调试 24
5 实物测试 25
结 论 28
致 谢 29 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
参 考 文 献 30
附录A DS1302驱动程序 31
附录B LCD12864驱动程序 32
附录C 主程序 35
1 引言
单片机将我们带入了一个智能化的电子领域，许多系统都是由单片机进行设计的然而单片机的电路简单、功能齐全。随着社会的发展，技术也在进步，单片机与串口通信的结合应用到了各种电子系统中，使得单片机更好的服务于智能化的电子领域[1]。
如今的单片机价格低、体积小、功耗低、性能高、应用面广，用它来做篮球比赛计时器，能够实现比赛现场感，提高比赛的计时，具有现实应用意义[2]。
本次设计是由一种AT89C52编程控制LCD12864来做显示的篮球比赛计时系统。该系统具有赛程日期设置、赛程时间暂停、比赛节数、犯规次数、双方的计时和计分等功能，它具有价格低、性能比较稳定、操作方便并且易于携带，从而可以适于各类学校和小团体作为赛程计时计分[3]。
1.1 课题设计的背景及意义
随着经济的快速发展，通信技术、控制技术和计算机技术也在发展，它们在不断的改变着世界，很多部门需要很高的计时准确性和计时精度性[4]，然而单片机在这方面有出色的表现。基于单片机的篮球比赛计时器设计系统可以满足竞赛的计时计分的要求，提高了赛场计时的准确性，使得篮球计时计分系统有了更多更完善的功能。
1.2 国内外篮球比赛计时器的发展状况
虽然在很早以前篮球比赛中已经出现了电子计时计分器[5]，但是由于技术不够完善和功能不全面，当时比赛用的只是简单的电子计时器和记录板[6]，这些器件存在许多不稳定性和准确度不高的问题。后来随着科学技术的进步和电子技术的不断更新，篮球比赛计时计分系统实现了稳定性和高准确度，但是在一些偏远山区篮球比赛中还是用比分牌等人工的方法，然而这种方法缺少24s进攻的倒计时等相应的计时器功能，所以篮球比赛计时器还是如今需要研究的课题[7]。
国内外都对篮球比赛计时器进行了大量的研究，而国外的研究较于国内而言有很大的优势，存在一定的差异，国外的科学技术发展比较快，所以国外的篮球比赛计时器比国内发展快。
目前国内也出现许多计时器，尤其在高校或者小团体中得到大量的使用，而篮球计时器主要是基于单片机上，单片机的电路简单，结构不太复杂，所以计时器是篮球比赛中不可缺少的一部分，提高了竞赛中计时的准确度[8]。
1.3 系统实现的基本功能介绍
本次设计系统需要实现的基本功能有：具有支持单节比赛12分钟倒计时、单次进攻24秒倒计时、暂停功能和回调功能；具有分节次和整场比赛的技术统计功能，包括运动员犯规次数、得分等功能；具有基本的比赛信息显示功能，包括参赛球队信息、比赛日期、比赛时间以及事实的计时和计分信息。?
在设计的时候需要自己一步步的实现，每一步设计都有它自己的算法，需要我们自己去查找资料和老师的指导来完成，通过软硬件系统来实现以上的功能。
2 硬件系统设计方案
2.1 系统构成框图
基于单片机的篮球计时设计的系统构成框图如图1所示。
图1 系统构成框图
系统采用单片机AT89C52作为本次设计的核心元件[9]。利用LCD12864液晶作为显示器件，第一行显示比赛日期以及比赛当天的时间显示方式如：171212 12:12；第二行显示比赛时间12分钟、24s倒计时以及比赛节数，显示方式如：12:00 24 一节；第三行显示比赛双方信息、哪个球员以及双方的分数，显示方式如：甲：000 1A 乙：000，第四行显示双方犯规次数，显示方式如：甲规000 000乙规。比赛的计时主要采用倒计时的方式进行，比赛前需要设置好比赛的时间，当比赛开始时启动计时，直接比赛的时间为零，在比赛中可以暂停时间，一场篮球比赛分为四节，每一节的时间为12分钟，当四节比赛结束时，双方的比分相同时，需要进行加时赛。
其次，在这次设计为了有效调整比赛的时间和比分，我们在设计中设立了16个按键来完成这次的设计，每一个按键都有自己独特功能，完成它自己需要完成的任务，这些按键分别用于甲、乙两队的加分或减分，两队的犯规次数。另外可以启动与停止比赛的时间，回调比赛时间，同时还可以对LCD12864液晶进行显示屏的切换。
再次，我们还设计了比赛的报警电路，当24s倒计时为零时，通过蜂鸣器报警，提示进攻的时间结束了，还有比赛结束的时候也需要通过蜂鸣器报警。
2.2 系统硬件组成部分
系统硬件主要是由AT89C52单片机、时钟电路、复位电路、报警电路、按键开关、DS1302芯片以及LCD12864作为显示电路等几个部分组成。
目 录
1 引言 1
1.1 课题设计的背景及意义 1
1.2 国内外篮球比赛计时器的发展状况 1
1.3 系统实现的基本功能介绍 1
2 硬件系统设计方案 2
2.1 系统构成框图 2
2.2 系统硬件组成部分 3
2.3 器件选择及介绍 3
2.4 硬件总体设计 13
2.5 时钟电路设计 14
2.6 复位电路设计 14
2.7 按键控制电路设计 15
2.8 显示电路设计 17
2.9 实时时钟电路设计 17
2.10 报警电路设计 17
2.11 系统硬件总电路 17
3 软件系统设计方案 18
3.1 软件流程图 18
3.2 显示部分软件的设计 22
3.3 按键软件的设计 23
4 系统调试 24
5 实物测试 25
结 论 28
致 谢 29 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
参 考 文 献 30
附录A DS1302驱动程序 31
附录B LCD12864驱动程序 32
附录C 主程序 35
1 引言
单片机将我们带入了一个智能化的电子领域，许多系统都是由单片机进行设计的然而单片机的电路简单、功能齐全。随着社会的发展，技术也在进步，单片机与串口通信的结合应用到了各种电子系统中，使得单片机更好的服务于智能化的电子领域[1]。
如今的单片机价格低、体积小、功耗低、性能高、应用面广，用它来做篮球比赛计时器，能够实现比赛现场感，提高比赛的计时，具有现实应用意义[2]。
本次设计是由一种AT89C52编程控制LCD12864来做显示的篮球比赛计时系统。该系统具有赛程日期设置、赛程时间暂停、比赛节数、犯规次数、双方的计时和计分等功能，它具有价格低、性能比较稳定、操作方便并且易于携带，从而可以适于各类学校和小团体作为赛程计时计分[3]。
1.1 课题设计的背景及意义
随着经济的快速发展，通信技术、控制技术和计算机技术也在发展，它们在不断的改变着世界，很多部门需要很高的计时准确性和计时精度性[4]，然而单片机在这方面有出色的表现。基于单片机的篮球比赛计时器设计系统可以满足竞赛的计时计分的要求，提高了赛场计时的准确性，使得篮球计时计分系统有了更多更完善的功能。
1.2 国内外篮球比赛计时器的发展状况
虽然在很早以前篮球比赛中已经出现了电子计时计分器[5]，但是由于技术不够完善和功能不全面，当时比赛用的只是简单的电子计时器和记录板[6]，这些器件存在许多不稳定性和准确度不高的问题。后来随着科学技术的进步和电子技术的不断更新，篮球比赛计时计分系统实现了稳定性和高准确度，但是在一些偏远山区篮球比赛中还是用比分牌等人工的方法，然而这种方法缺少24s进攻的倒计时等相应的计时器功能，所以篮球比赛计时器还是如今需要研究的课题[7]。
国内外都对篮球比赛计时器进行了大量的研究，而国外的研究较于国内而言有很大的优势，存在一定的差异，国外的科学技术发展比较快，所以国外的篮球比赛计时器比国内发展快。
目前国内也出现许多计时器，尤其在高校或者小团体中得到大量的使用，而篮球计时器主要是基于单片机上，单片机的电路简单，结构不太复杂，所以计时器是篮球比赛中不可缺少的一部分，提高了竞赛中计时的准确度[8]。
1.3 系统实现的基本功能介绍
本次设计系统需要实现的基本功能有：具有支持单节比赛12分钟倒计时、单次进攻24秒倒计时、暂停功能和回调功能；具有分节次和整场比赛的技术统计功能，包括运动员犯规次数、得分等功能；具有基本的比赛信息显示功能，包括参赛球队信息、比赛日期、比赛时间以及事实的计时和计分信息。?
在设计的时候需要自己一步步的实现，每一步设计都有它自己的算法，需要我们自己去查找资料和老师的指导来完成，通过软硬件系统来实现以上的功能。
2 硬件系统设计方案
2.1 系统构成框图
基于单片机的篮球计时设计的系统构成框图如图1所示。
图1 系统构成框图
系统采用单片机AT89C52作为本次设计的核心元件[9]。利用LCD12864液晶作为显示器件，第一行显示比赛日期以及比赛当天的时间显示方式如：171212 12:12；第二行显示比赛时间12分钟、24s倒计时以及比赛节数，显示方式如：12:00 24 一节；第三行显示比赛双方信息、哪个球员以及双方的分数，显示方式如：甲：000 1A 乙：000，第四行显示双方犯规次数，显示方式如：甲规000 000乙规。比赛的计时主要采用倒计时的方式进行，比赛前需要设置好比赛的时间，当比赛开始时启动计时，直接比赛的时间为零，在比赛中可以暂停时间，一场篮球比赛分为四节，每一节的时间为12分钟，当四节比赛结束时，双方的比分相同时，需要进行加时赛。
其次，在这次设计为了有效调整比赛的时间和比分，我们在设计中设立了16个按键来完成这次的设计，每一个按键都有自己独特功能，完成它自己需要完成的任务，这些按键分别用于甲、乙两队的加分或减分，两队的犯规次数。另外可以启动与停止比赛的时间，回调比赛时间，同时还可以对LCD12864液晶进行显示屏的切换。
再次，我们还设计了比赛的报警电路，当24s倒计时为零时，通过蜂鸣器报警，提示进攻的时间结束了，还有比赛结束的时候也需要通过蜂鸣器报警。
2.2 系统硬件组成部分
系统硬件主要是由AT89C52单片机、时钟电路、复位电路、报警电路、按键开关、DS1302芯片以及LCD12864作为显示电路等几个部分组成。
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