MCU的篮球比赛计时器设计
MCU的篮球比赛计时器设计[20200128191919]
摘 要
随着科技的发展篮球计分计时器不仅应用于NBACBA这样专业的篮球赛场上也广泛应用于民用的普通球场上。应用了数字电路模拟电路单片机等专业理论知识符合本专业的培养目标。本文设计了一个基于单片机的篮球比赛计时器硬件设计，包括AT89C51单片机、6个LED共阴数码管显示、上电复位电路、按键调整电路、时钟发生电路等基本模块的设计。其功能主要设计为：初始化时间为12分钟；进攻时间为24秒，计时器的显示均为倒计时方式，24秒计时用两位数码管显示；所有得计时都要具有暂停、继续、清零和时间调整功能；当每节比赛时间结束、24秒倒计时减为零有声音提示。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机,计时器,倒计时,LED
引 言………………………………………………………………………………1
一、 总体设计方案
（一）系统的构成框图 2
（二）各部分功能介绍 2
1．赛程时间设置2
2.赛程时间启动/停止设置2
3. 24s显示控制2
4. 报警设置2
二、 硬件电路设计 （一）系统的硬件设计即功能 2
（二）AT89C51单片机简介 2
1.AT89C51单片机引脚说明 3
（三）复位电路及时钟电路设计 5
1.复位电路 5
2.时钟电路设计 6
（四）显示电路设计 7
（五）按键电路设计7
三、 系统软件设计
（一）主程序流程图图8
（二）定时器中断流程9
（三）系统软件调试9
四、安装调试9
结束语12
附录13
1.模块子程序13
2.原理图19
3.元器件清单20
参考文献21
致谢21
引言
体育比赛计时系统是对体育比赛过程中所产生的时间数据进行快速采集记录加工处理传递数据的信息系统。根据不同运动项目的不同比赛规则要求体育比赛的计时系统包括测量类、评分类、命中类等多种类型。
篮球比赛是根据参赛队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的因此篮球比赛的计时系统是一种得分类型的系统是一个负责篮球比赛的数据采集和分配的专用系统它负责对比赛结果、成绩信息的采集处理、传输分配即将篮球比赛比分数据通过专用的技术接口分别传送给裁判员、教练员、计算机信息系统和现场观众等。篮球比赛的计时系统由计时器等多种电子设备组成由于比赛的不可重复性，决定了篮球计时系统是一个实时性很强、可靠性要求极高的电子服务系统，所以计时设备是篮球比赛中不可缺少的电子设备计时系统设计是否合理关系到比赛系统运行的稳定和可靠，并直接影响到比赛的顺利进行。同时，根据目前高水平篮球比赛要求完善的篮球比赛计时系统设备应能够与现场成绩处理、现场大屏幕等多种设备相联以便实现高比赛现场感、表演娱乐观众等功能目标，随着比赛规则的进一步完善相应的计时系统也必须随之改进。
单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出端口（I/0）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是它毕竟体积大。微计算机（单片机）在这种情况下诞生了，它为我们改变了什么，纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制。从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理。以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。
由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特的优点，使单片机迅速得到了推广应用。目前已经成为测量控制应用系统中的优选机种和新电子产品的关键部位。世界各大电气厂家、测控技术企业、机电行业竞相把单片机应用于产品更新，作为实现数字化、智能化的核心部件。本篇设计篮球比赛计时计分器就是以单片机为核心的计时计分系统。
一、总体设计方案
（一）系统的构成框图
基于单片机的篮球比赛计时系统的构成框图如下图所示
图1-1 系统构成图
本系统采用AT89C51作为设计的核心元件，利用七段共阳LED数码管作为显示器件。计时电路中共接6个LED共阴数码管，其中4个用于显示赛程时间，即分钟和秒钟。赛程采用倒计时方式，即比赛前将时间设置好，比赛开始时启动计时，直至计时到零为止，比赛暂停时停止计时，比赛重新开始时计时继续，计时范围0～99分钟。另外两个数码管用于显示24秒计时，即采用倒计时，比赛开始启动计时，计时到零或控球发生改变时重新计时开始由24s倒计时，如此循环，直至比赛结束。当有暂停同样停止计时，重新开始时继续计时。
其次，为了配合计时器的校正、调整时间，设计中接入2个按键，另外四个用于完成启动/暂停比赛功能、复位时间功能、5分钟加时赛计时功能和24s重新计时功能。
最后，设计中还有定时报警系统，即每节时间结束或24s结束时，立即通过蜂鸣器发出报警声提示。
（二）各部分功能介绍
1. 赛程时间设置
通过按键来设置赛程时间。篮球比赛的一节时间为12分钟，赛程初始时间为12分00秒， 如果不是这个时间可以按K1进行加时间，K2进行减时间。若是加时赛，可在比赛最后按K6为加时赛五分钟计时。
2. 赛程时间启动/停止设置
当时间设置好之后，比如每节时间为12分钟，则数码管1～4上分别显示12.00，即12表示时间，00表示秒钟。这时，如果裁判吹响开始哨声，则立即按下K3按键，即比赛开始，计时显示由1200变为1159、1158一直到0000时为止，即表示比赛结束。
在比赛过程中，遇到换人。暂停等时按下暂停/开始按键K3时间停止计时，数码管上的数值保持不变。当比赛继续进行时，应立即按下暂停/开始K3按键，继续进行计时。
3. 24s显示控制
24s值在程序中设置，由数码管5、6来显示，即数码管5、6显示24.比赛开始时按下K3按键24s随赛程时间一起计时，即计时显示由24变成23、22、21直到00，蜂鸣器报警提示进攻违例，然后再按暂停/开始K3按键，进攻时间由24s开始重新计时。
比赛过程中，当进攻的一方改变时，应立即按下进攻时间复位按键K4，进攻时间回到24秒，按下暂停/开始K3按键，比赛继续进行。
4. 报警
当每节时间计时结束时，系统会自动发出报警声提示，时间停止到00.00，比赛继续开始时可以按下计时复位按键k5，时间恢复到之前设定的数值，按下暂停/开始K3按键，比赛继续进行。
二、 硬件电路设计
（一） 系统的硬件构成及功能
硬件部分的设计是整个设计中的一个重要部分。在进行硬件部分设计时，首先要确定元器件，并且知道这些器件的工作原理和功能。然后才可以进行设计。本设计的硬件电路包括两部分：计时电路、计分电路。
89S51端口分配：
P0.0-P0.7口—数码管段选口
P2.1-P2.7口—数码管位选口
P3.2-P3.7口—键盘输入
P2.0口-蜂鸣器报警
（二） AT89C51单片机简介
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。AT89C系列单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
·与MCS-51 兼容
·4K字节可编程闪烁存储器 ,1000写/擦循环,数据保留时间：10年
·全静态工作：0Hz-24Hz
·三级程序存储器锁定
·128*8位内部RAM
摘 要
随着科技的发展篮球计分计时器不仅应用于NBACBA这样专业的篮球赛场上也广泛应用于民用的普通球场上。应用了数字电路模拟电路单片机等专业理论知识符合本专业的培养目标。本文设计了一个基于单片机的篮球比赛计时器硬件设计，包括AT89C51单片机、6个LED共阴数码管显示、上电复位电路、按键调整电路、时钟发生电路等基本模块的设计。其功能主要设计为：初始化时间为12分钟；进攻时间为24秒，计时器的显示均为倒计时方式，24秒计时用两位数码管显示；所有得计时都要具有暂停、继续、清零和时间调整功能；当每节比赛时间结束、24秒倒计时减为零有声音提示。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机,计时器,倒计时,LED
引 言………………………………………………………………………………1
一、 总体设计方案
（一）系统的构成框图 2
（二）各部分功能介绍 2
1．赛程时间设置2
2.赛程时间启动/停止设置2
3. 24s显示控制2
4. 报警设置2
二、 硬件电路设计 （一）系统的硬件设计即功能 2
（二）AT89C51单片机简介 2
1.AT89C51单片机引脚说明 3
（三）复位电路及时钟电路设计 5
1.复位电路 5
2.时钟电路设计 6
（四）显示电路设计 7
（五）按键电路设计7
三、 系统软件设计
（一）主程序流程图图8
（二）定时器中断流程9
（三）系统软件调试9
四、安装调试9
结束语12
附录13
1.模块子程序13
2.原理图19
3.元器件清单20
参考文献21
致谢21
引言
体育比赛计时系统是对体育比赛过程中所产生的时间数据进行快速采集记录加工处理传递数据的信息系统。根据不同运动项目的不同比赛规则要求体育比赛的计时系统包括测量类、评分类、命中类等多种类型。
篮球比赛是根据参赛队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的因此篮球比赛的计时系统是一种得分类型的系统是一个负责篮球比赛的数据采集和分配的专用系统它负责对比赛结果、成绩信息的采集处理、传输分配即将篮球比赛比分数据通过专用的技术接口分别传送给裁判员、教练员、计算机信息系统和现场观众等。篮球比赛的计时系统由计时器等多种电子设备组成由于比赛的不可重复性，决定了篮球计时系统是一个实时性很强、可靠性要求极高的电子服务系统，所以计时设备是篮球比赛中不可缺少的电子设备计时系统设计是否合理关系到比赛系统运行的稳定和可靠，并直接影响到比赛的顺利进行。同时，根据目前高水平篮球比赛要求完善的篮球比赛计时系统设备应能够与现场成绩处理、现场大屏幕等多种设备相联以便实现高比赛现场感、表演娱乐观众等功能目标，随着比赛规则的进一步完善相应的计时系统也必须随之改进。
单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出端口（I/0）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是它毕竟体积大。微计算机（单片机）在这种情况下诞生了，它为我们改变了什么，纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制。从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理。以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。
由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特的优点，使单片机迅速得到了推广应用。目前已经成为测量控制应用系统中的优选机种和新电子产品的关键部位。世界各大电气厂家、测控技术企业、机电行业竞相把单片机应用于产品更新，作为实现数字化、智能化的核心部件。本篇设计篮球比赛计时计分器就是以单片机为核心的计时计分系统。
一、总体设计方案
（一）系统的构成框图
基于单片机的篮球比赛计时系统的构成框图如下图所示
图1-1 系统构成图
本系统采用AT89C51作为设计的核心元件，利用七段共阳LED数码管作为显示器件。计时电路中共接6个LED共阴数码管，其中4个用于显示赛程时间，即分钟和秒钟。赛程采用倒计时方式，即比赛前将时间设置好，比赛开始时启动计时，直至计时到零为止，比赛暂停时停止计时，比赛重新开始时计时继续，计时范围0～99分钟。另外两个数码管用于显示24秒计时，即采用倒计时，比赛开始启动计时，计时到零或控球发生改变时重新计时开始由24s倒计时，如此循环，直至比赛结束。当有暂停同样停止计时，重新开始时继续计时。
其次，为了配合计时器的校正、调整时间，设计中接入2个按键，另外四个用于完成启动/暂停比赛功能、复位时间功能、5分钟加时赛计时功能和24s重新计时功能。
最后，设计中还有定时报警系统，即每节时间结束或24s结束时，立即通过蜂鸣器发出报警声提示。
（二）各部分功能介绍
1. 赛程时间设置
通过按键来设置赛程时间。篮球比赛的一节时间为12分钟，赛程初始时间为12分00秒， 如果不是这个时间可以按K1进行加时间，K2进行减时间。若是加时赛，可在比赛最后按K6为加时赛五分钟计时。
2. 赛程时间启动/停止设置
当时间设置好之后，比如每节时间为12分钟，则数码管1～4上分别显示12.00，即12表示时间，00表示秒钟。这时，如果裁判吹响开始哨声，则立即按下K3按键，即比赛开始，计时显示由1200变为1159、1158一直到0000时为止，即表示比赛结束。
在比赛过程中，遇到换人。暂停等时按下暂停/开始按键K3时间停止计时，数码管上的数值保持不变。当比赛继续进行时，应立即按下暂停/开始K3按键，继续进行计时。
3. 24s显示控制
24s值在程序中设置，由数码管5、6来显示，即数码管5、6显示24.比赛开始时按下K3按键24s随赛程时间一起计时，即计时显示由24变成23、22、21直到00，蜂鸣器报警提示进攻违例，然后再按暂停/开始K3按键，进攻时间由24s开始重新计时。
比赛过程中，当进攻的一方改变时，应立即按下进攻时间复位按键K4，进攻时间回到24秒，按下暂停/开始K3按键，比赛继续进行。
4. 报警
当每节时间计时结束时，系统会自动发出报警声提示，时间停止到00.00，比赛继续开始时可以按下计时复位按键k5，时间恢复到之前设定的数值，按下暂停/开始K3按键，比赛继续进行。
二、 硬件电路设计
（一） 系统的硬件构成及功能
硬件部分的设计是整个设计中的一个重要部分。在进行硬件部分设计时，首先要确定元器件，并且知道这些器件的工作原理和功能。然后才可以进行设计。本设计的硬件电路包括两部分：计时电路、计分电路。
89S51端口分配：
P0.0-P0.7口—数码管段选口
P2.1-P2.7口—数码管位选口
P3.2-P3.7口—键盘输入
P2.0口-蜂鸣器报警
（二） AT89C51单片机简介
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。AT89C系列单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
·与MCS-51 兼容
·4K字节可编程闪烁存储器 ,1000写/擦循环,数据保留时间：10年
·全静态工作：0Hz-24Hz
·三级程序存储器锁定
·128*8位内部RAM
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/4642.html
