本文介绍两种篮球计时计分器,一种(下称甲种)是单片机带外围扩展,驱动数码管工作的电路,可提升学生对单片机接口电路的综合运用能力:另一种(下称乙种)是单片机直接驱动数码管工作的电路。该电路成本相对较低。
一、设计要求
1.能记录整个赛程的比赛时间,并可修改比赛时间、暂停比赛时间。
2.能随时刷新甲、乙两队在整个赛程中的比分。
3.能显示24秒的进攻时间。
4.当进攻时间为0秒时发出报警声。
5.比赛时间剩下5秒时。能每隔1秒发出1次报警声。
二、电路原理(两种设计)
电路分为两部分,一是比赛计时、24秒和比赛节数的控制和显示;二是比赛的计分,分别计甲、乙两队的得分,并在中场交换场地时交换得分。甲、乙两种电路的系统框图如右图.两种电路的系统框图如左图,乙种电路原理图如下图。
两种电路都采用单片机作为核心元件,利用个8段共阴数码管作为显示器件。6个用于记录甲、乙两队的分数,每队3个,显示分数范围可达000~999分。足够赛程计分的需要:4个用于显示倒计时时间:2个用于显示秒进攻时间:1个用于显示比赛的节数。比赛前,将时间设置好,比赛开始时启动计时,直至倒计时到零为止。计时范围可达到00分00秒~99分59秒,能满足实际赛程计时的需要。
为了配合计时器调整时间和计分器校正比分,设计了10个按键,K7-K10用于输入甲、乙两队的分数。K6用于启动和暂停赛程时间等功能(当时间变为零时该按键用来调节数),K2~K5用于调整时间,K11用来复位24秒。
另外。还设计了定时报警系统,即一次进攻时间和比赛时间到时。扬声器发出不同的报警声,提示进攻时间到或赛程结束。
1.甲种电路工作原理
(1)计时电路主要由按键开关K2~K5、单片机AT895C1、译码及LED显示器等构成。
时间设置的操作方法如下:当调时(十位)开关K2按下时。产生一个低电平。对应调分(十位)控制端P2.0的LE输出高电平,表示可以向调分(十位)的CD45ll发送数据。但因为LE=1时CD4511锁存,CD4511的输出端a~g不会有输出。这时将要显示数据的代码经P1.0送到CD4511的A-端,送完后将LE清零,便可以将要显示数据的代码经译码后。送数码管显示。调时按键开关每按一次,数字自动加1。直到调到需要设置的时间即可。调时(个位)k3的操作方法与之相同。
时间设置完后,启动定时器T0,总倒计时和进攻时间倒计时同时启动。若24秒倒计时到0。则一次进攻结束。24秒到报警一次,按K11键重新置位24秒,比赛重新开始,直到赛程结束。如果比赛中暂停,按一下K6键即可暂停计时。
K1是用来调节数的。按次K1.节数显示“1”,按2次显示“2”,三节、四节也是如此。
2.乙种电路工作原理
(1)计时电路主要由按键开关K2~K5、单片机AT89C51及LED显示器等构成,采用双电源供电。单片机采用+5V,数码管采用+15V采用单片机直接驱动数码管显示。其工作过程如下:当K2按下时。秒显示加1;当K2按下时,秒显示减1;当K4按下时分钟显示加1,当K5按下时分钟显示减1。
时间设置完后,启动定时器T1开始倒计时,待到24秒进攻时间结束时,喇叭发出警告声并停止计时。按下K11键复位24秒,等待比赛重新开始,按下K6键启动计时,若比赛过程中有进球,需要给某队加分。在该队完成投篮并命中时,按下K6键暂停计时,加完比分后,等待裁判吹响开场哨,再启动计时,比赛继续进行。比赛过程中有某队在24秒进攻时间内投篮,算完成一次进攻,这时马上按下K11,复位24秒,重新算一次进攻时间。如果比赛中裁判叫暂停,则只要按一下K6键,即可暂停计时。
(2)计分电路主要由单片机AT89C51、LED数码显示器、及按键开关组成。其工作过程如下:按键开关K7~K10组成甲、乙两队加减分控制。K7为甲队加分,k8为减分;K9为乙对加分,K10为减分。
三、软件设计说明
整个程序由计时程序、计分程序、24秒程序、按键程序等构成。
四、系统调试
甲种设计和乙种设计的调试过程完全相同。整个篮球赛计时计分器的测试过程如下:
1.在比赛之前,接通电源,系统自动复位,计时电路与计分电路的数码管显示00:00、24和000&000;
2.按计时电路中的K2~K5按键设置比赛时间,例如比赛时间一节为12分钟。则通过按K4键使计时数码管显示为“12”即可;
3.按K1设置比赛的节数的初始值;
4.设置好后,等待赛程开始,当裁判吹响开始哨声时,立即按K6键启动计时;
5.当24秒进攻时间结束时,喇叭会自动发出警告并暂停比赛计时,然后再加减甲乙两队比分,第一节结束时,扬声器会发出5秒钟响声,通知第一节结束,然后再按K1键来调整节数显示;
6.在整个赛程中,还要对两队比分及时刷新:K7和K8键完成甲队加分、减分,K9和K10键完成乙队加分、减分;
7.当一次进攻在24秒内结束时,还可以通过K11键来复位24秒进攻时间;8.如果在赛程过程中。一方教练申请暂停时,经裁判批准后,立即按K6键暂停计时,暂停时间到时,再按K6键继续计时,直至比赛结束,扬声器会发出5秒的响声。每一节的操作都是一样。