基于单片机实现的遥控篮球计时计分器的分析与设计Word格式.docx

基于单片机实现的遥控篮球计时计分器的分析与设计Word格式.docx

《基于单片机实现的遥控篮球计时计分器的分析与设计Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机实现的遥控篮球计时计分器的分析与设计Word格式.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

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0～999分，足够赛程计分的需要。

4个用于记录赛程时间，2个用于显示分钟，2个用于显示秒钟，计时范围达到0～99分钟，能满足实际赛程计时的需要。

红外遥控就是把红外线作为载体的遥控方式。

由于红外线的波长远小于无线电波的波长，因此在采用红外遥控方式时，不会干扰其他电器的正常工作，也不会影响临近的无线电设备。

同时，由于采用红外线遥控器件时，工作电压低，功耗小，外围电路简单，因此它在日常工作生活中的应用越来越广泛。

该系统具有价格低廉、性能稳定、操作方便并且易于携带等特点，广泛适合各类学校或者小型团体作为赛程计时计分。

第一章绪论

1.1现状分析

伴随着球赛的诞生计时计分系统也就相应诞生，由最开始有人工的统计时间和分数，随着科技的发展，球赛的计时计分系统得到了很好的完善。

例如：

NBA，世界杯，奥运会都是大屏幕的LCD显示时间和分数。

然而大型的LED显示设备，其价格也是昂贵的。

然而现在的校园小型比赛的计时计分系统还不够完善，原始的方法还在使用中，比赛的公平性无法得到保证，因此设计一种廉价的计时计分系统，对小团体比赛会有很大的帮助。

1.2设计目的和意义

如今，学校班与班之间、团体与团体之间、系于系之间的各类球赛越来越频繁。

比赛基本都是非正式的友谊比赛，通常都缺少一个正规的赛程计时计分系统，一般比分的记录都采用翻比分薄的形式，而比赛时间却无法呈现给观众和比赛队员，使得比赛队员往往无法把握住时间，也无法体现出比赛的公平性。

针对如今的状况，本文将设计出一种有单片机编程控制，LED七段数码管作显示的球赛计时计分系统。

可以将比赛时间和比赛比分记录在同一电路板上，用电池供电，因而具有易于携带，价格便宜，使用方便，公平公正等特点。

适用于各个学校的小团体赛程计时计分。

1.3研究目标与内容

系统主要实现功能：

1.计分：

能同时显示甲、乙两队比分,最大计分数为999。

能分别对甲、乙两队比分进行加分。

2.计时：

从比赛开始时启动计时工作方式,初始时间为00,最大计时为99分钟，经过修改后应该还能实施计时暂停,还能设定为倒计时。

3.交换比分：

中场交换比赛场地时，能交换甲、乙两队比分的位置。

4.暂停/启动：

可以由裁判用红外线遥控器对比赛时间，暂停/启动。

也可以由计分工作人员，使用键盘暂停/启动。

5.哨音提示：

设定的比赛时间到了,能自动哨音提示比赛结束。

第二章方案对比

2.1目前流行技术

2.1.1人工统计（方案一）

伴随着球赛的诞生计时计分系统也就相应诞生，最开始的人工统计时间和分数系统也相应诞生。

在各种小团体比赛中，非常流行。

2.1.2LED七段数码管计时计分系统（方案二）

这种系统是由AT89C51编程控制LED七段数码管作显示的球赛计时计分系统，支持各种比赛项目，足、篮、排、手、乒、羽、网等多种对抗类比赛。

采用10个7段共阴极LED数码管作为显示器件。

具有易于携带，价格便宜，使用方便，公平公正等特点。

2.1.3LED显示屏控制系统（方案三）

LED显示屏控制系统,比如北京易彩通公司的EXD-CB1X系列体育馆计时记分设备支持多种对抗类比赛项目，包括足、篮、排、手、乒、羽、网、水、冰等多种球类比赛，以及跳水、举重、武术、体操等打分类比赛，同时具有支持多场地比赛联网操作的功能。

EXD-CB1X系列体育馆计时记分系统是目前国内唯一可全面支持电视转播功能的计时记分系统，在比赛中可实现全方位的比赛数据（比分、局比分、犯规、暂停、换人、换局、换发、个人得分、个人犯规、比赛时间、24秒计时等以及去掉最高分最低分等比赛需求）的实时传输。

1:

EXD-CB1X系列技术亮点：

★EXD-CB1X系列产品的最大技术亮点就是网络广播功能，它采用了美国最先进32位Cortex-M3网络处理单片机芯片，可方便地把比赛过程中的所有数据在局域网内进行广播，（可采用有线或无线wi-fi）并支持多点广播，这样在体育馆内的所有电脑，所有比赛显示设备都可以用有线或无线的方式接收到比赛数据，包括电视转播车、led显示屏、仲裁电脑、数码计分牌、换人牌，进攻指示器，犯规器、24秒牌，计时牌等等，这些设备都可自动完成数据的更新，不需要人工输入数据。

并且显示设备可任意括充，以适应各种比赛需求。

2.2方案对比和选择

2.2.1方案分析

方案一：

优点：

该方案简单方便，无技术要求，只需要一只秒表，一名主裁判和两名裁判，任何地点都可以使用。

缺点：

比赛队员对比赛剩余时间不清楚，难以掌握进攻时间，24秒进攻时间无法判断，时间进度不能呈现给观众、队员，缺乏公平公正性。

方案二：

优点：

易于携带，价格便宜，使用方便。

能准确的记录比赛时间，比赛时间结束自动报警。

时间，比分一目了然，确保比赛的公平公正。

由于七段数码管较小，亮度有限，在大型场所队员和观众距离较远无法看清。

所以只能运用在小型场所。

方案三：

1.场馆比赛信息的智能发布2.比赛信息的标准化，使比赛信息可高速，有效，统一发布3.可方便地与比赛中的技术统计有机的结合。

4.显示屏采用LED点阵设计，确保数据的显示亮度，大小，保证了清晰度。

在场队员，观众可以清楚的了解到。

在场队员，观众都能看清。

5.最大技术亮点就是网络广播功能，它采用了美国最先进32位Cortex-M3网络处理单片机芯片，可方便地把比赛过程中的所有数据在局域网内进行广播，（可采用有线或无线wi-fi）并支持多点广播，这样在体育馆内的所有电脑，所有比赛显示设备都可以用有线或无线的方式接收到比赛数据。

5.显示屏采用LED点阵设计，确保数据的显示亮度，大小，保证了清晰度。

设备都是采用了，现有的最新技术，所以设备价格昂贵。

2.2.1方案选择

综合以上方案分析可知，方案一：

简单方便，但缺乏公平公正性。

可以满足比赛时间和比分的统计，确保比赛的公平公正性，但其显示亮度，大小有限。

方案三：

比赛信息的智能发布，网络广播功能，LED显示屏，显示清晰，确保了比赛的公平公正性。

但其设备价格昂贵。

针对我校小型团体比赛需求，将选用第二种设计方案。

第三章系统功能设计

3.1系统基本功能介绍

本设计要实现的基本功能有：

赛程时间设置，赛程时间启／停设置，比分交换控制，比分刷新控制，计时计分显示，赛程结束报警。

以下对个功能进行介绍。

3.1.1赛程时间设置

在计时电路中，按键开关K5、K6用来设置赛程时间。

比如：

比赛时间上半场时间20分钟，则通过按键K5键，使数码管1显示“2”即可；

再按K6键，设置比赛时间的个位数，使数码管2显示“0”即可。

一般比赛时间为40分钟，所以只需要按K5键使数码管1显示“4”，按K6使数码管2显示“0”即可。

时间设置好后，等待比赛开始。

当比赛结束时，如果由于一些特殊原因需要增加比赛时间，这时增加比赛时间同样由按键K5、K6来设置，并且设置方法与上面所述一眼，但一般情况下只需要按K6键来设置即可，因为加时比赛一般只有几分钟而已。

3.1.2赛程时间启动／暂停设置

当时间设置完成后，比如设置赛程时间为45分钟，则在LED显示器上显示为4500，45表示分钟，00表示秒钟。

这时，如果裁判吹响开始的哨声时，则应立即按下遥控器上的“开始键”，表示赛程开始，计时显示则由4500变成4459，4458……一直计时直到计为0000时表示赛程结束。

遥控的“开始键”为赛程启动和暂停控制。

同时也可以由单片机键盘按键K7，表示赛程开始，计时显示则由4500变成4459，4458……一直计时直到计为0000时表示赛程结束。

按键K7为赛程启动和暂停控制。

3.1.3比分交换控制

比分交换控制由计时电路图2-5中所示的K7键完成。

我们知道，因为比分交换是在上半场赛程结束后进行的，也就是说比分交换要受赛程时间控制，只有当上半场计时器指示为0000时，按K7键，则会自动交换甲、乙两队的比分。

如果上半场赛程时间没有到0000时，则此时按下K7键，只会暂停比赛，不能交换分数。

如果要继续比赛，再按一次K7即可。

因此，K7键完成三重功能，即：

启动，暂停，比分交换。

3.1.4比分刷新控制

由于在比赛中，甲、乙两队的比分是不断在变化的，所以需要设置比分刷新控制装置；

此部分功能由计分电路图2-9中的所示的按键开关K1~~K4来完成的：

K1键：

完成甲队加1分操作

K2键：

完成甲队减1分操作

K3键：

完成乙队加1分操作

K4键：

完成乙队减1分操作

3.1.5计时计分显示

计时计分显示器是采用七段共阴极LED显示器来显示的。

其中计分是用6个LED显示器。

计时采用4个LED显示器；

显示格式为000000和0000。

3.1.6红外线遥控

用单片机制作一个红外电器遥控器，可以分别控制5个开关，可以对比赛时间，甲乙两队比分加减进行控制。

红外发射部分结构图如下：

图1.5

当按下遥控按钮时，单片机产生相应的控制脉冲，由红外发光二极管发射出去。

红外接收部分结构如下：

图1.6

当红外接收器接收到控制脉冲后，经单片机处理由显示设备显示出当前受控电器的序号，并判断是否对比赛时间进行暂停，如需暂停则经过暂停电路处理后实现暂停功能。

3.1.7赛程结束报警

当比赛结束时，系统会自动发出10秒钟报警声，提示赛程结束。

第四章系统硬件电路设计

4.1篮球赛计时计分器电路

4.1.1计时电路工作原理图

图4-1计时电路原理图

4.1.2计时电路的工作原理

计时电路主要由开关K5~~K7，单片机AT89C51，译码器以及LED显示器构成。

其工作过程如下：

当比赛准备开始的时候，当调时（十位）开关K5按下时，产生一个低电平；

立即数00H取出，同时对应调分（十位）控制端P2.0的LE输出高电平，表示此时可以向调分（十位）的CD4511发送数据，但CD4511的输出端将不会有输出，因为LE=1时，CD4511锁存。

这时，只要将要显示数据的代码经过P1口的P1.0送到CD4511的输入端A~~D