基于STC89C51單片機(jī)的籃球計(jì)分器的設(shè)計(jì)

趙素玲

摘要：在籃球比賽時(shí)一般的籃球計(jì)分是采用把數(shù)字寫(xiě)在布上，比賽時(shí)通過(guò)翻布來(lái)進(jìn)行計(jì)分。而計(jì)時(shí)又是通過(guò)秒表進(jìn)行計(jì)時(shí)的。這樣觀看者想看比賽進(jìn)行的情況就相對(duì)比較麻煩。該文設(shè)計(jì)的積分器是基于單片機(jī)的籃球計(jì)分器，能夠在一個(gè)顯示器上顯示出當(dāng)局的比分、局比分、比賽剩余時(shí)間，同時(shí)還具有24秒倒計(jì)時(shí)功能。并且比賽時(shí)間可以通過(guò)按鍵進(jìn)行重新的設(shè)置，或者不小心加錯(cuò)了分也可以通過(guò)按鍵把相應(yīng)的錯(cuò)誤改正過(guò)來(lái)。這樣一體化的設(shè)計(jì)方便了觀看者了解比賽的進(jìn)行情況。本計(jì)分器采用STC89C51單片機(jī)作為主控芯片，采用4*3的矩陣鍵盤(pán)進(jìn)行人機(jī)交互，通過(guò)LCD1602實(shí)時(shí)更新最新比賽信息，并且采用了5VUSB的供電方式，方便實(shí)用。

關(guān)鍵詞：籃球計(jì)分器；LCD1602；STC89C51單片機(jī)

中圖分類號(hào)：TP338 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）33-0159-03

現(xiàn)如今隨著人們生活水平的不斷提高，已經(jīng)不僅僅是停留在追求溫飽的水平上，而更多的是追求娛樂(lè)享受，比如音樂(lè)、影視、游戲等等。其中籃球就是一種娛樂(lè)，原始的籃球比賽計(jì)分方式存在很多的不方便，從而我們?cè)O(shè)計(jì)出一種新式的計(jì)分器。本設(shè)計(jì)具有小巧實(shí)用、成本低、操作簡(jiǎn)單、功能齊全等優(yōu)點(diǎn)。

1 系統(tǒng)的硬件選擇

對(duì)于這個(gè)計(jì)分器我們最初的設(shè)計(jì)思想是，它應(yīng)該能基本達(dá)到如下要求：

1）能準(zhǔn)確的進(jìn)行計(jì)時(shí)，并能隨時(shí)的暫停和開(kāi)始；

2）能通過(guò)按鍵進(jìn)行比分的加減；

3）能將比賽的信息實(shí)時(shí)的顯示出來(lái)；

4）能在一場(chǎng)比賽結(jié)束后清除比分。

根據(jù)這些要求我們首先對(duì)主控芯片進(jìn)行選擇。STC89C51單片機(jī)是由全球最大8051單片機(jī)設(shè)計(jì)公司宏晶科技生產(chǎn)制作。其編程方式和MCS-51內(nèi)核單片機(jī)完全通用、價(jià)格低廉、在使用上簡(jiǎn)單方便。不過(guò)該款單片機(jī)還有些不足之處，在一些比較大型的設(shè)計(jì)上需要擴(kuò)展比較多的外圍電路，這也會(huì)稍微增加一些成本。對(duì)于顯示模塊的選擇是采用LCD1602液晶顯示屏，液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大，能夠清晰的顯示出2*16個(gè)字符（包括字母，數(shù)字，符號(hào)，自定義字符）。LCD1602采用八位并口傳輸數(shù)據(jù)控制，顯示內(nèi)容可以實(shí)時(shí)更新，價(jià)格適中，不過(guò)不能顯示中文信息?？紤]到本設(shè)計(jì)中籃球計(jì)分計(jì)時(shí)器所顯示的內(nèi)容都是數(shù)字和字母，并且LCD1602能夠顯示的最大字符數(shù)完全夠用。所以最終決定采用LCD1602液晶屏作為顯示。對(duì)于輸入設(shè)備開(kāi)始設(shè)想采用獨(dú)立的按鍵作為輸入設(shè)備，獨(dú)立按鍵每一個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)于一個(gè)功能，并且每一個(gè)按鍵都需要占用一個(gè)I/O口，這樣有多少個(gè)按鍵單片機(jī)每次都需要檢測(cè)多少次。這樣不但浪費(fèi)單片機(jī)I/O口而且按鍵的反應(yīng)速度也會(huì)降低。另外一個(gè)方案就是采用矩陣鍵盤(pán)作為輸入設(shè)備。根據(jù)本設(shè)計(jì)中所需要的功能按鍵是12個(gè)，所以我們考慮采用4*3的矩陣鍵盤(pán)，4*3的矩陣鍵盤(pán)只需要占用7個(gè)I/O口，比獨(dú)立按鍵可以減少5個(gè)I/O口。而檢測(cè)的方法跟4*3矩陣鍵盤(pán)完全兼容可以直接調(diào)用。綜合以上論述最終決定采用4*3的矩陣鍵盤(pán)作為本積分器的輸入設(shè)備。定時(shí)器件的選擇是采用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器作為計(jì)時(shí)器。單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器能夠最小計(jì)時(shí)微秒級(jí)別，并且能夠隨時(shí)暫停和繼續(xù)開(kāi)始計(jì)時(shí)。這樣就能夠方便在比賽時(shí)暫停和開(kāi)始，而且不會(huì)丟失時(shí)間，而使發(fā)生計(jì)時(shí)錯(cuò)誤。而且不需要多加任何的硬件電路，節(jié)約了成本。主要的硬件選好之后，則系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下圖1所示：

2 系統(tǒng)的原理圖設(shè)計(jì)

下圖2為我們最終設(shè)計(jì)的電路原理圖。

5 結(jié)論

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的奮戰(zhàn)，新式的籃球計(jì)分器終于完成了，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程從開(kāi)始對(duì)設(shè)計(jì)原理的構(gòu)思，然后通過(guò)對(duì)系統(tǒng)硬件的論證，在通過(guò)繪制原理圖，找到各種元器件相對(duì)應(yīng)的封裝，在沒(méi)有封裝的情況通過(guò)查找芯片手冊(cè)得知該芯片的封裝尺寸進(jìn)而自己嘗試的繪制，再到更改從原理圖導(dǎo)出PCB圖所出現(xiàn)的各種錯(cuò)誤，然后設(shè)置各種電器規(guī)則，加焊盤(pán)、過(guò)孔、布線等各種設(shè)置。在電路原理圖設(shè)計(jì)完成之后接下來(lái)就要開(kāi)始寫(xiě)程序，在寫(xiě)程序的時(shí)候需要養(yǎng)成良好的習(xí)慣在一些關(guān)鍵的位置進(jìn)行注釋，方便后續(xù)對(duì)程序的修改，還有對(duì)于一些芯片的編程控制需要有嚴(yán)格的時(shí)序要求，可以通過(guò)查閱相應(yīng)的芯片手冊(cè)得到完整的時(shí)序圖，還可以借鑒前人所寫(xiě)的程序。程序編寫(xiě)完成后通過(guò)用Protuse仿真軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證所寫(xiě)的程序，并不斷的修改以到達(dá)我們預(yù)期的要求。這些過(guò)程對(duì)我的專業(yè)知識(shí)的提高是非常大的。

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