校园篮球比赛计时计分系统的设计

陈 峰

（江苏商贸职业学院，江苏南通，226011）

校园篮球比赛计时计分系统的设计

陈 峰

（江苏商贸职业学院，江苏南通，226011）

针对传统校园篮球比赛采用人工计时计分的方法存在数据不准确这一缺点，本文根据篮球比赛的规则要求设计了校园篮球比赛计时计分系统，该控制系统采用AT89C51单片机，整个硬件电路主要包括矩阵键盘、12864液晶显示、蜂鸣器报警提示电路等组成。软件系统主要包括12864显示程序、矩阵键盘程序、计时程序和计时报警程序的设计。通过仿真和实物验证了该系统的可靠性，并在校园篮球比赛中得到应用，效果较好，满足篮球比赛计时计分系统的设计要求。

单片机；篮球比赛；计时；计分

0 引言

在学校举办的一些篮球比赛中，计时一般采用人工计时，计分一般是在塑料板写上数字穿起来，使用的时候需要一张一张地翻。这种计时计分全部都由人工来完成，比较麻烦，且数据可能不准确，在比赛中往往会出现一些争议。因此本文设计了基于单片机控制的篮球计时计分系统，该系统能使篮球比赛计时计分更加准确公平，且操作简单，能满足国际篮联比赛规则的基本要求。

1 系统设计要求

（1）计分：实时刷新显示双方的得分。

（2）计时：包括每节比赛的计时、每次进攻的24s的计时，当计时时间到时能自动进行报警提示。每节比赛时间可根据需要进行设置。

（3）其他数据的统计：包括双方暂停的次数、双方每节比赛犯规的次数。

2 硬件设计

篮球计时计分系统以AT89C51单片机为核心，由单片机最小系统、显示模块、提示电路和按键输入模块等组成，其系统框图如图1所示。该系统能实现篮球比赛计时计分功能，并能对双方的暂停次数、犯规次数进行统计，从而满足校园篮球比赛的要求。

图1 校园篮球计时计分系统框图

2.1 单片机最小系统

单片机最小系统主要由AT89C51单片机、电源、时钟电路和复位电路组成。由晶振和瓷片电容与单击内部电路构成单片机的时钟电路，晶振频率为12MHz。复位电路采用按键复位电路，通过按下复位按键，可使篮球计时计分系统复位，即双方的比分、各项统计数据清零，同时计时时间复位为10min。

2.2 显示模块

篮球比赛要求显示的信息比较多，因此采用12864点阵液晶屏来显示，其电路连接如图2所示。其中8个双向数据DB0-DB7接P0口，指令数据选择（RS）接P2.0引脚，读写选择（R/W）接P2.1引脚，使能（E）接P2.2引脚，左半屏选择（CS1）接P2.3引脚，右半屏选择（CS2）接P2.4引脚，复位（RST）接P2.5引脚。

图2 12864液晶显示电路

128x64点阵液晶屏是一种用于图像、符号和汉字的显示模块，能够直观的显示篮球比赛中的数据，显示信息如图3所示，第一行显示比赛双方信息，第二行显示双方比分，第三行显示比赛时间和24秒计时时间，第四行显示双方的暂停次数以及每节比赛的犯规次数。

图3 12864液晶显示信息

2.3 按键模块

主要用于控制比赛的开始、暂停，统计双方比赛的数据，该系统统计篮球比赛的相关数据较多，且需人为控制，因此采用4x4矩阵键盘。该矩阵键盘的行线与P1口的低四位相连，列线与P1口的高四位相连，如图4所示。

其中S1——设置比赛的节数，S2——设置每节比赛时间（10min或5min），S3——每节犯规次数清零，S4——清除报警提示；S5——比赛开始，S6——比赛暂停，S7——24秒计时复位，S8——14秒计时复位（用于犯规后进攻时间不足14秒时补足14秒）；S9、S13——一方得分加1分，S10、S14——一方得分减1分，S11、S15——统计每队每节犯规次数，S12、S16——统计每队暂停次数。

2.4 计时报警电路

主要用于每节比赛时间计时报警和24秒进攻计时报警。该电路如图5所示，利用单片机的P2.7来控制蜂鸣器。由于蜂鸣器的驱动电流较大，单片机的I/O口无法满足。而三极管S8550最大可提供500mA以上的电流，足以驱动蜂鸣器，所以使用P2.7控制三极管S8550的导通和截止，达到控制蜂鸣器的目的。

图4 4x4矩阵键盘电路

图5 报警提示电路

3 软件设计

整个系统的程序包括12864显示程序、矩阵键盘程序、篮球计时程序和计时报警程序。其中计时采用单片机内部的定时/计数器T0来实现。

3.1 主程序设计

主程序主要进行定时器T0和12864液晶初始化、按键检测与处理、12864显示数据的更新和显示控制，其流程图如图6所示。

矩阵键盘扫描程序进行按键检测、识别，按键处理函数完成比赛时间设置、比赛的开始与暂停、双方比赛数据的统计等作用。

12864液晶显示函数主要完成双方比赛数据（双方比分、犯规次数、暂停次数）和倒计时时间的更新显示。

3.2 定时器中断程序设计

定时器T0中断函数完成比赛倒计时时间和24秒进攻时间的更新。其流程图如图所示。定时器T0采用工作方式1，定时时间为50毫秒，通过定时中断20次来达到定时1秒的目的。其中变量cnt用于统计定时中断的次数，每中断一次，变量cnt的值便增加1；变量min代表比赛倒计时分钟；变量sec代表比赛倒计时秒；变量sec24代表进攻倒计时。

图6 ：主程序流程图

图8 校园篮球计时计分系统

4 系统调试

图7 ：定时器T0中断流程图

为了验证该系统的功能是否实现，利用proteus软件和keil软件联合进行仿真调试，首先在proteus软件里完成电路原理图的绘制，然后利用keil软件完成程序的编写编译调试，并生成hex文件，并在原理图中将HEX文件载入单片机，单片机仿真运行按钮进行系统功能调试。运行结果如图8所示，12864液晶能实时显示比赛的数据，并对比赛进行计时。由图可知，当前比赛为第二节，比赛时间还剩8分30秒，进攻时间还剩18秒，双方比分为20:24，暂停次数为分别是一次和二次，当节犯规次数分别为二次和三次。

通过电路仿真调试说明系统硬件和软件设计已经能够达到预期的目的，然后利用proteus Ares进行PCB板的设计，并采用热传印法完成PCB板的制作。然后根据电路图完成电路的焊接制作，并将编译成功后生成HEX文件通过编程器写入到单片机芯片中，最后通电调试可实现篮球计时计分系统的功能。

5 结束语

本文设计了一种校园篮球比赛计时计分系统，该控制系统基本满足校园篮球比赛所需的计时计分及其他相关数据统计的设计要求，减少了传统篮球比赛人工计时计分的误差，增加了校园篮球比赛的公平性。此外该系统通过改变其软件设计，还可将该系统应用于校园乒乓球、羽毛球等计分系统。

[1]金杰．MCS-51单片机C语言程序设计与实践[M]．电子工业出版社，2011

[2]彭伟．单片机C语言程序设计100例[M]．电子工业出版社，2008

[3]胡建明．MCS-51单片机篮球计分器的设计[M]．科学咨询（决策管理），2009(11):40

[4]王秀平．篮球比赛计时计分系统的研发[J]．荆楚理工学院学报 ,2010(5):24-26.

[5]王刚．基于单片机控制的便携式篮球计时器设计［J］．现代电子技术，2011(14):151-153

Design of System of Timing and Scoring for Campus Basketball Game

Chen Feng
（Jiangsu Vocational College of Business,Nantong,226011,China）

Traditional campus basketball game timing and scoring are relized by manual work.The method have the defect of inaccurate data.The paper design the campus basketball game time and scoring system according to the requirements of the basketball game rules.The control system uses AT89C51 single-chip computer,the whole hardware circuit mainly includes matrix keyboard,12864 LCD display,buzzer alarm circuit and so on.The software system includes 12864 display program,matrix keyboard program,time program and the alarm program. The reliability of the system is verified by simulation and practicality.The system has been applied in the campus basketball match, and the effect is good. The system meets the design requirements of the campus basketball game timing and scoring system.

Single-chip computer；Basketball game；Timing system；Scoring system

陈 峰（1983-），男，讲师，研究方向：电子与通讯。