基于STC89C52单片机的篮球比赛记分牌设计

（长江工程职业技术学院，武汉 430212）

篮球赛事不可缺少的工具是记分牌，当前记分方式多采用记分员手动翻动记分牌记分，存在显示信息不多、人工操作容易出错等弊端。可见设计经济适用、操作简单、显示直观的篮球记分牌是必要的，一方面可预防不良事件发生；另一方面，可解决比赛中比分与时间的不准确性和直观性，提高比赛的公平性和透明度。

1 系统设计方案

1.1 系统功能要求

简易的篮球比赛记分牌能应用到实际比赛场合，在外观上要求记分牌上显示的文字和数字具有较高的清晰度。功能上的具体要求如下：（1）正确稳定地显示比赛单位的名称；（2）可修改比赛剩余时间并能准确显示；（3）能实时记录比赛得分；（4）具有暂停功能。

1.2 系统设计思路

本系统由主控芯片STC89C52、时钟／复位电路、按键电路、LED显示屏、显示屏控制卡等5部分组成，如图1所示。图中时钟／复位电路和按键电路为TC89C52单片机的外围电路，单片机与控制卡之间的双向箭头表示通信，控制卡控制LED显示屏显示的内容。主控芯片STC89C52单片机具有标准的51体系结构和功能，且程序下载方便。时钟信号由晶振提供，复位电路具有手动复位和自动复位功能。系统采用8个按键用于选择比赛单位和调整比分、犯规次数。利用室内5.0单色单元板显示比赛单位、比分、比赛剩余时间及犯规次数，并配有驱动控制卡仰邦BX-5K2。室内5.0单色单元板显示字数为2×4，即2行4个字。而显示内容需要4行7个字，故需要4块室内5.0单色单元板拼接。单元板尺寸为：488mm×244mm，则4块单元板拼接后的尺寸为：976mm×488mm。室内5.0单色单元板工作电压为220V，开关电源负荷为5V／40A。单元板分辨率为64×32，驱动方式为1／16扫描，通讯方式为RS-485／232／08，平均功耗为100 W／m2，，像素直径为5mm，像素间距为7.62mm。BX-5K2采用串行通讯方式。控制卡内置字库，用户只需发送汉字编码就能显示内容，大大减少数据流量。控制卡支持信息动态刷新：共有6个动态区域，既可同时更新信息，也可单独更新；开放通讯协议，便于用户进行二次开发；BX-5K系列不仅支持字库内码格式的信息传输方式，同时新增支持图片点阵格式的信息传输方式，应用灵活。

2 系统功能实现

系统设计包括软硬件设计。硬件设计主要包括：时钟／复位电路、按键电路、LED屏显示卡与STC89C52单片机的通讯电路。软件设计包括主程序设计、中断服务程序设计及子程序设计。

图1 系统框图

2.1 系统硬件设计

按键电路如图2所示。该电路用于实现选择比赛单位、实时修改比分等功能。P1.0～P1.7端口接有4.7K的上拉电阻，在未检测到按键按下时各端口为高电平。一旦检测有键按下，则断口输入低电平。按键S0具有选择甲队功能。每接通一次，则甲队比赛单位名称更新一次。按键S1具有选择乙队功能。每接通一次，则乙队比赛单位名称更新一次。按键S2为甲队加分健。每接通一次，则比赛单位甲加1分。按键S3为乙队加分健。每接通一次，则比赛单位乙加1分。按键S4和S5具有防误操作功能。S4或者S5每接通一次，则比赛单位甲或单位乙减1分。按键S6分别用来选择比赛剩余时间，设置40分钟，20分钟，10分钟三种类型。按键S7可实现比赛暂停和再启动功能。

图2 按键电路

时钟／复位电路如图3所示。时钟信号由11.0592MHz的晶振提供，复位电路具有上电复位和手动复位的功能。

图3 时钟电路

通讯电路如图4所示。该电路实现单片机与LED显示屏控制卡之间的通讯。由于BX-5K2多区域LED字库控制器采用串口通讯方式，故选择电平转换芯片MAX232实现STC89C52单片机与BX-5K2多区域LED字库控制器之间通讯。

图4 通讯电路

2.2 系统软件设计

主程序设计。主程序主要完成系统初始化、显示比赛单位、比分等功能，其软件流程如图5所示。程序初始化后根据按键的接通情况进行操作。若keyval=6，表示按键S6接通，则选择比赛时间并送LED显示屏并显示；若keyval=7时，表示按键S7接通，则转去调用暂停的中断子程序；若keyval=0，按键S0接通则选择甲队比赛单位并显示；若keyval=1，表示按键S1接通，则选择乙队比赛单位并送LED显示屏显示；若keyval=2时，表示按键S2接通，则甲队加1分并显示；若keyval=3时，表示按键S3接通，则乙队加1分并显示；若keyval=4时，表示按键S4接通，则甲队减1分并显示；若keyval=5时，表示按键S5接通，则乙队减1分并显示。

图5 主程序流程图

中断服务程序设计。该程序主要完成暂停功能，其流程如图6所示。按键S7第一次按下时，定时器停止工作。按键S7再次按下时，定时器又继续工作。

3 结 语

基于STC89C52单片机的篮球比赛记分牌通过5.0单色单元板显示，其硬件电路设计简单。对于软件设计，为防止直接设计单片机与BX-5K2多区域LED字库控制器通讯不能一次成功，首先利用PC机串口调试助手与BX-5K2多区域LED字库控制器进行通讯，待该项工作完成后才调试单片机与BX-5K2间的通讯。篮球比赛记分器经过制板和调试后能够稳定运行，满足了实际要求。

图6 中断服务程序流程图