基于STC89C51单片机的篮球计分器的设计

赵素玲

摘要：在篮球比赛时一般的篮球计分是采用把数字写在布上，比赛时通过翻布来进行计分。而计时又是通过秒表进行计时的。这样观看者想看比赛进行的情况就相对比较麻烦。该文设计的积分器是基于单片机的篮球计分器，能够在一个显示器上显示出当局的比分、局比分、比赛剩余时间，同时还具有24秒倒计时功能。并且比赛时间可以通过按键进行重新的设置，或者不小心加错了分也可以通过按键把相应的错误改正过来。这样一体化的设计方便了观看者了解比赛的进行情况。本计分器采用STC89C51单片机作为主控芯片，采用4*3的矩阵键盘进行人机交互，通过LCD1602实时更新最新比赛信息，并且采用了5VUSB的供电方式，方便实用。

关键词：篮球计分器；LCD1602；STC89C51单片机

中图分类号：TP338 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）33-0159-03

现如今随着人们生活水平的不断提高，已经不仅仅是停留在追求温饱的水平上，而更多的是追求娱乐享受，比如音乐、影视、游戏等等。其中篮球就是一种娱乐，原始的篮球比赛计分方式存在很多的不方便，从而我们设计出一种新式的计分器。本设计具有小巧实用、成本低、操作简单、功能齐全等优点。

1 系统的硬件选择

对于这个计分器我们最初的设计思想是，它应该能基本达到如下要求：

1）能准确的进行计时，并能随时的暂停和开始；

2）能通过按键进行比分的加减；

3）能将比赛的信息实时的显示出来；

4）能在一场比赛结束后清除比分。

根据这些要求我们首先对主控芯片进行选择。STC89C51单片机是由全球最大8051单片机设计公司宏晶科技生产制作。其编程方式和MCS-51内核单片机完全通用、价格低廉、在使用上简单方便。不过该款单片机还有些不足之处，在一些比较大型的设计上需要扩展比较多的外围电路，这也会稍微增加一些成本。对于显示模块的选择是采用LCD1602液晶显示屏，液晶显示屏的显示功能强大，能够清晰的显示出2*16个字符（包括字母，数字，符号，自定义字符）。LCD1602采用八位并口传输数据控制，显示内容可以实时更新，价格适中，不过不能显示中文信息。考虑到本设计中篮球计分计时器所显示的内容都是数字和字母，并且LCD1602能够显示的最大字符数完全够用。所以最终决定采用LCD1602液晶屏作为显示。对于输入设备开始设想采用独立的按键作为输入设备，独立按键每一个按键对应于一个功能，并且每一个按键都需要占用一个I/O口，这样有多少个按键单片机每次都需要检测多少次。这样不但浪费单片机I/O口而且按键的反应速度也会降低。另外一个方案就是采用矩阵键盘作为输入设备。根据本设计中所需要的功能按键是12个，所以我们考虑采用4*3的矩阵键盘，4*3的矩阵键盘只需要占用7个I/O口，比独立按键可以减少5个I/O口。而检测的方法跟4*3矩阵键盘完全兼容可以直接调用。综合以上论述最终决定采用4*3的矩阵键盘作为本积分器的输入设备。定时器件的选择是采用单片机内部定时器作为计时器。单片机内部的定时器能够最小计时微秒级别，并且能够随时暂停和继续开始计时。这样就能够方便在比赛时暂停和开始，而且不会丢失时间，而使发生计时错误。而且不需要多加任何的硬件电路，节约了成本。主要的硬件选好之后，则系统的结构框图如下图1所示：

2 系统的原理图设计

下图2为我们最终设计的电路原理图。

5 结论

经过一段时间的奋战，新式的篮球计分器终于完成了，整个设计过程从开始对设计原理的构思，然后通过对系统硬件的论证，在通过绘制原理图，找到各种元器件相对应的封装，在没有封装的情况通过查找芯片手册得知该芯片的封装尺寸进而自己尝试的绘制，再到更改从原理图导出PCB图所出现的各种错误，然后设置各种电器规则，加焊盘、过孔、布线等各种设置。在电路原理图设计完成之后接下来就要开始写程序，在写程序的时候需要养成良好的习惯在一些关键的位置进行注释，方便后续对程序的修改，还有对于一些芯片的编程控制需要有严格的时序要求，可以通过查阅相应的芯片手册得到完整的时序图，还可以借鉴前人所写的程序。程序编写完成后通过用Protuse仿真软件进行仿真验证所写的程序，并不断的修改以到达我们预期的要求。这些过程对我的专业知识的提高是非常大的。

参考文献：

[1] 白雪冰， 张延林等. 单片机原理及应用[M]. 哈尔滨： 东北林业大学出版社， 2006.

[2] 谢运祥， 欧阳森等. 电力电子单片机控制技术[M]. 北京： 机械工业出版社， 2007.

[3] 胡汗才. 单片机原理与接口技术[M]. 北京： 清华大学出版社， 2004.

[4] 王萍. 电子技术实验教程[M]. 北京： 机械工业出版社， 2009.