漯河市青少年科技創(chuàng)新獎候選人申報材料智能籃球計時計分器設(shè)計與制作1．前言隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，微電子技術(shù)更是以突飛猛進的速度前進。單片機（SingleChipMicrocomputerorOneChipMicrocomputer是微型計算機的一個重要分支。它使計算機從海量數(shù)值計算進入智能控制領(lǐng)域，從而智能電子產(chǎn)品應(yīng)運而生。傳統(tǒng)的手翻籃球計分牌功能單一，只能起到加分的功能，計算時間還需要另外的計時設(shè)備操作麻煩且誤差大。出于創(chuàng)新的理念，著眼與現(xiàn)實應(yīng)用。我們采用當(dāng)前頗為流行的AT89C51單片機芯片，通過編程控制并配以必要的外圍顯示及驅(qū)動電路構(gòu)成一款具有創(chuàng)新意義且實用的智能籃球賽計時計分器。本系統(tǒng)具有賽程定時設(shè)置、賽程時間暫停、及時刷新甲、乙隊雙方的成績以及賽后成績暫存等功能。它具有成本低、性能穩(wěn)定、操作方便且易攜帶等特點。2.基本功能介紹2．1賽程時間設(shè)置在計時電路中如電路設(shè)計原理圖所示，按鍵開關(guān)K5、K6用來設(shè)置賽程時間。半場時間為20分鐘，則通過按后鍵，使數(shù)碼管1顯示“2”即可；再按^鍵，設(shè)置比賽時間的個位數(shù)，使數(shù)碼管2顯示“0”即可。時間設(shè)置好后，等待賽程開始。2．2賽程時間啟／暫停設(shè)置當(dāng)時間設(shè)置完后，比如設(shè)置賽程時間為45分鐘，則如在電路設(shè)計原理圖所示的LED顯示器上則顯示為4500，45表示分鐘，00表示秒鐘。這時，如果裁判吹響開始哨聲時，則應(yīng)立即按下按鍵K7,表示賽程開始，計時顯示則由4500變成4459,4458.一直計為0000時表示賽程結(jié)束。如電路設(shè)計原理圖所示，按鍵防為賽程啟動和暫停控制。2．3比分交換控制比分交換控制由電路設(shè)計原理圖所示的K7鍵完成。我們知道，因為比分交換是在上半場賽程結(jié)束后進行的，也就是說比分交換受賽程時間控制，只有當(dāng)上半場計時器指示為0000時，按防鍵，則會自動交換甲、乙兩隊分數(shù)。如果上半場賽程時間沒有到0000時，則此時按防鍵，只會暫停比賽，不能交換分數(shù)。如果要繼續(xù)賽程，再按一次K7即可。因此，K7鍵完成三重功能，即：啟動、暫停、比分交換。2．4賽程結(jié)束報警漯河市青少年科技創(chuàng)新獎候選人申報材料當(dāng)比賽結(jié)束時，系統(tǒng)會自動發(fā)出報警聲，提示賽程結(jié)束。3．系統(tǒng)方案設(shè)計基于單片機系統(tǒng)的籃球記時記分器系統(tǒng)設(shè)計方框圖如下所示：本系統(tǒng)采用單片機AT89C51作為本設(shè)計的核心元件，利用7段共陰LED作為顯示器件。4．系統(tǒng)電路設(shè)計4．1計時電路的工作原理：計時電路如電路設(shè)計原理圖所示，主要由按鍵開關(guān)K5?K7,單片機AT89C51,譯碼器以及LED顯示器構(gòu)成。當(dāng)調(diào)節(jié)開關(guān)后按下時，產(chǎn)生一個低電平；立即數(shù)00H取出，同時調(diào)節(jié)P2.0的LED輸出高電平表示可以向調(diào)分十位的CD4511發(fā)送數(shù)據(jù)，但CD45n的輸出端a—g不會有輸出，因為LE=1時，CD45n鎖存。這時只要將要顯示數(shù)據(jù)的代碼經(jīng)P1口的P1.0?P1.3送到CD4511的輸入端A~D端，送完后，將LE清零。這時便可以將要顯示數(shù)據(jù)的代碼經(jīng)CD45n譯碼后，從輸出端a—g輸出，送LED顯示器顯示。調(diào)時按鍵開關(guān)每按一次，數(shù)字自動加1,直到調(diào)到需要設(shè)置的時間即可。調(diào)時（個位）的操作方法與上一樣。時間設(shè)置完后，啟動定時器T0開始定時計數(shù)。計時采用倒計時方式。4.2計分電路的工作原理計分電路主要由單片機AT89C51、串/并轉(zhuǎn)換器、LED顯示器、74LS21以及按鍵開三組成。其工作過程如下：按鍵開關(guān)K1?K4組成甲、乙兩隊加減分控制。按鍵開關(guān)K1~K4一端接地，另一端輸入與門74LS21的9腳、10腳、12腳、13腳以及單片機AT89C51的P3.5、P3.4、P0.2、P0.1。當(dāng)KI~K4四個按鍵的任何一位按下時，與門的8腳輸出都會產(chǎn)生低電平使單片機發(fā)生中斷，從而使相應(yīng)LED顯示。因為按鍵開關(guān)按下時為低000001。5.電路設(shè)計原理圖漯河市青少年科技創(chuàng)新獎候選人申報材料腳，使其外部中斷INTO發(fā)生中斷，從而調(diào)用中斷服務(wù)程序，將要顯示的數(shù)據(jù)從程序中定機P3.7腳輸出低電平，將6片CD4094中顯示代碼送LED顯示器顯示，便得到顯示為機P3.7腳輸出6次高電平,這樣便使6片CD4094中得到不同的顯示代碼.然后使單片Q"S移位至下一片CD4094輸入端的第2腳。在RXD引腳輸出數(shù)據(jù)過程中，連續(xù)使單片7腳輸出高電平給CD4094的第1腳STR,單片機P3.使前一片CD4094中的8位數(shù)據(jù)從CD4094的輸入端第2腳。在串行數(shù)據(jù)通過RXD引腳輸出時，則TXD引腳會輸出多位時K1K2K3K4相與的結(jié)果為低電平，這時與門8腳輸出低電平到單片機AT89C5的P3.2某一時刻后，當(dāng)乙隊加分時，則按下^，這時K3=0（低電平），其余K1K2K4=111，鐘作為移位脈沖。將8位數(shù)據(jù)順利送到CD4094中。另外