单片机设计篮球积分器

摘要

本设计是采用单片机AT89C52作为本设计的核心元件。利用7段共阴LED 作为显示器件。在此设计中共接入了8个7段共阴LED显示器，其中4个用于记录AB队的分数，每队2个LED显示器显示范围可达到0~99分，足够满足赛程需要，另外4个LED显示器则用来记录赛程时间，其中2个用于显示分钟，2个用于显示秒钟。赛程计时采用倒计时方式。即比赛前将时间设置好，比赛开始时启动计时，直至计时到零为止。计时范围可达到0~99分钟，也完全满足实际赛程的需要。当比赛队A对得1分时，按下A+1键；得2分时，按下A+2键；得3分时，按下A+3键；当加分出现错误时，可以按A-1键减1分，可以达到调整分数的作用；依照同样的方法可以记录B对的得分。

采用单片机控制使这个系统按键操作使用简洁，LED显示，安装方便。解决了篮球比赛计分器的安装问题，节约了线材，适合在各种规模的体育场馆使用，完全可以代替传统的用钟表进行计时的方法，当然稍加改动也可以用于其他球类比赛，是体育器材向智能化发展的一个实例。

关键字：单片机AT89C51、LED数码显示管。

目录

一．设计要求 (1)

二．设计的基本步骤及方案 (1)

1．AT89C51简介 (1)

2．数码管显示原理 (1)

3．总体方案 (2)

三、线路图 (4)

四、程序功能说明 (5)

五、程序设计及实现 (10)

六、课程设计心得体会 (9)

七、致谢 (10)

八、附录（程序清单） (10)

一．设计要求

1）设计一款显示篮球比分的记分牌；

2）通过加分按钮可以给A队，或B队加分；

3）设计对调功能，更换场地后，AB队分数互换；

4）计时：能实现0～99分和0～59秒任意调整，具有启动、暂停、复位功能；

5）秒计时：能实现0～99秒任意调整，具有启动、暂停、复位功能；

6）自定义按键个数和功能；

7）增加局数比分功能；

8）增加比赛时间倒计时功能；

9）报警：0～99秒违例自动声、光报警：0～99分终场自动声响；

10）可实现A、B两队暂停次数和犯规的显示和任意加减；

11）其他功能。

二．设计的基本步骤及方案

1．AT89C51简介

单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多功能I/O 口等计算机所需要的基本部件的大规模集成电路。

其以体积小、功能全、性价比高等诸多优点而独具特色，在工业控制、尖端武器、通信设备、家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头。如果说C语言程序设计课程设计软件设计的基础课，那么单片机以其系统硬件构架完整、价格低廉、学生能动手等特点，成为工科学生硬件设计基础课。

2．数码管显示原理

数码管实际上是由7个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。我们分别把他命名为A,B,C,D,E,F,G,H。

图1 数码管内部结构图

假设我们要显示一个数字2, 那么 A、B、G、E、D这5个段的发光管亮就可以了，C、F、H不亮，同时由于接法为共阴接法，那么为高电平是亮，低电平是灭。从高往低排列， P1.7-P1.0写成二进制为01011011，把他转化为16进制则为5BH。我们可以根据硬件的接线把数码管显示数字编制成一个表格，见下表，以后直接调用就行了。

数码管的接口有静态接口和动态接口两种。静态接口为固定显示方式，无闪烁，其电路可采用一个并行口接一个数码管，数码管的公共端按共阴接GND，本次课程设计由于所需数码管不多，故可用些种方法接线。这种接法占用接口多，仅能接少量数码管。

动态接口采用各数码管循环轮流显示的方法，当循环显示的频率较高时，利用人眼的暂留特性，看不出闪烁显示现象，这种显示需要一个接口完成字形码的输出，另一接口完成各数码管的轮流点亮。多位一体的数码管原理和单个的差不多。

3．总体方案

基于单片机系统的篮球赛计时计分器的系统构成图如下图所示：

图2 系统结构图

本系统采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件。利用7段共阴LED 作为显示器件。在此设计中共接入了8个7段共阴LED 显示器，其中4个用于记录AB 队的分数，每队2个LED 显示器显示范围可达到0~99分，足够满足赛程需要，另外4个LED 显示器则用来记录赛程时间，其中2个用于显示分钟，2个用于显示秒钟。赛程计时采用到计时方式。即比赛前将时间设置好，比赛开始时启动计时，直至计时到零为止。计时范围可达到0~99分钟，也完全满足实际赛程的需要。

其次，为了配合计时器和计分器校正调整时间和比分，我们特定在本设计中设立了12个按键，其中11个用于设置，交换场地，启动和暂停、复位等功能。

AT89C51

计时显示

比分显示 修改比分

比赛暂停、时间暂停

时间复位

三、线路图

图3 程序连线图

图四程序连线图

四、程序功能说明

在这个程序中定义了三个显示函数dispaly()、dispaly1()、dispaly2()，分别是时间显示，甲队和乙队的比分显示，同时还有一个键盘扫描函数keyscan()实现对按钮输入的识别。可以通过按钮实现对两队比分的进行三分、两分、一分的加减、比分切换和时间的暂停复位以及开始的操作。函数delay()是实现显示

屏的显示操作。

五、程序设计及实现

图5 时间显示设计 代码实现：

void dispaly1(char a) //甲队比分显示 {uchar ge1,shi1; b=a; ge1=b%10; P2=0x02;

开始

定时清零两队分数

设置定时

开始按键是否按下

定时时间是否到 倒计时开始计时 暂停键是否按下

计分键是否按下

对应甲乙队加减的分数

交换键是否按下

甲乙两队交换

分数显示

Y

N

Y Y

Y

Y

N

N

N

N

P0=tab[ge1];

delay(1);

shi1=b/10;

P2=0x01;

P0=tab[shi1];

delay(1);

P2=0x00;

}

键盘扫描子程序

调用判断有无按下子程序

N

有键按下吗?

Y

调用确定键值子程序

执行所按键的相应功能子程序

返回

图6 键盘扫描设计

代码实现：

void keyscan() //矩阵键盘扫描控制{

char a,c,e,f;

dispaly1(a);

dispaly2(c);

P3=0xfe;

temp=P3;

temp=temp&0xf0;

时间中断程序流

开始

A=A-1

N

A=0

Y

退出循环

停止记时

图7 中断设计

代码设计：

void timer0(void)interrupt 1

{

TH0=0x4C; //T0中断。50S延时初值

TL0=0x00;

t++;

if(t==20)

{

t=0;

miao--;

if(miao==-1)

{

fen--;

miao=59;

}

if(fen==-1)

{

fen=0;

miao=0;

beep=0; //时间停止，蜂鸣器响

}

}

}

六、课程设计心得体会

俗话说：好的开始是成功的一半。说起课程设计，最重要的就是做好设计的预习，认真的研究老师给的题目，选一个自己感兴趣的题目。其次，老师对课程设计的讲解要一丝不苟的去听去想，因为只有都明白了，做起设计就会事半功倍。最后，要重视程序的模块化，修改的方便，也要注重程序的调试，掌握其方法。

本次实训我们每人自己进行独立设计，我们查阅了相关书籍，做好各项准备后才开始进行设计，设计过程中遇到很多问题。本次设计测试结果以及不足之处：计时电路可完成倒计时、暂停、继续等功能，在比赛时间到后可进行报警。记分电路工作正常，可完成对比分的刷新与暂存。但在测试过程中发现，在比赛上半场时间到后，不能进行比分的交换。进行分析后得出结论如下：系统电路部分设计没有原则性的错误。但因为软件系统编写方面的疏忽，在比分交换及计时部分没有能很好的实现。除此之外，软件达到了系统的要求。

通过这两个星期的课程设计，发现了我们的很多不足，我们知识的很多漏洞，看到了我们的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。在这个

过程中，我们也曾经因为实践经验的缺乏失落过，也曾经仿真成功而热情高涨。通过单片机课程设计，我们加深了对单片机理论的理解，学回了怎样将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的不畏困难的挑战精神，从而不断地战胜自己，超越自己，我们在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻易言弃。设计过程，也好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，也许这就是在对我们提出了挑战，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。

此次课程设计充分锻炼了我的设计能力，给我注入了一些全新的认识，为我以后的设计和实验奠定了基础，也为引导我们以理论结合实践起到重要意义。

七、致谢

此次课程设计中在编写代码的时候很感谢我们的舍友给我的帮助，在实现显示函数的时候多亏他们才能避免很多错误，在最后实用keilc和proteus联调的时候很感谢指导老师丁莉老师，忙了很久才给我把程序弄好，要不是丁老师，我可能最后也不可能完成这个课程设计。最后非常感谢在我做课程设计过程中给予我帮助的人。

八、附录（程序清单）

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar code tab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff};

uchar b,d,t; //定义变量

uchar fen=10,miao=0; //定时初始变量

uchar flag; // 标志位

uchar temp; //矩阵键盘键值

sbit beep=P1^7; //蜂鸣器

void delay(uint z) // 延时子程序

{ uint x,y;

for(x=z;x>0;x--)

for(y=110;y>0;y--);

}

void dispaly() //定时时间显示{uchar miaoge,fenge,miaoshi,fenshi;

miaoge=miao%10;

P2=0x80;;

P0=tab[miaoge];

delay(1);

miaoshi=miao/10;

P2=0x40;

P0=tab[miaoshi];

delay(1);

fenge=fen%10;

p2=0x20;

P0=tab[fenge];

delay(1);

fenshi=fen/10;

P2=0x10;

P0=tab[fenshi];

delay(1);

p2=0x00;

}

void dispaly1(char a) //甲队比分显示{uchar ge1,shi1;

b=a;

ge1=b%10;

P2=0x02;

P0=tab[ge1];

delay(1);

shi1=b/10;

P2=0x01;

P0=tab[shi1];

delay(1);

P2=0x00;

}

void dispaly2(char c) //乙队比分显示{uchar ge2,shi2;

d=c;

ge2=d%10;

P2=0x08;

P0=tab[ge2];

delay(1);

shi2=d/10;

P2=0x04;

P0=tab[shi2];

delay(1);

P2=0x80;

}

void keyscan() //矩阵键盘扫描控制{

char a,c,e,f;

dispaly1(a);

dispaly2(c);

P3=0xfe;

temp=P3;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{

delay(5);

temp=P3;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{

temp=P3;

if(temp==0xee)

{

delay(5);

if(temp==0xee)

{

a++; //甲队比分加一

if(a>=100)

a=99;

dispaly1(a);

}

}

if(temp==0xde)

{

delay(5);

if(temp==0xde)

{

a=a+2; //甲队比分加二

if(a>=100)

a=99;

dispaly1(a);

}

}

if(temp==0xbe)

{

delay(5)

if(temp==0xbe)

{

a=a+3; //甲队比分加三

if(a>=100)

a=99;

dispaly1(a);

}

}

if(temp==0x7e)

{

delay(5);

if(temp==0x7e)

{

a--; //甲队比分减一

if(a<=-1)

a=0;

dispaly1(a);

}

}

while(temp!=0xf0) //松手控制

{

temp=P3;

temp=temp&0xf0;

dispaly1(a);

}

}

}

P3=0xfd;

temp=P3;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{

delay(5);

temp=P3;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{

temp=P3;

if(temp==0xed)

{

deley(5);

if(temp==0xed)

{

c++; //乙队比分加一

if(c>=100)

c=99;

dispaly2(c);

}

}

if(temp==0xdd)

{

delay(5);

if(temp==0xdd)

{

c=c+2; \\乙队比分加二

if(c>=100)

c=99;

dispaly2(c);

}

}

if(temp==0xbd)

{

delay(5);

if(temp==0xbd)

{

c=c+3; //乙队比分加三

if(c>=100)

c=99;

dispaly2(c);

}

}

if(temp==0x7d)

{

delay(5);

if(temp==0x7d)

{

c--; //乙队比分减一

if(c<=-1)

c=0;

dispaly2(c);

}

}

while(temp!=0xf0) // 松手检测

{

temp=P3;

temp=temp&0xf0;

dispaly2(c);

}

}

}

P3=0xfb;

temp=P3;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{

delay(5);

temp=P3;

temp=temp&0xf0;

while(temp!=0xf0)

{

temp=P3;

if(temp==0xeb)

{

delay(5);

if(temp==0xeb)

{

a=0; //双方比分清零

dispaly1(a);

c=0;

dispaly2(c);

}

}

if(temp==0xdb)

{

delay(5);

if(temp==0xdb)

{

e=a;

f=c;

a=f;

dispaly1(a); //双方比分切换

c=e;