篮球计分器设计毕业设计

　 1 目

　录 第一部分

　设计任务与调研 ………………………………………………………3

　第二部分

　设计说明 ………………………………………………………………5 第三部分

　设计成果 ………………………………………………………………10 第四部分

　结束语 …………………………………………………………………15 第五部分

　致谢 ……………………………………………………………………17 第六部分

　参考文献 ………………………………………………………………18 第七部分

　附录 ……………………………………………………………………19

　第一部分 设计任务与调研

　一 一 、调研 体育比赛记分系统是对体育比赛过程中所产生的比分等数据进行快速采集记录，加工处理，传递利用的信息系统。根据不同运动项目的不同比赛规则要求，体育比赛的记分系统包括测量类，评分类，命中类，制胜类得分类等多种类型。

　比如篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的记分系统是一种得分类型的系统。篮球比赛的记分系统由计分器等多种电子设备组成，同时，根据目前高水平篮球比赛要求，完善的篮球比赛记分系统设备应能够与现场成绩处理，现场大屏幕，电视转播车等多种设备相联，以便实现高比赛现场感，表演娱乐观众等功能目标。

　由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特的优点，使单片机迅速得到了推广应用，目前已经成为测量控制应用系统中的优选机种和新电子产品的关键部位。世界各大电气厂家，测控技术企业，机电行业，竞相把单片机应用于产品更新，作为实现数字化，智能化的核心部件。篮球计时计分器就是以单片机为核心的计时计分系统，由计时器，计分器，综合控制器和 24 秒控制器等组成。

　二 、设计任务 （1）给甲、乙两队分别设置加分按钮，各按钮按下分别实现给甲、乙队加 1～9 分。

　（2）给甲、乙两队分别设置减分按钮，各按钮按下分别实现给甲、乙队减 1～9 分。

　（3）设置一个复位按钮，按下实现甲、乙队总分回到初试分及显示

　（4）预置分通过甲、乙两队加分按钮实现。

　三 、

　设计要求

　（1）方案合理、正确，系统稳定、可靠。

　（2）软件设计要求尽可能精练、简短和运行可靠。

　（3）硬件电路要求简单明了，以节约成本。

　 第二部分 设计说明 一、硬件电路设计

　此记分器的设计采用模块化结构，主要由以下 2 个组成，即键盘模块、以及译码显示模块。以单片机为核心，配以一定的外围电路和软件，以实现比赛计分器的功能。它由硬件部分和软件部分组成。系统设计方案的硬件电路设计方框图如图 1 所示。

　 图 1 硬件电路设计方框图

　硬件电路由复位按钮、80C51 单片机、矩阵键盘和两个 4 位共阴极 LED显示器等组成。

　软件部分主程序主要由系统初始化段、键盘识别、键值处理、两个 4位共阴极 LED 显示器扫描显示子程序组成。

　矩 形 键 盘

　89C51 甲显示器 乙显示器

　二、 复位电路 为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为 5V±5%，即 4.75～5.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当 VCC 超过 4.75V低于 5.25V 以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。

　 目前为止，单片机复位电路主要有四种类型：（1）微分型复位电路；（2）积分型复位电路；（3）比较器型复位电路；（4）看门狗型复位电路

　三、其他

　在键盘中按键数量较多时，为了减少 I/O 口的占用，通常将按键排列成矩阵形式。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口(如 P1 口)就可以构成 4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越

　图 2 矩阵式键盘电路

　明显，比如再多加一条线就可以构成 20 键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键(9 键)。如图 2 所示。需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。

　矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，上图中，列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机的 I/O 口作为输出端，而列线所接的 I/O 口则作为输入。这样，当按键没有按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下。行线输出是低电平，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。具体的识别及编程方法如下所述。

　矩阵式键盘的按键识别方法 确定矩阵式键盘上何键被按下介绍一种“行扫描法”。行扫描法行扫描法又称为逐行(或列)扫描查询法，是一种最常用的按键识别方法，如上图所示键盘，介绍过程如下。

　判断键盘中有无键按下将全部行线 Y0-Y3 置低电平，然后检测列线的状态。只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与 4 根行线相交叉的 4 个按键之中。若所有列线均为高电平，则键盘中无键按下。

　判断闭合键所在的位置在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它线为高电平。在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键，矩阵键盘与 80C51 的接口电路如图 3 所示。

　 图 3 矩阵键盘与 80C51 的接口电路

　显示器采用两个四位共阴极 LED 显示器，来实现显示器的动态扫描，八个二极管连接一个阴极的结构，只要另一段为高电平，二极管就会发光，从而形成一段。将八段顺序排列后就成为具有一定编码的共阴显示器了。动态扫描的频率有一定的要求，频率太低，LED 将出现闪烁现象。如频率太高，由于每个 LED 点亮的时间太短，LED 的亮度太低，肉眼无法看清，所以一般均取几个 ms 左右为宜，这就要求在编写程序时，选通某一位 LED使其点亮并保持一定的时间，程序上常采用的是调用延时子程序。显示电路如图 4 所示。

　 图 4 显示电路接线图

　第三部分

　设计成果

　一 、 主程序流程图

　 主程序主要由系统初始化段、开中断、键盘识别、键值处理、两个 4位共阴极 LED 显示器扫描显示子程序和中断处理子程序等组成。通过对以上各段和子程序的结合，以实现系统功能。该系统主程序流程图如下图 5所示：

　 图 5 主程序流程图 开始 始初化 键盘识别 保存 甲 是否为+ 是否为+ 对应处理加 显示 对应处理减 对应处理减 对应处理加

　二 、 键值处理子程序流程图 按键识别及处理程序主要由键盘识别和键值处理组成。其中键盘识别子程序不断地对键盘进行判断是否有键按下。当有键按下时则转到键码处理即甲、乙总分处理子程序对相应按键进行相应处理，即可实现对甲、乙两队总分的计算与处理。

　键盘识别即依次判断第一列、第二列、第三列、第四列是否有键按下。如果有键按下，先得出列，再反向赋值得出行，最后得出所在行和列的位置。

　键值处理即先定义 0～9 这九个按键，再对三次按键值进行保存，再来判断是甲队还是乙队加减分，再判断是加还是减，最后判断加或减多少分，实现分别给甲、乙总分进行加分和减分。键值处理即甲、乙总分处理子程序流程图如下图 6 所示。

　 图 6 键值处理子程序流程图

　 甲或乙 除以 100除以 10个位 十位 百位 商 商 余余数 除以 100 除以 10

　三 、 子程序流程图

　由于该系统使用的是 8 位 LED 显示器显示计分器比分，因此显示采用动态扫描显示方法，即由显示器扫描显示子程序控制显示器逐个循环从左至右依次点亮各个显示器。这样虽然在任一时刻只要一个显示器点亮，但是由于人眼具有视觉残留效应，看起来与全部显示器持续点亮效果一样。显示器扫描显示子程序显示每一位用如图 7 所示流程方法完成。

　图 7 显示子程序流程图

　四、 复位程序流程图

　按钮与单片机 P0.6/AD6 引脚相连，当每次按下该按钮后，系统将通过软件实现对计分复位功能。

　在主程序运行过程中，只要系统识别到与单片机 P0.6/AD6 引脚相连的按键按下，程序则会转去执行复位程序，完成对甲、乙总分寄存单元的清从 80C51 的 P1 口送显示器位码 读相应位存储单元数据（中间两位显示“——”无此步）

　由读得数据查表确定段码由80C51 送相应显示器位 下一位上一位显

　示

　零，显示器各位的显示数寄存单元的复位，执行完毕后，返回主程序。流程图如 8 所示。

　 图 8 复位程序流程图

　开始 P0.6 为 0 甲、乙显示器复位 返回

　五 、 总电路原理图

　图 9 总电路原理图

　第四部分 结束语 通过这次毕业设计,我深刻体会到了其中的苦与乐,感悟甚是深切。

　在没有做设计以前，觉得设计只是对知识的单纯总结，但是通过这次设计发现自己的看法有点太片面，设计不仅是对前面所学知识的一种检验，也是对自己能力的一种提高，通过这次设计使自己明白了原来的那点知识是非常欠缺的，要学习的东西还很多，通过这次设计，明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作和生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质，并将理论与实际相结合,学以致用,不再是纸上谈兵,。对我们学生来说，理论与实际同样重要，这是我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。

　在这次设计中，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，发现我们所学的知识实在是有限，不过我们能够充分利用网络的优势去查阅资料。而且，设计中涉及到的电路图用了比较新的一款 PROTEUS 进行设计和仿真，使我多掌握了一个得力的仿真工具。

　我在整个设计过程中懂得了许多东西,当遇到一不了的问题，跟同伴一起商量、合作，或许能收到事半功倍的效果。不管学什么，一定要打好基础，并将其学好、学精，但空有知识也不一定就能说明什么，还得能为己所用;还有更重要的是培养了独立思考和设计的能力，树立了对知识应用的信心，相信会对今后的学习工作和生活有非常大的帮助，并且提高了自己的动手实践操作能力， 使自己充分体会到了在设计过程中的成功喜悦。虽然这个设计做的不是很完美，但是在设计过程中所学到的东西是这次设计的最大收获和财富，使我终身受益;最后,也是我感触比较深的一点,这次设计时为数不多的独立完成的一次,虽然过程中遇到很多困难,让自己犯愁过,彷徨过,急躁过,可当自己很快调整好心态,从跌倒的地方爬起来继续,最后取得成功,不止是成功后的喜悦,也是一次锻炼! 通过这次设计，明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作和生

　活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质，并将理论与实际相结合，理论与实际同样重要。

　实习中，我感受到了老师对学生的那种悔人不卷的精神，每天的固定时间，老师都来给我们指导，使我们少走弯路，顺利完成实习任务，请允许我向你们致意崇高的敬意，感谢你们，老师！

　在这次设计中，我在整个设计过程中懂得了许多东西，也培养了独立思考和设计的能力，树立了对知识应用的信心，相信会对今后的学习工作和生活有非常大的帮助，并且提高了自己的动手实践操作能力， 使自己充分体会到了在设计过程中的成功喜悦。虽然这个设计做的不是很理想，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我受益良多。

　 感谢老师指点和教诲，使我突破了许多难关,更从中学到了许多。

　第五部分 致谢

　感谢我的导师以及各位老师们，他们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。

　 设计中的每个实验细节和每个数据，都离不开老师的细心指导。而老师开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很快的融入我们这个新的实验室。

　感谢我的室友们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。三年了，仿佛就在昨天。三年里，我们没有红过脸，没有吵过嘴，没有发生上大学前所担心的任何不开心的事情。只是今后大家就难得再聚在一起吃每年元旦那顿饭了吧，没关系，各奔前程，大家珍重。我们在一起的日子，我会记一辈子的。

　 感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。

　 三年充实的生活告诉我，民族需要掌握先进理念、具有国际视野、熟悉具体环境的实战先锋；也告诉我，只有不断经历考验、挫折、甚至失败，才能逼近我们最终的理想！

　 第六部分 参考文献 [1] 宋彩利，孙友仓，《 单片机原理与应用及 C51 程序设计[M]》，西安，交通大学出版社，2001； [2] 潘永雄，《新编单片机原理与应用[M]》，西安，电子科技大学出版社，2009； [3] 刘淑荣，往瑾，《MCS51 单片机原理及应用[M]》，中国电力出版社，2011 [4] 孙涵芳，徐爱卿，《MCS5196 系列单片机原理与应用[M]》，北京航空航天大学出版社，1996 [5]何立民，《MCS51 系列单片机应用系统设计》，北京航空航天大学出版社，1998 [6]陈光东，赵性初，《单片微型计算机原理与接口技术》，华中理工大学出版社，1995 [7]王廷才，王崇文，《电子线路计算机辅助设计 Protel 2004》，

　高等教育出版社，2006；

　 附录 附录

　程序清单 ORG 0000H START:MOV 2AH,#100 MOV 4AH,#100 MOV

　DPTR ,#TAB MOV 6AH,#0FEH MOV 6BH,#0FDH MOV 6CH,#0DFH MOV 6DH,#0F7H MOV 6EH,#0EFH MOV 6FH,#0FBH MAIN: MOV P2,#0F0H K0:

　 JB P2.4 ,K1 MOV A,P2 MOV

　30H,A MOV P2,#0FFH MOV P2,#0FH MOV A,P2 ORL A,30H MOV 31H,A

　LJMP KK K1:

　 JB P2.5,K2 MOV A,P2 MOV 30H,A MOV P2,#0FFH MOV P2,#0FH MOV A,P2 ORL A,30H MOV 31H,A LJMP KK K2:

　 JB P2.6, K3 MOV A,P2 MOV 30H,A MOV P2,#0FFH MOV P2,#0FH MOV A,P2 ORL A,30H MOV 31H,A LJMP KK K3:

　JB

　P2.7, LL MOV A,P2 MOV 30H,A MOV P2,#0FFH MOV P2,#0FH

　MOV A,P2 ORL A,30H MOV 31H,A LJMP KK KK:

　MOV DPTR,#TAB MOV A,31H MOV 31H,#0H CJNE A,#07EH ,Z0 MOV A,#4H ADD A,2AH MOV 2AH,A LJMP LOOP Z0:

　CJNE

　A,#07DH , Z1

　 MOV A,2AH

　 SUBB

　A,#4H

　 MOV

　 2AH,A

　 LJMP

　LOOP Z1:

　CJNE

　A,#07BH ,Z2

　 MOV A,#4H

　 ADD A,4AH

　 MOV

　4AH,A

　 LJMP LOOP Z2:

　CJNE

　A,#077H, Z3

　 MOV A,4AH

　SUBB

　A,#4H

　 MOV

　 4AH,A

　 LJMP

　LOOP

　Z3:

　CJNE

　A,#0D7H ,Z4

　 MOV A,2AH

　 SUBB

　A,#2H

　 MOV 2AH,A

　 LJMP LOOP Z4:

　CJNE

　A,#0EBH ,Z5

　 MOV A,#1H

　 ADD A,2AH

　 MOV

　2AH,A

　 LJMP LOOP

　Z5:

　CJNE A,#0DBH ,Z6

　 MOV A,#2H

　 ADD A,2AH

　 MOV 2AH,A

　 LJMP LOOP

　Z6:

　CJNE A,#0BBH ,Z7

　 MOV A,#3H

　 ADD A,2AH

　 MOV

　2AH,A

　LL:

　LJMP LOOP

　 Z7:CJNE A,#0EDH ,Z8

　MOV A,4AH

　 SUBB A,#1H

　 MOV 4AH,A

　 LJMP LOOP

　Z8:

　CJNE A,#0DDH ,Z9

　 MOV A,4AH

　 SUBB A,#2H

　 MOV 4AH,A

　 LJMP LOOP

　Z9:

　CJNE A,#0BDH ,Z10

　 MOV A,4AH

　 SUBB A,#3H

　 MOV 4AH,A

　 LJMP LOOP

　Z10: CJNE A,#0EEH ,Z11

　 MOV A,#1H

　 ADD A,4AH

　 MOV 4AH,A

　 LJMP LOOP

　Z11: CJNE

　A,#0DEH ,Z12

　 MOV A,#2H

　 ADD A,4AH

　 MOV

　4AH,A

　 LJMP LOOP

　 Z12: CJNE A,#0BEH ,Z13

　 MOV A,#3H

　 ADD A,4AH

　 MOV 4AH,A

　 LJMP LOOP

　Z13: CJNE

　A,#0E7H ,Z14

　 MOV A,2AH

　 SUBB

　A,#1H

　 MOV 2AH,A

　 LJMP LOOP

　Z14: CJNE

　A,#0B7H ,LOOP

　 MOV A,2AH

　 SUBB

　A,#3H

　 MOV 2AH,A

　 LJMP LOOP

　LOOP:MOV A,2AH

　 MOV B ,#100

　 DIV AB

　 MOV 3AH,A

　 MOV A,B

　 MOV B ,#10

　 DIV AB

　 MOV 3BH,A

　 MOV 3CH,B

　MOV R0,#3AH

　 MOV R1,#6AH

　 MOV R3,#3

　L0P1:MOV A,@R0

　 MOVC A,@A+DPTR

　 MOV P1,A

　 MOV A,@R1

　 MOV P0,A

　 MOV R6,#0FFH

　 DJNZ R6,$

　 MOV P0,#0FFH

　 INC R0

　 INC R1

　 DJNZ R3,L0P1

　 MOV A,4AH

　 MOV B ,#100

　 DIV AB

　 MOV 5AH,A

　 MOV A,B

　 MOV B ,#10

　 DIV AB

　 MOV 5BH,A

　 MOV 5CH,B

　 MOV R0,#5AH

　MOV R1,#6DH

　 MOV R3,#3

　LOP2:MOV A,@R0

　 MOVC A,@A+DPTR

　 MOV P3,A

　 MOV A,@R1

　 MOV P0,A

　 MOV R6,#8FH

　 DJNZ R6,$

　 MOV P0,#0FFH

　 INC R0

　 INC R1

　 DJNZ R3,LOP2

　 JNB P0.6 ,SS

　 LJMP MAIN

　SS:

　LJMP START TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H, 7FH,6FH