基于单片机的篮球比赛计时记分系统的设计

0 引 言
    在2008年中科技奥运是非常重要的一个方面，而计时记分系统在竞赛中更是重中之重，可以说好的计时记分系统决定着举办的成败。
    在篮球比赛中，总的倒计时是必需的，规定为12 min。除此以外，为了加快比赛节奏，还规定了队员的持球时间不能超过24 s，否则就犯规。这里所设计的计时器涵盖了以上要求，可用于篮球比赛中。用于对总时间和持球时间24 s的限制。

1 设计要求
    该系统能完成的功能为：以89C5l单片机为核心器件，组成一个电子计时记分系统；系统显示由12位数码管组成，分别为记分牌与倒计时牌；可随时记分，随时暂停，随时开始。
    根据设计功能，设计思路如下：
    (1)时间显示用6个数码管，分数显示用4个数码管，用来动态扫描方式显示。时间由单片机的P2口扫描，分数由P0口扫描。
    (2)时间的暂停与开始，分数的累加，通过接入键盘电路实现。系统共涉及4个按键，分别定义为：
    K1键功能：暂停键，即当比赛需要暂停时，可以使24 s和总时间随时暂停；
    K2键功能：开始键，即暂停结束后，比赛需要重新开始；
    K3键功能：1队加分键，即分数加1键；
    K4．键功能：2队加分键，即分数加1键。
    (3)按键的接人方式
    K1键：通过P3口的INTO引脚接入，中断工作方式；
    K2键：通过P3口的INTl引脚接人，中断工作方式；
    K3键：通过P3口的P3．0引脚接入，查询工作方式；
    K4键：通过P3口的P3．1引脚接入，查询工作方式。

2 设计特点
    该设计特点是采用模块化的设计。其优点是：每个模块的程序结构简单，任务明确，易于编写，调试和修改。程序可读性好，对程序的修改可局部进行，其他部分可保持不变。这里所设计的篮球比赛系统，也可以加以修改，用于其他比赛系统或其他用倒计时的系统中。

3 硬件电路的设计
    根据设计要求与设计思路，确定该系统的设计方案，图1为该系统设计方案的硬件电路设计框图。硬件电路由7部分组成：即按键输入电路、单片机、时钟电路、复位电路、LED数码管段驱动电路和LED数码管位驱动电路，LED显示器。

4 软件设计
    进行应用软件设计时可采用模块化设计程序设计方法，其优点是：
    每个模块的程序结构简单，任务明确，易于编写、调试和修改。
    程序可读性好，对程序的修改可局部进行，其他部分可保持不变，便于功能扩充和版本升级；
    对于使用频繁的子程序可以建立子程序库，便于多个模块调用。
    划分模块时应遵循下列原则：
    (1)每个模块应具有独立的功能，能产生一个明确的结果。
    (2)模块之间的控制参数应尽量简单，数据参数应尽量少。控制参数是指模块进入和退出的条件及方式，数据参数是指模块间的信息交换方式，数据参数是指模块间的信息交换(传递)方式，交换量的多少以及交换的频繁程度。[page]

    (3)模块长度适中。模块语句的长度通常在20～100条较适合。模块太长时，分析和调试比较困难，失去了模块化程序结构的优越性；模块太短则信息交换太频繁，也不适合。
    (4)根据模块的划分原则，将模块程序划分成几个模块，如图2所示。

5 设计结果
    设计的篮球比赛计时记分系统。按照设计要求实现了单节12 rain的倒计时，24 s进攻的倒计时，以及两队的记分功能。实验测试结果如表1所示，计时误差均在允许范围之内。