【導(dǎo)讀】時(shí)計(jì)分器就是以單片機(jī)為核心，分為計(jì)時(shí)電路，計(jì)分電路，時(shí)間暫停以及修改時(shí)間的，倒計(jì)時(shí)提醒電路，復(fù)位電路等。在籃球比賽中作為記錄比分和時(shí)間的重要依據(jù)[1]。器上顯示出來，進(jìn)而連接在大屏幕上，可供觀眾觀看。也要把比分顯示在顯示器上，以便能夠?qū)崟r(shí)的傳遞給觀眾。暫停時(shí)間，在這里我們選擇應(yīng)用按鍵的方式來改變比賽的時(shí)間?，F(xiàn)時(shí)，我們可以嘗試著進(jìn)行復(fù)位，看電路是否可以正常工作。醒功能，在最后十秒時(shí)用蜂鳴器發(fā)聲來提醒運(yùn)動員，比賽即將結(jié)束。真，得到了預(yù)期的結(jié)果。

　　

【正文】 發(fā)板 仍可插入有外部 ROM的目標(biāo)系統(tǒng)中使用 [14]。 本次試驗(yàn)使用的開發(fā)板如圖 43所示。 圖 43 單片機(jī)開發(fā)板 基于單片機(jī)的籃球比賽計(jì)分器設(shè)計(jì) 20 Proteus 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果 本次實(shí)驗(yàn)要通過 Proteus 仿真實(shí)現(xiàn)籃球計(jì)時(shí)計(jì)分器的基本功能要求，電路要求具有時(shí)間的計(jì)時(shí)，比分的累加，可以對比分進(jìn)行修改，時(shí)間的暫停，并且可以修改時(shí)間，在最后十秒時(shí)具有倒計(jì)時(shí)的功能，用小燈的閃爍來進(jìn)行提示，比賽結(jié)束時(shí)小 燈常亮。進(jìn)行下半場比賽時(shí)，按下復(fù)位鍵，時(shí)間重新倒計(jì)時(shí)，交換兩隊(duì)的比分，但分?jǐn)?shù)不變，繼續(xù)比賽；電路的總體圖如圖 44 所示。 圖 44 整體電路 本次實(shí)驗(yàn)仿真設(shè)計(jì)運(yùn)用的是 AT89C51 單片機(jī)， P1 和 P3 口用作按鍵的設(shè)計(jì)， 定義為按鍵 1， 定義為按鍵 2，按鍵 1 和按鍵 2 定義為客隊(duì)加分按鍵和客隊(duì)減分按鍵。 定義為按鍵三，按鍵三為主隊(duì)加分鍵。 定義為按鍵 4，按鍵 4 則是主隊(duì)減分按鍵，即按下按鍵 4，主隊(duì)比分減一分。 定義為按鍵 5，按鍵 5 是修改時(shí)間 比分的加分鍵，也就是按下按鍵 5 比賽時(shí)間加一分。 定義為按鍵 6，按鍵 6 是修改時(shí)間的減分鍵，操作方式和按鍵 5 一樣。 定義為按鍵 7，按鍵 7 是 24 秒清零鍵，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)， 24 秒倒計(jì)時(shí)，在 24 秒內(nèi)若沒投進(jìn)球則計(jì)時(shí)為零時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲，提示投球已過 24 秒，開關(guān)閉合時(shí)，此功能不起作用。 為按鍵 8，作為比賽的開始按鈕。 為按鍵 9，作為暫停按鈕。 來接蜂鳴器作為比賽時(shí)間提醒的工具。 P0 端口作為 LCD 顯示器的顯示接口，由圖 44 可以看出在 P0 端口處還加入了一個(gè)10K 的排阻，是因?yàn)?P0 端口本身不含有 內(nèi)部上拉電阻，目的是使 輸 出的 更穩(wěn)定， 而且傳輸 的 距離更遠(yuǎn) ，可以 用來 消減 線路 傳輸時(shí) 對信號的損耗 ；也起到了一個(gè)限流的作用。 由 LCD 顯示屏上的顯示圖形可以看出“ MIA”表示的是客隊(duì)，“ LAL”表示的是主隊(duì)?！?MIA”后面的“ 000”表示的是客隊(duì)的分?jǐn)?shù)，而“ LAL”后面的“ 000”表示的是主隊(duì)的分?jǐn)?shù)。“ 1ST”表示的是比賽的第一小節(jié)，“ 24”表示的是 24 秒報(bào)警電路。“ 12：00”表示的是每一小節(jié)比賽的時(shí)間。 基于單片機(jī)的籃球比賽計(jì)分器設(shè)計(jì) 21 時(shí)間顯示 具有 12 分鐘倒計(jì)時(shí)功能，電路開始工作，如圖所示 45 所示。 圖 45 電路開始啟動 本次設(shè)計(jì)中我們在編寫的程序里把時(shí)間初始值設(shè)置成 12:00，由 45 可以看出，時(shí)間顯示在右下角。在仿真開始后時(shí)間開始倒計(jì)時(shí)，也就意味著比賽正式開始。 時(shí)間的顯示主要程序如下： lcd(0x80+0x4a)。 //時(shí)間 .分鐘 lcddata(tab[fen/10])。 lcddata(tab[fen%10])。 lcddata(39。:39。)。 lcddata(tab[miao/10])。 //時(shí)間 .秒 lcddata(tab[miao%10])。 在比賽開始前，我們可以自行對比賽時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，按下時(shí)間的加減按鍵，即可修改時(shí)間，但在比賽開始之后，比賽時(shí)間不可修改，如圖 4 47 所示。 圖 46 比賽時(shí)間上調(diào) 圖 47 比賽時(shí)間下調(diào) 基于單片機(jī)的籃球比賽計(jì)分器設(shè)計(jì) 22 分?jǐn)?shù)顯示 客主兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)分別在 LCD 顯示器的左上方和左下方，前面設(shè)置的字母為自己在程序里自定義 的兩隊(duì)隊(duì)名，可根據(jù)需求進(jìn)行修改。緊接著顯示的是分?jǐn)?shù)，每隊(duì)可以計(jì)分的范圍為 0~999 分，并可根據(jù)實(shí)際情況修改比分，如圖 48 所示。 圖 48 客隊(duì)得分 由上圖可以看出在 11 分 08 秒時(shí)，客主兩隊(duì)的比分為 6:0，即客隊(duì)暫時(shí)領(lǐng)先。 在比賽過程中若發(fā)現(xiàn)主隊(duì)的分?jǐn)?shù)記錄錯(cuò)誤，則可按下客隊(duì)減一分鍵來更改客隊(duì)的分?jǐn)?shù)，如圖 49 所示。 圖 49 客隊(duì)得分 上圖為更改客隊(duì)的分?jǐn)?shù)，可與圖 48 進(jìn)行對比。 比賽一段時(shí)間候，主客兩隊(duì)的得分進(jìn)行刷新，即兩隊(duì)的比分為 4:1，如圖 410 所示。 圖 410 主隊(duì)得分 比分顯示的主要程序： 基于單片機(jī)的籃球比賽計(jì)分器設(shè)計(jì) 23 void xianshi() { lcd(ad1)。 //主隊(duì)分?jǐn)?shù) lcddata(39。M39。)。 lcddata(39。I39。)。 lcddata(39。A39。)。lcddata(39。 39。)。 lcddata(tab[zhudui/100])。 lcddata(tab[zhudui/10%10])。 lcddata(tab[zhudui%100%10])。 lcd(ad2)。 //客隊(duì)分?jǐn)?shù) lcddata(39。L39。)。 lcddata(39。A39。)。 lcddata(39。L39。)。lcddata(39。 39。)。 lcddata(tab[kedui/100])。 lcddata(tab[kedui/10%10])。 lcddata(tab[kedui%100%10])。} 倒計(jì)時(shí)功能 為了讓參賽選手了解比賽進(jìn)行的時(shí)間，在最后 10 時(shí)設(shè)計(jì)了提醒功能，及在程序里設(shè)計(jì)了 10 秒倒計(jì)時(shí)，當(dāng)比賽進(jìn)入到數(shù)十秒時(shí)蜂鳴器開始發(fā)聲，如圖 411 所示。 圖 411 倒計(jì)時(shí)開始電路 由圖 410 可以看出電路圖中 口接的是蜂鳴器，當(dāng)時(shí)間 00:10 時(shí)，由仿真圖可以看出蜂鳴器導(dǎo)通，即可進(jìn)行提示，客主兩隊(duì)的比分為 16:9，也意味著上半場比賽結(jié)束。 倒計(jì)時(shí)主要程序： if(jie4) //比賽時(shí)間到 { 基于單片機(jī)的籃球比賽計(jì)分器設(shè)計(jì) 24 beep=1。 delay(5000)。 beep=0。 } else { beep=1。 delay(2021)。 beep=0。 } 24 秒報(bào)警電路 由圖可以看出在 LCD 右上角設(shè)置了 24 秒倒計(jì)時(shí)，規(guī)則是：在 籃球比賽中，當(dāng)某 個(gè)隊(duì)在擲球入界中球在場上被隊(duì)員合法觸及時(shí)， 或者 比賽中獲得新球權(quán)時(shí) ， 24 秒鐘計(jì)時(shí)器將開動。 此時(shí) 擁有球權(quán)的 人 必須在得 到 球后的 24 秒鐘內(nèi) 完成 投籃。投籃的條件是：（ 1）在 24 秒鐘結(jié)束之前 ，籃 球必須離開隊(duì)員的手；（ 2） 籃 球離開隊(duì)員的手后，球必須與籃圈接觸 ， 如果在 24 秒鐘內(nèi)球未接觸籃圈，為 24 秒鐘違例 ，把球 判給對方 ，如圖 412所示。 圖 412 24 秒倒計(jì)時(shí)電路 在圖中若 sw1 閉合則 24 秒清零功能不會實(shí)現(xiàn)，否則正常工作。 主要程序 ： lcd(0x80+0x0E)。 //24 秒 lcddata(tab[msc24/10])。 基于單片機(jī)的籃球比賽計(jì)分器設(shè)計(jì) 25 lcddata(tab[msc24%10])。 第二小節(jié)比賽 在第一小節(jié)比賽結(jié)束之后，顯示器上顯示上顯示第二小節(jié)開始的時(shí)間以及節(jié)數(shù)，長按暫停鍵，并可以交換兩隊(duì)比分的位置，然后按下開始鍵，比賽開始進(jìn)行正常的計(jì)時(shí)，并且它 的各個(gè)按鍵繼續(xù)工作，如圖 413 所示。 圖 413 第二節(jié)比賽開始 主要程序： if(flang==1) { TR0=0。 flang=0。 fen=num_fen。 miao=0。 msc24=24。 jie++。 switch(jie) { case 1: //第一節(jié) lcd(0x80+0x09)。 lcddata(39。139。)。 lcddata(39。s39。)。 lcddata(39。T39。)。 break。}} 基于單片機(jī)的籃球比賽計(jì)分器設(shè)計(jì) 26 交換電路 在比賽第一小節(jié)結(jié)束時(shí)，長按暫停鍵即可交換兩隊(duì)的比賽分?jǐn)?shù)，如圖 414 所示。 圖 414 交換電路 按鍵電路 本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)的按鍵電路如圖 415 所示。 圖 415 按鍵電路 按鍵部分的主要程序： void anjian() //按鍵檢測 {uchar numer。 if(z1==0){ delay(50)。 zhudui++。 while(!z1)。 delay(50)。 TR0=0。 msc24=24。 } // 主隊(duì)加一分 if(z2==0){ delay(50)。 if(zhudui0) zhudui。 while(!z2)。 delay(50)。 TR0=0。 msc24=24。 } // 主隊(duì)減一分 if(k1==0){ delay(50)。 kedui++。 while(!k1)。 delay(50)。 TR0=0。 msc24=24。 } // 客隊(duì)加一分 if(k2==0){ delay(50)。 if(kedui0) kedui。 while(!k2)。 delay(50)。 TR0=0。 msc24=24。 } // 客隊(duì)減一分 基于單片機(jī)的籃球比賽計(jì)分器設(shè)計(jì) 27 if(kaishi==0)//沒開始比賽前設(shè)置時(shí)間 {if(f1==0){ delay(50)。 num_fen++。 fen=num_fen。 while(!f1)。 delay(50)。 } //加一分鐘 if(f2==0){ delay(50)。 if(num_fen0) num_fen。 fen=num_fen。 while(!f2)。 delay(50)。 } //加一分鐘 } 復(fù)位電路 復(fù)位電路， 顧名思義就是將 電路恢復(fù) 為 起始 的 狀態(tài)。 單片機(jī)的復(fù)位是由連接在外部的復(fù)位電路來工作的，它與 計(jì)算器的清零 鍵 的作用一樣 的 ， 例如 當(dāng)你完 成了 一個(gè)題目的計(jì)算后要 進(jìn)行 清零 ， 或者你 的 輸入錯(cuò)誤時(shí)都 會 進(jìn)行清零 的 操作。 這樣就可以 回到原始 的狀態(tài)， 在 進(jìn)行 重新的 計(jì)算。 但是和 計(jì)算器清零 鍵 有所不 一樣的 的是，復(fù)位電路 的方法不一樣 。一 種法是 在給電路 進(jìn)行 通電時(shí)馬上 對其 進(jìn)行復(fù)位操作； 第二種方法是 在必要時(shí)可以 用 手 進(jìn)行手動 操作； 第 三 種方法 是 可以 根據(jù)程序或電路運(yùn)行 到所 需要 的地方進(jìn)行 自動的復(fù)位 。 它的主要功能則是把系統(tǒng)進(jìn)行初始化，當(dāng)程序進(jìn)入死循環(huán)或者運(yùn)行錯(cuò)誤的時(shí)候，為了擺脫困境，就可以進(jìn) 行復(fù)位操作。 復(fù)位的方式分為 ：手動復(fù)位和上電復(fù)位 兩種 。 手動復(fù)位則是需要人為的在復(fù)位端加入高電平， 一般 使用 的辦法是在 復(fù)位端 端和電源 +Vcc 之間接 入 一個(gè)按 鍵， 當(dāng)人為按下按 鍵 時(shí)， Vcc 的 +5V 電 壓 就會直接加到 復(fù)位 端。手動復(fù)位的電路如 圖 416 所示。 圖 416 手動復(fù)位電路 上電復(fù)位是指單片機(jī)接通電源的時(shí)后，對單片機(jī)進(jìn)行的復(fù)位，即在上電后，單片機(jī)恢復(fù)到系統(tǒng)的初使?fàn)顟B(tài)，上電復(fù)位的電路圖如圖 417 所示。 基于單片機(jī)的籃球比賽計(jì)分器設(shè)計(jì) 28 圖 417 上電復(fù)位電路 在上電的瞬間復(fù)位端與 VCC 電位是相同的， 隨著電容上的電壓逐漸增加，復(fù)位端的電位逐漸的下降。所以上電復(fù)位所需的最短時(shí)間則是振蕩器建立的兩個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間。 本次實(shí)驗(yàn)使用的用上電復(fù)位加按鈕的方式，通過調(diào)整元器件的參數(shù)，使單片機(jī)可以可靠的上電自動復(fù)位，而且需要進(jìn)行外部復(fù)位時(shí)，按下復(fù)位按鍵也可以達(dá)到復(fù)位的目的，因?yàn)?人的動作再快也 有 使按 鍵 保持接通 的時(shí)間 達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全 可以 滿足復(fù)位的時(shí)間 。上電復(fù)位和手動復(fù)位所要達(dá)到的功能都是一樣的。 晶振電路 晶振電路又叫時(shí)鐘電路，它是單片機(jī)在工作時(shí)要用到的控制信號，在時(shí)鐘電路的控制下， C51 單片機(jī)按照內(nèi)部 的電路時(shí)序執(zhí)行命令來工作。 晶振電路由電容和石英晶體組成， ～ 12MHZ 是晶體的震蕩頻率的范圍， 6MHz或 12MHz 是一般電路選擇的振蕩頻率，本次實(shí)驗(yàn)選擇 12MHz 的晶振頻率。晶振電路如圖 418 所示。 圖 418 晶振電路 在畫 PCB 版圖的時(shí)候，晶振要離單片機(jī)芯片越近越好。因?yàn)楣潭l率的機(jī)械振動是通過電激勵來產(chǎn)生的，而且振動會將產(chǎn)生電流反饋給電路，當(dāng)電路接到反饋時(shí)將信號進(jìn)行放大，此時(shí)用放大果的電信號來讓晶振機(jī)械振動，晶振這時(shí)再將振動產(chǎn)生的電流流回電路，如此往復(fù)。當(dāng)電路中的電信號和晶振的頻率相同時(shí) ，電路就會輸出強(qiáng)大的信號和基于單片機(jī)的籃球比賽計(jì)分器設(shè)計(jì) 29 頻率穩(wěn)定的正弦波。經(jīng)整流后電路再將正弦波變?yōu)榉讲▊魉偷綌?shù)字電路中供其使用。但晶振的輸出能力有限，它僅可以輸出以毫瓦為單位的電量。在集成電路的內(nèi)部，要通過放大器把這個(gè)信號放大到幾百倍或者上千倍才可以正常使用。 晶振和集成電路間一般是通過銅線相連的，這根銅線可以看成一段導(dǎo)線，導(dǎo)線在切割磁場的時(shí)候會產(chǎn)生電流，導(dǎo)線越長，電流就越強(qiáng)。但在現(xiàn)實(shí)生活中這種方式不常見，