基于89C51的電子計時記分系統(tǒng)設(shè)計

0 引 言

2008年極力提倡科技奧運，而計時記分系統(tǒng)在競賽中更是重中之重，好的計時記分系統(tǒng)決定著舉辦的成敗。

在籃球比賽中，總的倒計時是必需的，規(guī)定為12 min。除此以外，為了加快比賽節(jié)奏，還規(guī)定了隊員的持球時間不能超過24 s，否則就犯規(guī)。這里所設(shè)計的計時器涵蓋了以上要求，可用于籃球比賽中。用于對總時間和持球時間24 s的限制。

1 設(shè)計要求

該系統(tǒng)能完成的功能為：以89C5l單片機為核心器件，組成一個電子計時記分系統(tǒng);系統(tǒng)顯示由12位數(shù)碼管組成，分別為記分牌與倒計時牌;可隨時記分，隨時暫停，隨時開始。

根據(jù)設(shè)計功能，設(shè)計思路如下：

(1)時間顯示用6個數(shù)碼管，分數(shù)顯示用4個數(shù)碼管，用來動態(tài)掃描方式顯示。時間由單片機的P2口掃描，分數(shù)由P0口掃描。

(2)時間的暫停與開始，分數(shù)的累加，通過接入鍵盤電路實現(xiàn)。系統(tǒng)共涉及4個按鍵，分別定義為：

K1鍵功能：暫停鍵，即當比賽需要暫停時，可以使24 s和總時間隨時暫停;

K2鍵功能：開始鍵，即暫停結(jié)束后，比賽需要重新開始;

K3鍵功能：1隊加分鍵，即分數(shù)加1鍵;

K4.鍵功能：2隊加分鍵，即分數(shù)加1鍵。

(3)按鍵的接人方式

K1鍵：通過P3口的INTO引腳接入，中斷工作方式;

K2鍵：通過P3口的INTl引腳接人，中斷工作方式;

K3鍵：通過P3口的P3.0引腳接入，查詢工作方式;

K4鍵：通過P3口的P3.1引腳接入，查詢工作方式。

2 設(shè)計特點

該設(shè)計特點是采用模塊化的設(shè)計。其優(yōu)點是：每個模塊的程序結(jié)構(gòu)簡單，任務明確，易于編寫，調(diào)試和修改。程序可讀性好，對程序的修改可局部進行，其他部分可保持不變。這里所設(shè)計的籃球比賽系統(tǒng)，也可以加以修改，用于其他比賽系統(tǒng)或其他用倒計時的系統(tǒng)中。

3 硬件電路的設(shè)計

根據(jù)設(shè)計要求與設(shè)計思路，確定該系統(tǒng)的設(shè)計方案，圖1為該系統(tǒng)設(shè)計方案的硬件電路設(shè)計框圖。硬件電路由7部分組成：即按鍵輸入電路、單片機、時鐘電路、復位電路、LED數(shù)碼管段驅(qū)動電路和LED數(shù)碼管位驅(qū)動電路，LED顯示器。

4 軟件設(shè)計

進行應用軟件設(shè)計時可采用模塊化設(shè)計程序設(shè)計方法，其優(yōu)點是：

每個模塊的程序結(jié)構(gòu)簡單，任務明確，易于編寫、調(diào)試和修改。

程序可讀性好，對程序的修改可局部進行，其他部分可保持不變，便于功能擴充和版本升級;

對于使用頻繁的子程序可以建立子程序庫，便于多個模塊調(diào)用。

劃分模塊時應遵循下列原則：

(1)每個模塊應具有獨立的功能，能產(chǎn)生一個明確的結(jié)果。

(2)模塊之間的控制參數(shù)應盡量簡單，數(shù)據(jù)參數(shù)應盡量少。控制參數(shù)是指模塊進入和退出的條件及方式，數(shù)據(jù)參數(shù)是指模塊間的信息交換方式，數(shù)據(jù)參數(shù)是指模塊間的信息交換(傳遞)方式，交換量的多少以及交換的頻繁程度。

(3)模塊長度適中。模塊語句的長度通常在20～100條較適合。模塊太長時，分析和調(diào)試比較困難，失去了模塊化程序結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性;模塊太短則信息交換太頻繁，也不適合。

(4)根據(jù)模塊的劃分原則，將模塊程序劃分成幾個模塊，如圖2所示。

5 設(shè)計結(jié)果

設(shè)計的籃球比賽計時記分系統(tǒng)。按照設(shè)計要求實現(xiàn)了單節(jié)12 rain的倒計時，24 s進攻的倒計時，以及兩隊的記分功能。實驗測試結(jié)果如表1所示，計時誤差均在允許范圍之內(nèi)。