本站原创摘 要：本次设计的篮球计时计分系统以AT89C51单片机为核心元件,利用它内部的计数器T0完成比赛的计时,通过七段共阴极LED来显示比分和时间.计分部分采用CD4094（8位移位存贮总线寄存器）进行串行口扩展显示器接口,并利用74LS21（双四输入与门）来实现比分的刷新功能.报警部分采用蜂鸣器为音响器件.本系统具有赛事时间设置、赛事时间启/停设置、24s倒计时控制；比分刷新控制；报警等功能.
关 键 词：篮球；设计；计时计分；系统
21世纪是广大中小学生学习压力最大的时期,而体育锻炼在此时显得尤为重要.篮球比赛在中国越来越受到人们的关注,同时也被更多的青少年所喜爱.本设计适合于学校作为篮球比赛的计时计分工具.从另一方面说,本设计方便了人们比赛时的计时计分工作,在某种程度上也促进了篮球赛的开展,既有利于发展篮球这项体育运动,又有利于增强中小学生的体质.
一、电路设计分析
本系统采用AT89C51作为设计的核心元件,利用七段共阴LED数码管作为显示器件.其中,计分电路接入6个七段共阴LED数码管用于显示比赛两队的分数,每队3个数码管,显示范围0～999分.比分是通过按键来人工控制加分,为了避免人工操作时的失误错加分,故增加了两个用于减分的按键.比分显示时采用静态显示,即6个LED数码管在同一瞬间可以显示不同的字符.计时电路接6个LED数码管,其中4个用于显示赛程时间,即2个显示分钟,2个显示秒钟.赛程采用倒计时方式,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,比赛暂停时停止计时,比赛重新开始时计时继续,计时范围0～99min.另外两个数码管用于显示24s计时,即采用倒计时,比赛开始启动计时,计时到零或控球发生改变时重新计时开始由24s倒计时,如此循环,直至比赛结束.当有暂停同样停止计时,重新开始时继续计时.其次,为了配合计时器和计分器的校正、调整时间和比分,设计中接入8个按键.其中四个用于输入参赛两队的分数,另外四个用于完成设置、调整、启动、暂停、交换和24s重新计时功能.此外,系统中还有一个按键,用于手动复位.最后,设计中还有定时报警系统,即赛程时间结束或24s结束时,立即通过蜂鸣器发出报警声提示.
2、具体电路组成
本电路主要包含：计时电路、计分电路.
（1）、计时电路
采用计时芯片,针对计算机系统对计时芯片的要求,可采用自动控制计时芯片,通过触发控制电路使计时器自动地计时,达到预定时间后芯片重新开始计时（实现倒计时功能）；也可以通过触发控制电路使计时器不计时,达到预定时间后芯片重新开始计时（实现暂停功能）,不需要程序干预.计算机可通过中断或查询方式读取计时器数据,实现计时的暂停的功能,并进行显示,计时功能的实现就无需占用CPU的时间,程序简单,控制精度高,因此在工业控制系统中多采用这一类专用芯片来实现计时功能.设计中还用到一个显示译码器CD4511,它是一个用于驱动共阴极数码管（LED）显示器的BCD码―七段译码器.它具有BCD码转换、消隐、和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的上拉电流,可以直接驱动LED显示器.
（2）计分电路
电路主要由单片机AT89C51、串＼并转换器4094、LED显示器、74LS21以及按键开关组成.其工作过程如下：按键开关K1～K4组成甲、乙两队加减分控制.当K1～K4四个按键的任何一个一位按下时,与门74LS21的输出都是低电平,使单片机发生中断,这时便将数据经串行发送端P3.0送至串/并转换器4094,从而使相应LED显示.
二、电路总体工作过程
整个篮球赛计时计分器的总体工作过程如下：
（1）在比赛之前,接通电源,系统自动复位,此时计时电路与计分电路中的共阴极数码管全部显示为00：00、24和000：000；
（2）按计时电路中的K5～K8按键来设置比赛时间,例如比赛时间一节为12分钟,则通过按K5、K6键,使计时数码管显示为“12”即可.
（3）按K9设置比赛的节数的初始值,如第1节.
（4）设置好时,等待赛程开始,当裁判吹响开始哨声时,立即按K7键,启动计时.
（5）当24秒进攻时间结束时,喇叭会自动发出警告并暂停比赛计时,然后再加减甲乙两队比分.第一节结束时,扬声器会发出5秒钟响声,通知第一节结束,然后再按K9键来调整节数显示.
（6）在整个赛程中,我们还要对两队比分及时刷新；K1和K2键完成甲队加分、减分,K3和K4键完成乙队加、减分.
（7）当一次进攻在24秒进攻时间内结束时,我们还可以通过K8键来复位24秒进攻时间.
（8）如果在赛程过程中,一方教练申请暂停时,经裁判批准,我们立即按K7键,即可以暂停计时,暂停时间到时,再按K7键继续计时,直至比赛结束,扬声器会发出5秒的响声.每一节的操作都是一样.