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摘 要

基于单片机的篮球计时计分器在国际上的运用已经非常成熟，因为这一类的单片机电路板结构简单，人工操作简易，所以它广泛地被应用到国际篮球赛事，几乎遍布各个国家。国际上的篮球赛事用的计时计分器显示器都是非常巨大的，满足了大型球馆几万人的观看需求。

开发单片机STC89C51作为主控制器，配合数码管模块、计时电路、计分电路、蜂鸣器模块组成整个系统。并且详细分析了计时和计分两个大模块的工作原理，然后进行软件和硬件的相关调试，最终实现了篮球计分计时器设计的计时开始和暂停、比分的及时更新。由于篮球计时计分器在社会普遍需要，所以运用广泛。

关键词：单片机，STC89C51，计时，计分，数码管

Abstract: Basketball timing based on single chip microcomputer 14-year-old"s use in the world is already very mature, because this kind of single chip microcomputer circuit structure is simple, easy manual operation, so it is widely applied to the international basketball tournament, almost in every country. The international basketball match is a very large indicator, which satisfies the needs of tens of thousands of people.

Development of single chip microcomputer STC89C51 as the main controller, with the digital tube module, timing circuit, scoring circuit, the beeper module to make up the whole system. And analyzes in detail the working principle of timing and scoring two big modules, and software and hardware debugging, finally achieved the basketball scoring timer designed timing start and pause, the score of the update. Because the basketball chronometer is widely needed in society, it is widely used.

Key words: Single chip microcomputer, STC89C51, timing, The scoring, Digital tube

目录

1 绪论 4

1.1研究背景及意义 4

1.2 篮球计时计分器的发展现状 4

1.3 设计目标 4

2 篮球计时计分器的方案设计 4

2.1 芯片方案的比较 4

2.2 篮球计分计时器的系统框图 5

3 系统的硬件设计 5

3.1 STC89C51单片机及最小系统 6

3.2 计时电路模块 8

3.3 计分电路模块 12

3.4 按键定义模块 14

3.5 74HC245驱动芯片 15

4 系统的软件设计 15

4.1系统总体流程图设计 15

4.2 计时电路程序设计 16

4.3 计分电路程序设计 18

5 系统的调试与运行 20

5.1 软件调试 20

5.2 硬件调试 21

结 论 24

参考文献 25

致 谢 26

1 绪论

1.1研究背景及意义

计时器是篮球比赛中非常重要的一个器械，在正规的国际篮球比赛中，对计时器的要求就可想而知了，一分一秒都可能决定比赛结果。篮球比赛的计时器由来已久，NBA作为世界最顶尖的篮球联盟，在配置方面非常高端。它是最早引入篮球计时器的，在1954年就开始使用了计时器。随着比赛的规范性增强，还增加了24秒违例，到现在已经使用了64年了。且不断更新，屏幕越来越大，全方位记录比赛进程^[1]。

1.2 篮球计时计分器的发展现状

随着时代的发展，篮球这项运动逐渐称为人们最喜爱的项目，但是在正规的篮球比赛中，是需要计时和计分的。目前我们所了解的计分计时器大概有以下两种方式：第一种是在学校及小型团体中，采取的计时计分器一般都是秒表计时，帆布牌翻分；第二种是在大型篮球比赛中，采用的是超大屏幕全方位显示屏，分数、时间都显示在大屏幕上，一目了然。

1.3 设计目标

1. 比赛之前可以调整时间，比赛之后时间不可以改动。
2. 比赛过程中对两队的分数进行加减。
3. 当两节比赛结束后，两队分数互换。
4. 比赛结束发出报警指示。
5. 可随时暂停比赛。

2 篮球计时计分器的方案设计

2.1 芯片方案的比较

STC和AT系列的单片机都是我们在大学期间实验过的单片机，它们结构相同，但是稍微有些区别。区别如下：STC系列是由宏晶公司生产的；而AT系列是由Atmel公司生产。二者下载方式不同，STC中的C51/C52系列都是串口下载方式，也就是必须通过编程器烧录进去；而AT中的S51/S52系列的下载方式是ISP下载方式，也就是可以在线编程。STC系列工作电压3.3-5.5V，且集成了512字节的RAM，同时具有6T模式，速度更快；而AT系列工作电压4.75-5.25V，是12T模式。所以比较下来，我选择了STC系列的单片机，因为它相对地执行速度更快，功能更加强大。

这次设计的单片机STC89C51抗干扰能力强、功耗低、电压低、运行速度快、保密性好，且具有先进的指令集结构。它的软件编程灵活，因此各种逻辑功能都可以通过软件编程来实现，性价比高。

2.2 篮球计分计时器的系统框图

单片机STC89C51配合计时计分的数码管及时间分数设置键盘构成整个设计的主体，随即产生晶振电路，然后复位电路控制整个单片机的运行始终。时间设置键盘控制时间的计时，比分调整键盘控制分数的及时更新。如图2-1所示。

图2-1 系统框图

3 系统的硬件设计

硬件部分以单片机STC89C51作为主控制器，配合其余模块组成硬件电路。一个四位一体、两个三位一体的数码管分别表示时间和分数的测量，晶振电路、复位电路、报警电路及按键模块控制整个设计。如图3-1所示，为整个设计的硬件图。

图3-1 篮球计时计分器系统硬件图

3.1 STC89C51单片机及最小系统

这次设计采用的是STC系列单片机，它功耗低、性能高，由中央处理器、定时器、存储器、中断系统、总线等多种功能器件构成，具有控制性能高、易于扩展、低电压低功耗、携带方便等优点。STC89C51的具体性能如下：8k字节Flash，32个通用I/O端口，256字节的随机存储储存器，可管理4路外部中断，具有两个数据指针，全双工串行通信口，片内晶振和时钟电路。除此以外，它有正常工作模式、掉电模式和空闲模式三种工作模式。掉电模式下，RAM中的数据保持不变，其余电路停止工作。掉电模式可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行源程序。空闲模式下，CPU进入待机状态，中断系统、串行口等有时钟信号，仍可以继续工作。单片机引脚如图3-2所示

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