摘 要
体育比赛计时计分系统是对体育比赛过程中所产生的时间、比分等数据进行快速采集记录，加工处理，传递数据的信息系统。它负责对比赛的结果和成绩信息进行采集处理、传输分配。篮球比赛的计时计分系统由计时器、计分器等多种电子设备组成，根据目前高水平篮球比赛要求，完善的篮球比赛计时计分系统设备应能够与现场成绩处理、现场大屏幕、电视转播车等多种设备相联，以便实现高比赛现场感、表演娱乐观众等功能目标。比赛具有的不可重复性，决定了篮球计时计分系统是一个实时性很强、可靠性要求极高的电子服务系统，所以计时计分设备是篮球比赛中不可缺少的电子设备。
单片机自20世纪70年代问世以来，以极其高的性价比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。目前已经成为测量控制应用系统中的优选机种和新电子产品的关键部位。世界各大电气厂家，测控技术企业，机电行业，竞相把单片机应用于产品更新，作为实现数字化，智能化的核心部件。篮球计时计分器就是以单片机为核心的计时计分系统，由计时器，计分器，综合控制器和24秒控制器等组成。
模块化设计系统，分为计时显示模块、计分显示模块、定时报警、按键控制键盘模块。模块的程序结构简单、易于编写、任务明确、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。编程后利用Keil软件来进行编译，将生成的HEX文件装入芯片中，采用Proteus软件仿真，检验功能是否正常，然后用Protel99画硬件的电路图。本设计中系统硬件电路主要有以下几个部分：单片机AT89C51、计时电路、计分电路、报警电路和按键开关。
本次设计用由AT89C51编程控制LED七段数码管作显示的球赛计时计分系统。该系统具有赛程定时设置、赛程时间暂停、及时刷新甲乙双方的成绩以及赛后成绩暂存等功能。具有价格低廉、性能稳定、操作方便并且易于携带等特点，适用于各种公司学校等中小企业.
关键词： AT89C51 LED显示器 计时计分器
目录
第1章 绪论 .................................................................................................... 3 第2章 系统方案说明 .................................................................................. 3
§2.1 系统设计方案 ..................................................................................... 4 §2.1.1 篮球赛计时计分器设计的现状 ................................................... 4 §2.1.2 系统总体设计方案 ...................................................................... 4 §2.2 系统基本功能介绍 .............................................................................. 5
第3章 系统硬件电路设计 ......................................................................... 7
§3.1 篮球赛计时计分器电路工作过程 ............................ 7 §3.2 系统硬件电路组成......................................... 7 §3.2.1 计时电路 ............................................ 7 §3.2.2 计分电路 ........................................... 15 §3.3 器件选择及介绍 .......................................... 19 §3.4 AT89C51 ................................................. 19 §3.4.1 CD4511芯片介绍 ..................................... 22 §3.4.2 CD4094芯片的介绍 ................................... 23 §3.4.3 74LS21芯片介绍 ..................................... 24
第4章 软件编程调试 ................................................................................ 25
§4.1 总体程序设计 ............................................ 25 §4.2 初始化程序设计 .......................................... 26 §4.3 计时系统程序设计........................................ 27 §4.4 计分系统程序设计........................................ 28
第5章 调试 .................................................................................................. 29
§5.1 系统调试 ................................................ 30 §5.1.1 软件调试 ........................................... 30 §5.1.2 仿真调试 ........................................... 30 结束语 .............................................................................................................. 31 致 谢 .............................................................................................................. 31 参考文献 ........................................................................................................... 33
第1章 绪论
因为单片机的广泛使用，适用单片机来制作的电子产品就越来越多。如用单片机控制LCD液晶显示器计时计分器，用单片机控制LED七段显示器计时计分器等。
根据课题要求，这里介绍一种篮球赛计时计分器的设计方法，即单片机带外围扩展来驱动数码管工作的电路。电路的核心元件为单片机，用10个7段共阴极LED数码管作为显示器。4个用于记录赛程时间，2个用于显示分钟，2个用于显示秒钟。6个用于记录甲、乙两队的比赛分数，每队3个，显示分数范围可达0～999分，足够比赛中得分的现实的需求。比赛前，将时间设置好，比赛开始时启动计时，直至倒计时到零为止。计时范围达到0～99分钟，能满足实际赛程计时的需求。为了配合计时器调整时间和计分器校正比分，设计了7个按键，3个用于启动和暂停赛程时间。4个用于输入甲、乙两队的分数，另外，还设计了定时报警系统，即比赛时间到时，扬声器发出报警声提示比赛结束。
该系统具有赛程定时设置，赛程时间暂停，及时刷新甲、乙双方的成绩以及赛后成绩暂存等功能。设计分为软件设计和硬件设计两部分。主控芯片采用AT89C51，使用汇编语言编写软件程序，主体分为计时显示模块、计分显示模块、定时报警、按键控制模块。编程后利用Keil C51软件来进行编译，再将生成的HEX文件装入芯片中，采用Proteus软件来仿真，检验功能是否能够正常实现，随后可用Protel99画出硬件电路图。
通过本次基于单片机的篮球赛计时计分器的设计，可以了解、熟悉有关单片机开发设计实例的过程，并加深对单片机的理解和应用以及掌握单片机与外围接口的方法和技巧。
第2章 系统方案说明
§2.1 系统设计方案
§2.1.1 篮球赛计时计分器设计的现状
体育比赛计时计分系统是对体育比赛过程中所产生的时间，比分等数据信息进行快速采集记录、加工处理、传递和利用的系统。根据运动项目的不同，比赛规则要求也不同，体育比赛的计时计分系统包括测量类、评分类、命中类、制胜类和得分类等多种类型。
篮球比赛是根据运动队员在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统。篮球比赛的计时计分系统由计时器、计分器等多种电子设备组成的，同时，根据目前高水平篮球比赛要求，完善的篮球比赛计时计分系统设备应能与现场成绩处理、现场大屏幕、电视转播车等多种设备相联，以便实现激烈的比赛现场感和表演娱乐等功能目标。现在，根据设计要求，介绍一下设计方案。
§2.1.2 系统总体设计方案
根据课题要求，单片机带外围扩展，驱动数码管工作的电路，可提升学生对单片机接口电路的综合运用能力；计时电路主要由按键开关、单片机AT89C51、译码器及LED显示器构成。当调时开关(十位)按下时产生一个低电平，对应调分(十位)控制端P2.0的LE输出高电平，表示可以向CD45ll的调分位(十位)发送数据，将要显示数据的代码经P1.0送到CD4511的A另— 端，送完后将LE清零。调时按键开关每按一次，数字自动加1。直到调到需要设置的时间即可。调时(个位)的操作方法与之相同。时间设置完后,启动定时器。如果比赛中暂停，按一下暂停键即可暂停计时。球赛计时计分器系统图如1-1图所示。