基于89C51的電子計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0 引 言

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

在籃球比賽中，總的倒計(jì)時(shí)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(duì)員的持球時(shí)間不能超過(guò)24 s，否則就犯規(guī)。這里所設(shè)計(jì)的計(jì)時(shí)器涵蓋了以上要求，可用于籃球比賽中。用于對(duì)總時(shí)間和持球時(shí)間24 s的限制。

1 設(shè)計(jì)要求

該系統(tǒng)能完成的功能為：以89C5l單片機(jī)為核心器件，組成一個(gè)電子計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)牌;可隨時(shí)記分，隨時(shí)暫停，隨時(shí)開(kāi)始。

根據(jù)設(shè)計(jì)功能，設(shè)計(jì)思路如下：

(1)時(shí)間顯示用6個(gè)數(shù)碼管，分?jǐn)?shù)顯示用4個(gè)數(shù)碼管，用來(lái)動(dòng)態(tài)掃描方式顯示。時(shí)間由單片機(jī)的P2口掃描，分?jǐn)?shù)由P0口掃描。

(2)時(shí)間的暫停與開(kāi)始，分?jǐn)?shù)的累加，通過(guò)接入鍵盤(pán)電路實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)共涉及4個(gè)按鍵，分別定義為：

K1鍵功能：暫停鍵，即當(dāng)比賽需要暫停時(shí)，可以使24 s和總時(shí)間隨時(shí)暫停;

K2鍵功能：開(kāi)始鍵，即暫停結(jié)束后，比賽需要重新開(kāi)始;

K3鍵功能：1隊(duì)加分鍵，即分?jǐn)?shù)加1鍵;

K4.鍵功能：2隊(duì)加分鍵，即分?jǐn)?shù)加1鍵。

(3)按鍵的接人方式

K1鍵：通過(guò)P3口的INTO引腳接入，中斷工作方式;

K2鍵：通過(guò)P3口的INTl引腳接人，中斷工作方式;

K3鍵：通過(guò)P3口的P3.0引腳接入，查詢(xún)工作方式;

K4鍵：通過(guò)P3口的P3.1引腳接入，查詢(xún)工作方式。

2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

該設(shè)計(jì)特點(diǎn)是采用模塊化的設(shè)計(jì)。其優(yōu)點(diǎn)是：每個(gè)模塊的程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，任務(wù)明確，易于編寫(xiě)，調(diào)試和修改。程序可讀性好，對(duì)程序的修改可局部進(jìn)行，其他部分可保持不變。這里所設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)的系統(tǒng)中。

3 硬件電路的設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)思路，確定該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，圖1為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的硬件電路設(shè)計(jì)框圖。硬件電路由7部分組成：即按鍵輸入電路、單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、LED數(shù)碼管段驅(qū)動(dòng)電路和LED數(shù)碼管位驅(qū)動(dòng)電路，LED顯示器。

4 軟件設(shè)計(jì)

進(jìn)行應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)時(shí)可采用模塊化設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)方法，其優(yōu)點(diǎn)是：

每個(gè)模塊的程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，任務(wù)明確，易于編寫(xiě)、調(diào)試和修改。

程序可讀性好，對(duì)程序的修改可局部進(jìn)行，其他部分可保持不變，便于功能擴(kuò)充和版本升級(jí);

對(duì)于使用頻繁的子程序可以建立子程序庫(kù)，便于多個(gè)模塊調(diào)用。

劃分模塊時(shí)應(yīng)遵循下列原則：

(1)每個(gè)模塊應(yīng)具有獨(dú)立的功能，能產(chǎn)生一個(gè)明確的結(jié)果。

(2)模塊之間的控制參數(shù)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)參數(shù)應(yīng)盡量少。控制參數(shù)是指模塊進(jìn)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(zhǎng)度適中。模塊語(yǔ)句的長(zhǎng)度通常在20～100條較適合。模塊太長(zhǎng)時(shí)，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(gè)模塊，如圖2所示。

5 設(shè)計(jì)結(jié)果

設(shè)計(jì)的籃球比賽計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)。按照設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)了單節(jié)12 rain的倒計(jì)時(shí)，24 s進(jìn)攻的倒計(jì)時(shí)，以及兩隊(duì)的記分功能。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果如表1所示，計(jì)時(shí)誤差均在允許范圍之內(nèi)。