篮球计时器设计和实现 计算机专业.docx

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1、摘要在本次设计中，主要基于AT89S52单片机，将其作为主要部件，设计出相应的篮球计时计分器。对于该机器而言，其主要作用于篮球比赛，针对比赛中的具体时间及其比赛双方的实际得分，进行更加细致的记录。通常情况下，对于该机器而言，可以将其细分为两大组成部分，其中，一个是计时部分，另外一个是计分部分。对于本次设计而言，该机器的按键控制模块，可以大致分为八个按键，其中，主要包含分数调整按键及其时间调整按键，与此同时，包含比赛开始按键及其比赛暂停按键，除此之外，包含复位键及其报警按键等多样化功按键。在本次系统中，基于单片机的实际作用，可以切实提升八大按键的实际性能，从而大大提升了实际操作过程中的便利性。与

2、此同时，切实规避了普通计时器的日常安装工序，从而切实节约了相关材料的实际成本。除此之外，该机器适用于不同规模的运动场，如果对其进行相应的改动，则将能够运用于其他球类比赛,关键字：单片机；篮球计时器引言1.1 设计背景篮球，是现在青少年一个热爱的户外运动。随着经济发展，中国人民物质生活逐渐丰富，对精神生活的追求也在不停提高，都渴望拥有良好的身心健康。人们通过运动来锻炼自身，特别是自从21世纪中国多位球员以及华裔进入NBA,中国便刮起了篮球风，青少年对于篮球的热爱也与日俱增。针对此类现象，本篇论文，基于中国篮球比赛的具体规则，设计出可以应用于日常篮球比赛的计时器。对于该计时器而言，其实际操作相对简

3、单，并且具备相对较高的实际精度，完全适用于青少年的日常篮球活动。1.2 篮球计时器的历史在20世纪50年代初期，NBA风靡一时，然而，由于此类比赛存在新型的进攻时限规则，造成一系列弊端。例如：如果某个球队，在球赛初期，就一路领先，则在下半场中，仅需故意拖延时间，就很有可能成为赢家，从而大大降低了篮球比赛具备的趣味性。对于NBA比赛而言，由于其并不存在相应的攻击时限制约，故此，对于已经超过时限的相关球队而言，只需要不停传球，持续控球，就能免受相应的处罚。在此情况下，假设某特定球队，故意拖延时间，则对于处在弱势的另外一支球队而言，其仅仅只能通过犯规的方式，让对方获得罚球的机会，才能重新夺得球权。基

4、于上述规则，此类比赛很容易陷入遥遥无期的境地。不仅实际比赛节奏相对较慢，与此同时,伴随着相对粗暴的多样化犯规行为，长此以往，这种比赛方式，已经不被大多数球迷认同。直到1954年10月30日，位于纽约罗切斯特,全球NBA比赛，开始首次实行24秒计时的新型计时方式，大大提高得分并增加了比赛的观赏性，效果不错。24秒进攻时限规则效果立竿见影。虽然自全球NBA比赛推行之日起，就开始持续调整相应的篮球规则，然而，极少获得相对理想的成效。故此，实行24秒进攻时限，已经成为全球NBA比赛最大的规则性突破。1.3 单片机简介单片机，全称为单片微型计算机(Microcontro11ers)是一种集成电路芯片，具

5、有集成度很高、功能强、通用性好以及小、轻、功耗低、抗干扰能力强和使用方便等优点、使得单片机得到了广泛运用。单片机自20世纪70年代出现，因其性价比高而被关注。因为单片机的一系列优点，这几年得到了广泛的运用以及发展，并且已经深入到大众的生活当中以及工业中。在本次设计中，主要选择AT89S52型号的单片机，现如今，其已经逐渐成为当前时期应用最为广泛的单片机之一。对于篮球计时器而言，其主要基于单片机，才得以实现。其中，该计时器主要包含综合控制器及其相应的24秒控制器等多样化构件，与此同时，该计时器器可以针对具体时间及其相应的实际分数,进行更深层次的细致计算。1.4 课程设计的意义现如今，单片机开始频

6、繁出现在大众面前，我们只需要改变其编程即可进行不同的运用。通过此次基于单片机的篮球计时器，我们可以对单片机有更多的理解，加深了我对其的知识，方便我们以后对其在生活中的运用。1. 5设计的任务和要求任务：设计一个篮球计时器要求：1、能对整个比赛的时间以及两队的比分进行记录和调整。2、中场休息时，如果比赛双方更换场地，则该计时器能够实现交换比赛双方的实际得分位置。3、当比赛已经完全结束时，可以实现自动报警。2系统总体方案及硬件设计2.1 系统总体方案设计在本次设计中，该计时器主要包含相关按键输入模块及其相应的时间模块，与此同时，主要包含相关控制系统及其相应的分数模块，除此之外，包含报警模块。其整体

7、系统框架示意图，详见图1：图1：整体系统框架示意图2.2 单片机选择在本次设计中，主要选择AT89C52型号的单片机。对于此类单片机而言，其具备相对较低的实际电压以及相对较高的实际性能。与此同时，其可以针对MCS-51指令系统，实现相应的兼容。除此之外，其适用于相对复杂的多样化系统控制环境。2.3 时钟电路模块通常情况下，对于单片机应用系统而言，其主要具有两大组成部分。其中，主要包含晶振，与此同时，包含相应的外围电路。在本次设计中，主要选择12MHZ的晶振。除此之外，两个电容选用的是30pF实际容量的瓷片电容。事实上，对于单片机应用系统而言，其实际连接电路示意图，详见图3：C1晶振电路图3：时

8、钟电路具体示意图2.4 键盘控制模块在本次设计中，主要将键盘控制模块，细分为八大按键。详见图4：2.5显示模块在本次设计中，对于时间模块而言，其实际电路示意图，详见图5：时间图5：时间显示模块相关电路示意图2.6报警模块在本次设计中,对于报警电路模块而言，其应该实现相应的报警功能，与此同时,当按键成功时，应该发出相应的声音。通常情况下，其实际电路示意图，详见图6。图6：报警模块相关电路示意图3软件设计3.1软件设计总流程图在本次设计中，基于软件部分，主要选择模块化设计的具体方式。其中，本次设计的程序流程具体示意图，详见下图：图7：程序流程具体示意图3.2程序功能分析在本次设计中，涉及到多样化程

9、序的设计。其中，主要包含主程序及其相应的延时子程序等相关程序，与此同时，包含数码管显示子程序及其相应的结束报警显示子程序等多样化程序。事实上，对于这些多样化程序模块而言，其所具备的实际功能大致如下：3.3主程序模块在主程序中，能够持续运用多样化子程序，并且在结束使用后，还将返回至相应的主程序，从而实现日常运行。3.4延时子程序延时子程序能够被其他多样化程序块进行调用，且相对简洁。图8主程序流程图3. 6结束报警显示子程序与延时子程序通常情况下，对于报警服务子程序而言，其可以实现报警并发出声音，还实现了报警时数码管跟随闪动。4PROTEUS软件仿真对于仿真软件而言，其主要源自20世纪50年代，和

10、仿真应用及其计算机等多样化技术，实现协同发展。并且于1984年度，出现首例基于数据库的相关仿真软件系统，自此之后，仿真软件得到了相对稳定的快速发展，具备相对较强的灵活性，可以切实解决多样化实际问题。对于大多数用户而言，其可以基于仿真软件，和计算机之间，实现平等对话,并且可以实现建模等高难度作业。4.1PROTEUS软件仿真原理图通过相关实际要求，本篇设计，主要基于PROTEUS软件，对该系统，进行相应的仿真工作。其中，实际仿真原理示意图，详见图4. 1：图4.1系统启动后，计分器将实现倒计时。其中，基于PROTEUS软件,进行相应仿真计时的具体显示示意图，详见图4.2：图4.2中场期间，系统将

11、会保持暂停，并且自动交换双方比分，与此同时，等待再次启动，当再次重设时间时，其具体仿真示意图，详见下图：图43当比赛结束时，时间归零，然后警报器开始响起，与此同时,不断闪烁，直至倒计时完全终止。图4.44. 2仿真结果分析综上所述，本次设计取得了相对良好的实际效果，与此同时，扩展了多样化实际功能，例如：按键声音及其相应的倒计时等具体功能。基于此，该计时器已经可以应用于不同规模的运动场，作用于日常篮球比赛。5课程设计体会以上便是本次毕业设计篮球计时器得设计，通过这次设计和试验，加深了我对理论知识的理解，而将理论运用到实际中去，使我获得了成就感，这次试验还培养我们合作精神和创新精神，是一次很好的经

12、历。本次设计实验让我感触最深的就是我想的和我做的距离。在课堂上上过课的我以为学到的东西都懂了都了解了，但是一旦到生活中实际运用的时候，才发现自己只是粗略地了解知识，并不能好好的运用。基于此次毕业设计，我成功将自身的知识储备，运用至实践当中。本次设计感处还有以下几点：第一，本来以为这个课题不算太难，篮球计时器也就是平场比赛中时间和得分记录的东西，就很普通，然而，在本次毕业设计中,我遇到了多样化实际问题，通过查阅图书馆中的相关资料，才对单片机涉及到的各个方面有了一系列初步了解，然后在对其进行更深层次的细致了解。其次，我发现理论知识并不等同于实际应用，应该将两者之间,进行紧密结合。所以我们还需要多多

13、动手，增强自己的动手能力。例如在接电路的过程中，经常会因为不小心而接错，并且最后还很难发现，这些都是需要我们去了解的。第三，在本次设计中，重点在于针对单片机的具体编程方法及其相应的仿真构件，进行更深层次的细致了解。实际上，我主要通过在学校学过的C语言，先对基础的相关程序，进行相应的编写，与此同时，添加多样化模块，并进行相应的PrOteUS仿真，其次，再进行调试，在这个编程的过程中，我们一定要细心，对每一条程序进行反复确认。除此之外，在进行实际调试时，应该根据仿真中出现的错误，看看程序究竟在哪个部分出了问题，很容易就因为我们的不小心出现任何问题。本次实验是我首次编写相关程序，在此过程中，我学会了

14、相应的编程技巧，理清了正确的编程思路。明白了必须自己实践，才能真正学习并学会更多，才能受益匪浅。在本次毕业设计中我还遇到了其他的小问题，大多的也就是对电脑操作的不熟练，对Word运用很不熟练，特别是图片以及画流程图的时候，极其不熟练，操作还不是很清楚，更马大哈的是写完了还没有及时保存，以至于重头在写，因此浪费了很多的时间。但是人就是在不断的实践中学习与成长，吃一堑长一智，当我与淡了这些问题，然后自己解决了这些问题，我就学到了很多，并且以后在面对这些问题的售后会多一点的经验，会有方法去解决，这也使我会少一些诸如此类的问题。总之，这次毕业设计与实验让我学到了很多，让我受益匪浅，在一定程度上，培养了我独立分析的良好习惯，并且切实提升了自身具备的综合能力，对我以后未来有很大的帮助。参考文献1余发上，单片机原理及应用技术M.徐州：中国矿业大学出社，20032张振荣，晋明武.MCS-51单片机原理及实用技术M.北京：人民邮也出版社,2002.8:32-363康华光.电子技术基础（数字、模拟）M.北京：高等教育出版社，2003.7:96-1014赵晶.PROTE1高级应用M.人发邮电出版社,2002.12:224-226附1系统原理图