(長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,武漢 430212)
籃球賽事不可缺少的工具是記分牌,當(dāng)前記分方式多采用記分員手動翻動記分牌記分,存在顯示信息不多、人工操作容易出錯等弊端??梢娫O(shè)計經(jīng)濟適用、操作簡單、顯示直觀的籃球記分牌是必要的,一方面可預(yù)防不良事件發(fā)生;另一方面,可解決比賽中比分與時間的不準確性和直觀性,提高比賽的公平性和透明度。
簡易的籃球比賽記分牌能應(yīng)用到實際比賽場合,在外觀上要求記分牌上顯示的文字和數(shù)字具有較高的清晰度。功能上的具體要求如下:(1)正確穩(wěn)定地顯示比賽單位的名稱;(2)可修改比賽剩余時間并能準確顯示;(3)能實時記錄比賽得分;(4)具有暫停功能。
本系統(tǒng)由主控芯片STC89C52、時鐘/復(fù)位電路、按鍵電路、LED顯示屏、顯示屏控制卡等5部分組成,如圖1所示。圖中時鐘/復(fù)位電路和按鍵電路為TC89C52單片機的外圍電路,單片機與控制卡之間的雙向箭頭表示通信,控制卡控制LED顯示屏顯示的內(nèi)容。主控芯片STC89C52單片機具有標準的51體系結(jié)構(gòu)和功能,且程序下載方便。時鐘信號由晶振提供,復(fù)位電路具有手動復(fù)位和自動復(fù)位功能。系統(tǒng)采用8個按鍵用于選擇比賽單位和調(diào)整比分、犯規(guī)次數(shù)。利用室內(nèi)5.0單色單元板顯示比賽單位、比分、比賽剩余時間及犯規(guī)次數(shù),并配有驅(qū)動控制卡仰邦BX-5K2。室內(nèi)5.0單色單元板顯示字數(shù)為2×4,即2行4個字。而顯示內(nèi)容需要4行7個字,故需要4塊室內(nèi)5.0單色單元板拼接。單元板尺寸為:488mm×244mm,則4塊單元板拼接后的尺寸為:976mm×488mm。室內(nèi)5.0單色單元板工作電壓為220V,開關(guān)電源負荷為5V/40A。單元板分辨率為64×32,驅(qū)動方式為1/16掃描,通訊方式為RS-485/232/08,平均功耗為100 W/m2,,像素直徑為5mm,像素間距為7.62mm。BX-5K2采用串行通訊方式??刂瓶▋?nèi)置字庫,用戶只需發(fā)送漢字編碼就能顯示內(nèi)容,大大減少數(shù)據(jù)流量??刂瓶ㄖС中畔討B(tài)刷新:共有6個動態(tài)區(qū)域,既可同時更新信息,也可單獨更新;開放通訊協(xié)議,便于用戶進行二次開發(fā);BX-5K系列不僅支持字庫內(nèi)碼格式的信息傳輸方式,同時新增支持圖片點陣格式的信息傳輸方式,應(yīng)用靈活。
系統(tǒng)設(shè)計包括軟硬件設(shè)計。硬件設(shè)計主要包括:時鐘/復(fù)位電路、按鍵電路、LED屏顯示卡與STC89C52單片機的通訊電路。軟件設(shè)計包括主程序設(shè)計、中斷服務(wù)程序設(shè)計及子程序設(shè)計。
圖1 系統(tǒng)框圖
按鍵電路如圖2所示。該電路用于實現(xiàn)選擇比賽單位、實時修改比分等功能。P1.0~P1.7端口接有4.7K的上拉電阻,在未檢測到按鍵按下時各端口為高電平。一旦檢測有鍵按下,則斷口輸入低電平。按鍵S0具有選擇甲隊功能。每接通一次,則甲隊比賽單位名稱更新一次。按鍵S1具有選擇乙隊功能。每接通一次,則乙隊比賽單位名稱更新一次。按鍵S2為甲隊加分健。每接通一次,則比賽單位甲加1分。按鍵S3為乙隊加分健。每接通一次,則比賽單位乙加1分。按鍵S4和S5具有防誤操作功能。S4或者S5每接通一次,則比賽單位甲或單位乙減1分。按鍵S6分別用來選擇比賽剩余時間,設(shè)置40分鐘,20分鐘,10分鐘三種類型。按鍵S7可實現(xiàn)比賽暫停和再啟動功能。
圖2 按鍵電路
時鐘/復(fù)位電路如圖3所示。時鐘信號由11.0592MHz的晶振提供,復(fù)位電路具有上電復(fù)位和手動復(fù)位的功能。
圖3 時鐘電路
通訊電路如圖4所示。該電路實現(xiàn)單片機與LED顯示屏控制卡之間的通訊。由于BX-5K2多區(qū)域LED字庫控制器采用串口通訊方式,故選擇電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232實現(xiàn)STC89C52單片機與BX-5K2多區(qū)域LED字庫控制器之間通訊。
圖4 通訊電路
主程序設(shè)計。主程序主要完成系統(tǒng)初始化、顯示比賽單位、比分等功能,其軟件流程如圖5所示。程序初始化后根據(jù)按鍵的接通情況進行操作。若keyval=6,表示按鍵S6接通,則選擇比賽時間并送LED顯示屏并顯示;若keyval=7時,表示按鍵S7接通,則轉(zhuǎn)去調(diào)用暫停的中斷子程序;若keyval=0,按鍵S0接通則選擇甲隊比賽單位并顯示;若keyval=1,表示按鍵S1接通,則選擇乙隊比賽單位并送LED顯示屏顯示;若keyval=2時,表示按鍵S2接通,則甲隊加1分并顯示;若keyval=3時,表示按鍵S3接通,則乙隊加1分并顯示;若keyval=4時,表示按鍵S4接通,則甲隊減1分并顯示;若keyval=5時,表示按鍵S5接通,則乙隊減1分并顯示。
圖5 主程序流程圖
中斷服務(wù)程序設(shè)計。該程序主要完成暫停功能,其流程如圖6所示。按鍵S7第一次按下時,定時器停止工作。按鍵S7再次按下時,定時器又繼續(xù)工作。
基于STC89C52單片機的籃球比賽記分牌通過5.0單色單元板顯示,其硬件電路設(shè)計簡單。對于軟件設(shè)計,為防止直接設(shè)計單片機與BX-5K2多區(qū)域LED字庫控制器通訊不能一次成功,首先利用PC機串口調(diào)試助手與BX-5K2多區(qū)域LED字庫控制器進行通訊,待該項工作完成后才調(diào)試單片機與BX-5K2間的通訊?;@球比賽記分器經(jīng)過制板和調(diào)試后能夠穩(wěn)定運行,滿足了實際要求。
圖6 中斷服務(wù)程序流程圖