目录1 引言................................................................................................................................2 2 系统方案设计.................................................................................................................2 2.1 系统整体方案设计.......................................................................................................................... 22.2 主控制器方案.................................................................................................................................... 22.3 显示方案............................................................................................................................................. 23 系统电路设计..................................................................................................................3 3.1 主控制器电路.................................................................................................................................... 33.2 显示电路 3.3 按键电路 3.4 提示电路............................................................................................................................................. 4............................................................................................................................................. 4............................................................................................................................................. 54 系统软件设计..................................................................................................................6 4.1 软件整体设计 4.2 显示软件设计.................................................................................................................................... 6.................................................................................................................................... 84.3 篮球计分软件设计.......................................................................................................................... 95 系统仿真 ........................................................................................................................10 5.1 仿真设计电路图............................................................................................................................. 105.2 液晶显示 5.3 系统仿真 5.4 实物测试........................................................................................................................................... 10........................................................................................................................................... 11........................................................................................................................................... 115.5 液晶显示上电测试 5.6 比分控制上电测试........................................................................................................................ 12........................................................................................................................ 136 总结................................................................................................................................14 参考文献 ..............................................................................................................................14 1 引言体育比赛计分设备可以对比赛的时间以及分数进行记录，方便工作人员对篮球比赛信息 进行记录，可以按照比赛的要求，对比赛进行记录。
由于篮球比赛不仅仅需要记录分数、时 间，还需要进行场地转换，所以在设计时需要注意现在，市场上的篮球比赛计时计分器都 是通过 LED 来显示的出于创新与便捷的理念，在本次设计中，使用的显示部分为 LCD1602 液晶显示屏，使用的按键为独立式键盘硬件方面，由于使用的是一体的 LCD1602 液晶显示屏，在构造方面同时也更为的坚固，不易拆散在软件方面也减少了编码 程序时的复杂性，从而优化了程序运行效率2系统方案设计2.1 系统整体方案设计篮球计分器系统 主要的核心器件是 STC89C52 单片机内容有显示控制、按键输入、声 音控制、主控制器 按照篮球比赛的进程，通过按键控制显示两队的比分，可以交换场地， 控制系统停止计时，如果每节比赛倒计时结束则控制声音进行提示系统结构框图如下图所 示显示模块按键主控制器声音提示图 2-1 系统结构框图2.2 主控制器方案设计方案一：MSP430 系列的单片机优点：片内集成的资源比较丰富，运行速度比较快 缺点：工作电压不是 +5V 的，需要额外增加 +5V 转换电路；过压或者过流时都会击穿 I/O 口；另外内部没有 EEPROM，不能实现数据的存储方案二：选用单片机 STC89C52 作为系统核心模块。
51 系列的单片机不论从性能还是价 格等方面都有着很大的优势，运行稳定，性价比高，价格相对便宜，且功耗低，加密性强， 此外在系统核心模块的选择上采用 STC 系列能够有效提高系统的工作效率，能够在工作状态 下进行运行，让系统工作更加便捷考虑到篮球计分器系统工作环境多变，温度和湿度对处理器有一定的影响，因此需要抗 干扰性强的中央处理芯片；另外检测温湿度的值需要运用到芯片中 EEPROM 存储空间最 终选定了 STC89C52 单片机作为篮球计分器系统的主控芯片2.3 显示方案方案一： LCD1602该模块显示的内容多种多样，并且非常简单明了，价格合理，非常 适合在本设计当中使用尽管这款显示器路接口上显得有些复杂，接口太多，但这些接口无疑给设计后期对电路的测试与调试等提供了方便方案二：选用数码管作为显示器件由于本设计中需要显示较多的数据，包括字符和数 值，过多的数码管会占用很多单片机端口，所以该显示方案并不适合本设计在系统设计当中，考虑到篮球计分器系统在湿度显示的时候除了数字之外还有其他信息 需要显示，LED 数码管显然并不能满足数字之外等内容的现实，因而我们最终选用了第一种 方案3 系统电路设计3.1 主控制器电路STC89C52 内部有 8K 的 Flash 存储电路，可以存储相关的数据，此单片机应用非常广， 开发简单、电路设计容易，可以加快开发团队的开发进度，缩短开发周期。
开发成本低，被 很多企业所选择器件内部的运行速度很快，引脚数量大，是很多开发方案的首选输入输 出数量为 32 个，分别设计为 4 组，引脚口 0，引脚口 1，引脚口 2 ，引脚口 3，有多个定时 器，定时数据准确，中断设计也很方便，定时器和中断的结合使用，能够实现很多比较复杂 的功能要求，也可以嵌套很多中断执行除了普通使用的输入输出接口，单片机还需要时钟接口、复位接口、电源接口时钟的 接口是 18 脚、19 脚，设计选择的是 12 兆赫兹的晶圆复位接口是 9 脚，通过单片机的 9 脚 输入复位信号复位动作输入的 9 脚接口能够加入备用电源，这样可以保证芯片内部的数据 不会因掉电消失单片机的 31 脚接口是 EA，这个引脚是可以确定处理器代码的存放位置， 是内部还是外部，将高电平输入到 31 脚，这样就表示单片机使用的是内部存储的代码，如 果将低电平输入到 31 脚，这样就表示单片机使用的是外部存储的代码图 3-1 单片机引脚图3.2 显示电路在篮球计分器系统设计当中，我们加入了液晶显示的功能其主要目的在于能够清楚而便 捷地查看分值数据，采用液晶显示能够更加直观地将数据进行显示，有着较强的稳定性。
同 时利用液晶显示器还可以对相关单位的符号等进行显示在对液晶显示器进行电路设计的时候，必须要了解每一个引脚的作用与功能，而在也竞 相使其 LCD1602 中，对比度调整端为 VO 端口，通过连接一个 10K 的电阻分压，使液晶屏 的显示有合适的对比度显示屏通过编号为 D0～D7 的数据线与单片机相连，并对接在单片机的 P0 接口之中，与此同时，接口外部还设置了上拉电阻，实际阻值为10K ；单片机中1.0、P1.1、P1.2 三个接口与显示屏的 RS、RW、EN 控制管脚依次对接；RV1 可以实现显示 屏灰阶的控制与调整；而 BLK、BLA 作为背光模式中的阴阳两极，能够对背光灯的亮暗进 行调节如图 3.15 是 LCD1602 电路设计图图 3-2 液晶接口电路图3.3 按键电路在本系统当中所要使用的按键并不多，包括复位键在内一共只有 11 个，所以我们将按 键与单片机的接口相对应，也即是 A+1、A+2、A+3、A-1、B+1、B+2、B+3、B-1 以及 4 个 功能键接入到单片机端口上键盘电路用于设置系统状态在按键被按下，此时单片机的引脚 上会产生低电平，系统程序运行中会对这两个引脚上的电平进行检测，发现这两处的引脚电 平为低，说明相应的按键被按下，随之系统执行相应的功能。
调整时间、开始、交换场地和 确认键和一个 24 秒复位键图 3-3 按键电路3.4 提示电路指示灯选用发光二极管报警选用蜂鸣器进行报警提示系统控制蜂鸣器进行声音报警 提示 [8]蜂鸣器驱动需要进行驱动设计，一般的设计都是选取只三极管完成驱动设计，对三 极管的基极进行操作即可实现蜂鸣器的驱动，开发费用小当比赛时间剩 10 秒时，声光报 警闪烁提示，当比赛时间到了如图 3-4图 3-4 提示电路4 系统软件设计C 语言是目前使用最多的一门单片机开发语言，它的语言设计简单易懂，开发语句容易 理解，开发环境是 Keil，专用单片机开发工具[10]4.1 软件整体设计篮球比赛计分器所有代码包括：软件初始化、按键扫描、数据显示、声光提示控制系 统进行初始化之后，系统开始默认比赛时间是 12 分钟，可在没开始或暂停的时候按“调整时 间”，调整比赛时间，在调整时间时，按 “开始”键加 1，按“交换场地”键减 1，按“确认”键， 退出调整并保存数据；按 “开始 ” 键，可以切换开始和暂停；在暂停或没开始的时候，按 “ 交 换场地”键，A 方和 B 方交换场地；按计分键，对应分数加或减相应数值，在暂停或没开始 的时候，按 “ 确认 ” 键可清除两队分数；比赛开始，液晶屏显示比赛时间，时间以倒计时显 示，24 秒违规也开始计时，同样采用倒计时方式；当球有投出或持球队变换时，可通过 24 秒复位键复位 24 秒，当 24 秒时间到时，比赛犯规，比赛暂停，并且报警提示，可按“开 始”键继续比赛；当比赛时间剩 10 秒时，声光报警闪烁提示，当比赛时间到了，声光报警 提示一段时间后停止；比赛时间到，比赛结束，除了“确认”键，其他按键全部失效，可按 “确认”键，开始行的比赛；见图 3-1。
开始初始化否启动按键扫描否时间调整交换场地按键是交换场地确认按键是清除比分倒计时是否24秒是报警是否10秒是报警否否图 4-1 系统软件设计流程图主函数的相关的代码如下所示void main(){EA = 1; //开中断ConfigTimer0(2);//定时器InitLcd1602();//液晶初始化LcdShowStr(1,0,"JS_: ");//第一行显示 LcdShowStr(1,1,"A : B");// 第二行显示while(1)//循环{KeyDriver();//按键扫描Delay_Ms(10);//延时if(JS_Refresh)//更新显示{JS_Refresh = 0;JS_Display();}str_a[0] = jifena/10+0x30;//a 对比分 str_a[1] = jifena%10+0x30;str_a[2] = '\0';str_b[0] = jifenb/10+0x30;//b 对比分 str_b[1] = jifenb%10+0x30;str_b[2] = '\0';LcdShowStr(4,1,str_a);//显示 a 对比分LcdShowStr(9,1,str_b); //显示 b 对比分}}4.2 显示软件设计单片机将需要显示的数据传送至显示器当中，首先要对其进行初始化才能进行相关数据 的传送。
由于显示器在工作的时候使用的是移位数据显示，因此在完成初始化的同时单片机 会选择显示器的数据传送地址，并不断向其发送数据，进而使得显示器显示出相关信息数 据液晶需要显示的数据包括系统运行状态如图 4-2 LCD1602 显示流程图所示开始设定并口接口方式设定基本指令集清除DDRAM设定AC地址写入文字数据开启显示结束图 4-2 LCD1602 显示流程图void InitLcd1602(){LcdWriteCmd(0x38); //16*2 显示，5*7 点阵，8 位数据接口LcdWriteCmd(0x0C); //显示器开，光标关闭LcdWriteCmd(0x06); // 文字不动，地址自动+1LcdWriteCmd(0x01); // 清屏}4.3 篮球计分软件设计篮球计分的软件设计是应该单片机的定时器进行定时，按照篮球比赛的计时方式进行倒 计时，需要对定时器进行初始化，实现周围为 1 秒的计时开始初始化定时器启动否是否到达1秒 是计时处理图 4-3 计分软件设计流程图void JS_Count(){if(JS_Running){ms--;if(ms==0){ms = 99;sec--;if(sec <= 0){ms = 0;sec = 0;Buzzer = 0;JS_Running = 0;}1 1 1 1 11 1 }JS_Refresh = 1;}}5 系统仿真5.1 仿真设计电路图设计选用 Proteus 完成对系统的验证，打开软件绘制系统电路图，和代码进行联机调 试。
仿真设计图如图 5-1仿真包括显示控制、按键输入、声音控制、主控制器LCD1602DCLS D ES D EV V VS WR R E0 1 2 3 4 5 6 7 D D D D D D D D1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4+5VC101P1 2P PRP122pFC222pFR1X112M19189U1XTAL1 P0.0/AD0P0.1/AD1 P0.2/AD2 XTAL2 P0.3/AD3P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 RST P0.7/AD73938373635343332123456789C310uF100293031PSENALEEAP2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 212223242526272810KP10P11P1212345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0/RXDP3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WRP3.7/RD1011121314151617STC89C52图 5-1 系统仿真电路图5.2 液晶显示启动仿真，液晶显示内容如图 5-2 所示。
JS_:24.00，表示显示 24 秒，液晶第二行显示 A 00:00 B，表示 A 队和 B 队的比分1 1 1 1 11 1 1 1 11 1LCD1602DCLS D ES D EV V VS WR R E0 1 2 3 4 5 6 7 D D D D D D D D1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4图 5-2 系统液晶显示仿真5.3 系统仿真系统启动仿真后，可以通过 A 队以及 B 队的比分按键设置分数进行设置，而且可以通过 按键设置 24 秒计时如图 5-3 所示LCD1602DCLS D ES D EV V VS WR R E0 1 2 3 4 5 6 7 D D D D D D D D1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4+5VC101P1 2P PRP122pFC222pFR1X112M 19189U1XTAL1 P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2 P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RST P0.7/AD73938373635343332123456789C310uF100293031PSEN ALE EAP2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15212223242526272810KP10P11P1212345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD1011121314151617STC89C52图 5-3 系统仿真5.4 实物测试系统调试完成后，购买器件，器件清单如下：准备烙铁、焊锡、吸抢、高温棉、镊子等 常用工具。
进行实物焊接组装组装完成后不可立即上电，首先需要用万用板测量电源正负 是否短路，防止在焊接过程中有虚焊，造成电源短路，上电是烧坏电路板电源不短路后，上电测试所有功能实物效果如图 5-4 所示图 5-4 实物图图 5-5 实物图5.5 液晶显示上电测试系统上电后液晶第一行显示 JS_:24.00 ，表示显示 24 秒，液晶第二行显示 A 00:00 B， 表示 A 队和 B 队的比分如图 5-6 所示图 5-6 液晶显示实物图5.6 比分控制上电测试通过按键对 A 队 B 队比分进行设置此时液晶显示 A 对比分 3 分，比对比分 1 分，如图 5-7 所示图 5-7 A 队比分加 2 控制实物图图 5-8 A 队比分加 1 控制实物图图 5-8 B 队比分加 1 控制实物图6 总结在本次实际设计当中使我们对单片机的工作原理及其应用有个更加深刻地认知， 同时在 系统的设计过程中 还更加深入地了解了硬件和软件的各组成部件和相关程序通过细致且认 真地分析，还在设计过程中发现了自己专业知识较为薄弱的方面，这可以为我今后更加全面 地学习研究单片机提供借鉴和参考在本文的设计中，软件程序部分借助了 C 语言知识，而 设计过程中最困难的部分正在于如何实现程序与电路的匹配。
在本次设计中，受自身能力的影响还存在着许多的不足，甚至现有设计中也并没做到十 全十美，但经过这次的实践，单片机的应用以及与之相关的知识使我能够更加清楚而直观地 感受到，此外在操作仿真软件的能力方面也有了大幅提升尽管此次的设计过程十分艰辛， 问题也多种多样，但最终还是在我的努力下，在各位同学和师长的帮助下客服了困难， 完成 最终的设计，使我受益良多参考文献[1] 夏志华. 基于单片机的温度控制系统的研究与实现[J]. 煤炭技术,2013,(02):191-193.[2] 姜宝华,齐强. 基于单片机的无线遥控智能小车的设计与制作[J]. 电子世界,2013,(03):24-25.[3] 程望斌,刘凌,杨陈明,李慧,李璇. 基于单片机的火灾烟雾报警系统设计[J]. 湖南理工学院 学报(自然科学版),2014,(03):41-44[4] 刘兵. 基于单片机的家庭报警系统的研究与设计[D]. 山东大学,2015.[5] 李剑雄,梁春美. 基于单片机的无线防盗报警器设计研究[J]. 信息与电脑(理论版),2015,(08):3-4+8.[6] 贾应炜. 基于 STC89C52 单片机的火灾报警系统设计[J]. 机械与电子,2015,(04):50-53. [7] 刘裕舸. 单片机门禁系统的设计与研究[J]. 电子测试,2016,(07):13+25.[8] 聂茹,屈艳. 基于单片机的红外报警监控系统设计与实现[J]. 微处理机,2016,(03):90-92.[9] 吴育军. 浅析单片机的应用与发展[J]. 无线互联科技,2016,(13):22-23.[10] 马宏坤. 51 系列单片机 C 语言应用[J]. 工业控制计算机,2016,(01):132-134+139. [11] 封杰文. 单片机的发展与应用[J]. 电子制作,2016,(12):91.[12] 杜洪林. 论单片机应用系统的可靠性设计[J]. 电子技术与软件工程,2016,(06):257. [13] 申景,张丽丽. 基于单片机的家用无线火灾报警系统设计[J]. 消防科学与技术,2016,(10):1421-1424.[14] 杜朝. 基于单片机的嵌入式系统开发[J]. 无线互联科技,2016,(01):56-57.[15]Linda J, Engelman. Interacting on the Internet. Irwin Book Team. U. S. A, 2016。