求篮球30秒倒计时器的设计和制作,数字电路课程设计,详细论文
【摘要】篮球比赛30秒钟规则规定：进攻球队在场上控球时必须在30秒钟内投篮出手(NBA比赛为24秒,全美大学体育联合会比赛中为35秒)，因此在比赛时裁判既要看比赛又要看秒表计时，而本文介绍的30秒倒计时器可以解决此问题。
【关键词】AT89C51单片机、30秒倒计时器、LED
30秒倒计时器的设计和制作有很多方法，本文介绍的30秒倒计时器以AT89C51单片机作为控制单元，采用两个数码管显示时间，用三个按键分别控制计时器的计时开始、复位和暂停。倒计时器初始状态显示“30”，当裁判员按下计时键，30秒倒计时开始，当计时器时间减到0时，计时器发出声光报警，提示裁判计时时间已到。
一、电路设计
30秒倒计时器的电路主要由电源电路、单片机最小系统、按键输入、显示驱动电路、报警电路组成，30秒倒计时器控制电路如图1所示。
图1 30秒倒计时器电路原理图
1、按键输入
“30秒倒计时器”采用了三个按键来完成计数器的启动计数、复位、暂停/继续计数等功能。
（1）K1键：启动按钮（P3.2）。
按下K1键，计数器倒计时开始，数码管显示数字从30开始每秒递减计数，当递减到到零时，报警电路发出声、光报警信号。当计数器处于暂停状态时按下K1键将回到计时状态。
（2）K2键：复位按钮（P3.3）。
按下K2键，不管计数器工作于什么状态，计数器立即复位到预置值“30”,在报警状态时按下K2键还可取消报警。
（3）K3键：暂停/计时切换按钮（P3.4）。
当计数器处于计时状态时按下该键计数器暂停计时，数码管显示数字保持不变；当计数器处于暂停状态按下该键计数器将回到计时状态；初始状态时该键无效。
2、显示驱动电路
“30秒倒计时器”用两个共阳数码管来显示时间，数码管显示方式为动态显示。显示驱动电路中，数码管的段码引脚通过470欧的电阻接到单片机的P1口，两个片选引脚各通过一个9012连接到正5V电源，由P3.0和P3.1控制。
4、报警电路
计时时间减到0，显示数码管显示“00”时，发光二极管D1由P3.5控制发出光报警，同时蜂鸣器由P3.7控制发出声报警。
二、森辩软件编程思路
1、全局变量
“30秒倒计时器”动作流程主要受三个全局变量控制。首先是bit变量“act”，当“act”为“1”时倒计时开始，为“0”时倒计时停止，“act”初值为“0”，可以由按钮操作将其置“1”或清“0”。第二个全局变量是char变量“time”，存放倒计时的时间，当倒计时时间为0时，发出声光报警。变量“time”的初值为30，定时中断服务程序在“act”为1时，每1s对其进行减1操作，减到0时保持为0，按下“复位键”可将“time”复位为30。第三个全局变量是int变量“t”，记录响应定时中断0的次数。根据初始化定义，定时器0以方式1工作，每1ms发出一次中断请求。控制程序只开放了定时器0中断，因此不会有比定时器0中断更高级的中断被允许，所以每次请求都会立刻被响应。响应后在中断服务程序中将全局变量“t”加1记录响应中断次数，每响应1000次即为1秒钟。变量“t”初值为0，在中断服务程序中加1，当“t”为2000时由中断服务程序清0。在按键驱动程序中，按下启动键、复位键、暂停/启动键时将“t”清0，目的是从0ms开始计时。
2、控制流程
主程序主要用来检测全局变量“time”当“time”为0时发出“声光报警”。按键驱动、显示滑改驱动和“time”操作都在定时器0中断服务程序中进行。其控制流程如图2所示。
图2控制流程图
三、软件程序设计
1、数码管驱动程序
到计时器的两个数码管以动态显示的方式显示计时时间“time”（全局变量），LED1显示“time”的十位，LED2显示“time”的个位。
（1）定义段码数据口和片选信号
根据实际电路，在C51中定义段码的数据口为P1，两个片选信号为P3.0和P3.1。定义如下：
#define duan P1
sbit wei1=P3^0;
sbit wei2=P3^1;
（2）定义字形码
LED显示数字0~9以及全灭的字形码表格放此让缺在数组zixing[]中。字形码是固定的表格，定义时加上关键字“code”表示该表格存放在程序存储器中。
unsigned char code zixing[]=
{
0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff
};
（3）定义数码管LED1和LED2的显示变量
为了增加驱动程序的可移植性，笔者为数码管LED1和LED2定义了显示变量。显示变量就是本驱动程序的对外接口，外部程序只要改变显示变量的值就可改变数码管显示的数值。定义方式如下：
unsigned char led_str[2]={10,10};
led_str[0]直接对应数码管LED1, led_str[1]直接对应数码管LED2。本项目中由专门的子程序将全局变量time计算拆分成led_str[0]和led_str[1]。
void js()
{
led_str[1]=time/10%10;
led_str[0]=time%10;
}
（4）数码管驱动程序
数码管驱动程序“void chushi(char i)”在定时中断服务程序中被调用执行。根据初始化程序的定义，定时中断服务程序每1ms被执行一次。定时中断服务程序中运用全局变量“t”记录进入该服务程序的次数，“t”计满2000由定时中断服务程序清零。
数码管驱动程序的参数“char i”是用来确定当前点亮的是LED1还是LED2，当参数为“0”时点亮LED1，参数为“1”时点亮LED2。如果我们希望偶数次进入定时中断服务程序时点亮LED1，奇数次进入定时中断服务程序时点亮LED2，我们可以用程序调用语句“chushi(t%2)；”轻松实现。
进入数码管驱动程序后首先调用子函数js()，计算当前的led_str[0]和led_str[1]。接下来将两个数码管全部熄灭以防止余晖的出现。最后点亮需要点亮的数码管并送出字型码。驱动程序代码如下：
void chushi(char i)
{
js();//计算显示变量
duan=0xff;//去余晖
wei1=i; wei2=!i;//确定片选
duan=zixing[led_str[i]];//送字型码
}
2、按键驱动程序
按键驱动程序分为按键识别和按键功能执行两部分。按键功能执行可在按键按下时或按键抬起后执行，文中将其设计在按键抬起后执行。
（1）定义按键I/O地址
根据实际电路，三个按键（启动键、复位键、暂停/启动键）分别接在P3口的P3.2，P3.3和P3.4三个引脚上。为了取键值方便还将P3口定义为“iokey”，程序中可作定义如下：
#define iokey P3
sbit key1=P3^2;
sbit key2=P3^3;
sbit key3=P3^4;
（2）按键驱动流程
按键识别的通用流程为：I/O口写“1”→判断有无键按下→延时去抖→确定键值→等待按键抬起→执行按键功能。按键驱动程序中定义了两个静态变量“ts”和“kv”，分别用来延时去抖和存放键值。
（3）延时去抖
静态变量“ts”用来延时去抖。按键驱动程序在定时中断服务程序中每1ms被执行一遍，每检测到有键按下“ts”加1，检测到无键按下“ts”清0。按键连续按下20ms，则连续20次执行按键驱动程序时都检测到有键按下，此时静态变量“ts”累加到20，可确认按键按下有效。
为防止按键一直按着不放而使“ts”累加到溢出，确认有键按下后可使“ts”的值保持为20，或大于20的某一个值如21。
（4）取键值
确认有键按下后即可通过读取按键的I/O口状态来得到键值。为读取P3.2、P3.3和P3.4引脚状态，屏蔽P3口其他引脚的影响，可将读取后的数值按位或上11100011B（0xE3）再送给静态变量“kv”。
静态变量“kv”存放按键的键值，无键按下或按键抬起后kv的值为0。按下启动键key1时kv=11111011B（0xFB），按下复位键key2时kv=11110111B（0xF7），按下暂停/启动键key3时kv=11101111B（0xEF）。
（5）执行按键功能
按键抬起后第一次执行按键驱动程序时，静态变量“kv”任保持着按键按下时最后得到的键值，以该键值作为参数调用按键执行程序“actkey(kv)；”即可执行按键功能。调用后kv值立刻清0，确保按一次键执行一次按键功能。驱动程序代码如下：
void key()
{
static unsigned char kv=0;
static unsigned char ts=0;
key1=1;key2=1;key3=1;
if(!(key1&key2&key3))
{
ts++;
if(ts>=20)ts=20;//有键按下
if(ts==20)
kv=iokey|0xe3;//取键值
}
else
{//无键按下或按键已抬起
actkey(kv);
ts=0;
kv=0;
}
}
函数actkey(kv)用来根据键值“kv”执行相应操作。当“kv”等于0xFB时代表启动键key1按下，函数actkey(kv)将全局变量act赋值为“1”。当“kv”等于0xF7时代表复位键key2按下，函数actkey(kv)将全局变量“time”复位为“30”。当“kv”等于0xEF时代表暂停/启动键按下，函数actkey(kv)将全局变量act取反。每按一个按钮都有将全局变量“t”清0的操作，目的是每当复位、或启动计时时，进入定时中断的次数都从0开始计算，否则会出现第1秒计时不准确的现象。程序代码如下：
void actkey(unsigned char k)
{
switch(k)
{
case 0xfb:act=1;t=0;break;
case 0xf7:time=30;t=0; break;
case 0xef:act=~act;t=0; break;
}
}
四、结束语
本文在编程过程中以面向对象的编程思路封装了两个LED数码管和三个独立按键。当其驱动程序在定时中断服务程序中被调用，编程者只要操作其接口：数组“led_str[2]”和函数“actkey(unsigned char k)”，无需直接对硬件进行编程即可改变功能，增强了软件的通用性和可移植性。
编个 篮球比赛计时器的 程序
之前帮别人做过一个银坦镇相当完整的，用的锋粗是汇编，相关的信灶设计，电路原理图什么的也都有，需要的话，给我个消息。
篮球比赛24秒计时器设计
NBA篮球24秒倒计时
本设计是以555构成震荡电路，由74LS192来充当计数器，构成NBA24秒倒计时电路。该电路简单，无需用到晶振，芯片都是市场上容易购得的。设计功能完善，能实现直接清零、启动和暂停/连续计时，还具有报警功能皮汪。
一、设计原理与电路
原理方框图图：
包括秒脉冲发生器、计数器、译码与显示电路、报警电路和控制电路（辅助时序控制电路）等五个部分组成。计时电路递减计时，每隔1秒钟，计时器减1其中计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成24秒计时功能，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数器、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。当计时器递减计时到零（即定时时间到）时，显示器上显示00，同时发出光电报警信号。
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要求并不是太高，电路采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器的构成。
译码显示电路用74LS48和共阴极七段LED显示器组成。报警电路在实验中可用发光二极管代替。
二、模块说明：
○18421BCD码递减计数器
计数器选用中规模继承74LS192进行设计较为简便，74LS192是十进制可编程同步加/减计数功能。下图是74LS192外引线排列图与功能表：
工作原理：当=1，CR=0时，若时钟脉冲加入到端，且=1，则计数器在预置数的基础上完成加计数功能，当加计数到9时，端发出进位下跳脉冲；若时钟脉冲加入到端，且=1，则计数器在预置数的基逗烂础上完成减计数功能，当减计数到0时，端发出借位下跳变脉冲。由74LS192组成的二十四进制递减计数器如下图，其预置数为N=（0010 0100）8421BCD=（24）。它的计数原理是：只有当低位 1端发出借位脉冲时，高位计数器才作减计数。当高、低位计数器处于全零，且=0时，置数端 2=0，计数器完成并行置数，在端的输入时钟脉冲作用下，计数器再次进入下一循环减计数。
○2555振荡模块
如右图，由NE555构成的多谐振振荡器。接通电源后，电容C2被充电，Vc上升，当Vc上升到2/3Vcc时，触发器被复位，同时放电BJTT导通，此时V0为低电平，电容C通过山握漏R5和T放电，使Vc下降，当下降至1/3Vcc时，触发器又被置位，V0翻转为高电平。电容器C的放电时间为：
当C放电结束时，T截止，Vcc将通过R5和Rw、R4向电容器充电，Vc由1/3Vcc上升到2/3Vcc所需时间为：
当Vc上升到2/3Vcc时，触发器又发生翻转，如此周而复始，在输出端就得到一个周期性的方波，其频率为：
在这里我们选择R5=68K，C2=10uf，只要调节Rw 7K即可输出1HZ，达到要求。
○3辅助时序控制电路
操作“清零”开关时，计数器清零。闭合“启动”开关时，计数器完成置数，显示器显示24断开“启动”开关，计数器开始进行递计数。电路图中，当开关S1合上时，=0，74LS192进行置数；当S1断开时，=1，74LS192处于计数工作状态。开关S2是时钟脉冲信号CP的控制电路。当定时时间未到时，74LS192的借位输出信号 2=1，则CP信号受“暂停/连续”开关S2的控制，当S2处于“暂停”位置时，门G3输出为0，门G2关闭，封锁CP信号，计数器暂停计数；当S2处于连续位置时，门G3输出1，门G2打开，放行CP信号，计数器在CP作用下，继续累计计数。当定时时间到时， 2=0，门G2关闭，封锁CP信号，计数器保持零状态不变。
三、调试
做完板后发现暂停有毛刺现象，故补充另一开关来控制暂停，效果好转。以下是其电路：
四、后语
不足：本电路设计简单，而且能很好地达到设计要求，但由于555产生的脉冲精确值比较低，这是本电路最大的不足。
改进方法：可以使用晶振，然后进行分频（如用4060）。
单片机篮球比赛计时器课程设计 要求 24秒到计时,计两队得分
篮球比赛24秒倒计时器的设计
设计制作一个篮球竞赛计时系统，具有进攻方24秒倒计时功能，具体设计要求如下：
1、具有显示 24s倒计时功能：用两个共阴数码管显示，其计时间隔为1s。 2、设置启暂停/继续键，控制两个计时器的计数，暂停/继续计数功能。 3、设置复位键：按复位键可随时返回初始状态，即进攻方计时器返回到24s。 4、计时器递尘纳减计数到“00”时，计时器跳回“24”停止工作，并给出声音和发光提示，即蜂鸣器发出声响和发光二极管发光前言
电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。
在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机，还可以用来做为各种药丸、药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可派竖没见计时器在现代纤升社会的应用是相当普遍的。
在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就违例了。本课程设计“智能篮球比赛倒计时器的设计”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动的报警从而判定此球员的违例。
本设计主要能完成：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器灭灯；计时器为24秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。
1.1基本原理
24秒计时器的总体参考方案框图如图1所示。它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路（简称控制电路）等五个模块组成。其中计数器和控制电路是系统的主要模块。计数器完成24秒计时功能，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。
