便携式大众篮球赛电子计时计分系统的设计

摘要：为提高大众篮球赛的规范化程度，保证比赛的公平公正，增强比赛的现场感，依据大众篮球赛的比赛特点，研制开发的电子计时计分系统。此系统具有性能稳定、操作灵活、价格低廉、便于携带等优点，可广泛应用于各类学校和团体的球赛中。

关键词：篮球比赛；计时；计分；单片机

本项研究所设计的装置是专门针对目前大众业余篮球赛的比赛特征，制造适合大众业余篮球赛室外场地使用的，便携实用廉价的电子计时计分系统。

一、系统整体设计方案

严格按照国际篮联制定的，中国篮球协会审定的 “篮球规则”和“篮球裁判员手册”，并通过对部分高校、企事业单位组织的大众篮球赛计时计分方式的实地考察，最终确定一下整体设计方案。整套系统主要由三块子系统组成。各子系统均采用模块化的设计思路，彼此独立。

（一）计时系统

包括：计时控制端模块、无线发射模块、无线接收模块、计时主显示控制模块、LED点阵模块、电源模块。系统采用倒计时工作方式，初始时间在计时开始前可任意设定为2位数，最大计时为99分钟，可暂停计时，暂停状态下具备回表功能，倒计时完成时自动哨音提示。其时间显示有两套，计时控制端采用数码管显示，面向计时员；主显示端采用大规模LED点阵，面向参赛队员和观众。两套计时显示是完全同步的。

（二）24秒钟计时系统

包括：24秒计时控制端模块、无线发射模块、无线接收模块、24秒计时主显示控制模块、LED点阵模块、电源模块。系统采用倒计时工作方式，初始状态为复位无显示，启动后开始24秒倒计时，可暂停计时，暂停状态下具备回表功能，倒计时完成时同样自动哨音提示，提示音有别于计时系统。显示方式与计时系统相同。

（三）计分系统

包括：计分控制端模块、无线发射模块、无线接收模块、计分主显示控制模块、LED点阵模块、电源模块。系统显示包括甲、乙两队比分，每队最大计分数为999，能分别对甲、乙两队比分进行+1或-1 控制。篮球比赛出现的分值为+1、+2、+3，对于+2、+3，可采用连续两次+1和连续三次+1的方式完成。另外系统还将显示节次，甲、乙两队各自的全队犯规次数，暂停次数，交替拥有指示，队名。主显示屏参照中国篮球协会审定的 “篮球规则”里，有关“一级比赛的计分板（样例）”的基本要求进行布局。

二、硬件系统构成

三块子系统的总体硬件设计思路基本相同，均采用单片机AT89s52作为核心元件，使用红色高亮LED组成的点阵作为主显示，具备各自独立的无线收发单元。由于采用了高度模块化的设计思路，使得整套系统具备了很高的可靠性，便于维护和携带。

（一）系统组成

由于篇幅有限，这里以24秒计时系统控制端的硬件组成为例，其结构框图如图1所示。它主要由AT89s52单片机、74LS04非门、LED数码管、无线编码调制发射模块、控制按键、LED指示灯、哨音蜂鸣器、电源等部分组成。

图1 24秒计时控制端硬件系统框图

（二）工作原理

主控芯片部分：该系统选用ATMEL公司的AT89S52单片机作为核心控制芯片，此单片机是目前51系列芯片中最常用的单片微处理器。它具有8K bytes FLASH存储器、256 bytes RAM和32路I/O口。完全可以满足此系统的控制需求。AT89S52的复位端电路除了为单片机提供开机复位和按键复位信号外，还向外同步送出24秒复位控制信号。

数码管显示部分：考虑到串行输入，静态显示数据，效率较低，此系统控制端显示采用了共阳LED数码管，动态扫描显示。P1.0和P1.1接8550三级管作为位选信号输出端。P0.0～P0.6口作为七段数码管段选信号输出端

控制按键部分：24秒控制按键仅有复位、启动、暂停和回表4个，相对比较简单。复位功能直接采用单片机复位方式实现，启动、暂停和回表3个按键分别对应P3.2、P3.3和P3.4口，低电平有效。

控制信号输出部分：4路按键的控制信号除了控制单片机外，另外通过74LS04非门芯片同步送出无线模块输出信号和备用有线连接输出信号。无线编码调制发射模块采用目前市场上成熟的基于PT2262芯片的无线发送模块。发射频率为315MHz，8位地址码，4路数字信号。高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100%的调幅。

三、结语

此篮球赛电子计时计分系统的设计，完全从实用角度出发，将大众篮球赛的比赛特点与篮球规则相结合。 经过实验测试证明，系统计时、计分准确，操作简单，携带方便，完全能够满足各类大众篮球赛的比赛需求，特别适合在广大高校和中学中应用。另外系统采用高度模块化的设计思路，可根据比赛的实际需求或购买方的实际需要进行调整，灵活选配各模块。

参考文献：

[1] 中国篮球协会审定. 篮球规则：2008年版[S]. 北京:光明日报出版社，2009；

[2] 杨欣,王玉凤,刘湘黔. 51单片机应用从零开始[M]. 北京:清华大学出版社，2008.1；

[3] 宋戈,黄鹤松,员玉良. 51单片机应用开发范例大全[M]. 北京:人民邮电出版社，2010.2。