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基于单片机的无线遥控篮球比赛记分器的设计研究

article 2025/1/15 3:08:07

本文主要争对传统记分牌的局限性进行创新设计，提出一种基于 51单片机的无线遥控篮球比赛记分器的设计方法，计分器的核心电路是本控制系统的主控电路，主控电路则由单片机的最小系统电路构成，主要由时钟电路、复位电路以及STC90C51 单片机控制芯片等三部分构成。单片微型计算机简称的是单片机，分解来讲就是把CPU （中央处理器）、定时器、数据存储器以及I/O 接口电路等计算机运行必须的核心功能部件紧密集成在一块电路芯片上的微型计算机芯片。本设计控制系统的主程序使用C 语言进行编写，记分系统功能稳定可靠，逻辑设计严谨，可以代替传统记分牌，具有一定的创新意义，具有很强的推广价值。

1.引言

为增强大学生的身体素质以及培养学生的体育兴趣爱好，促进同学间的相互交流，以及丰富学员的课余生活，诸多院校安排的体育比赛就比较多，尤其是篮球比赛。但是在一般性的比赛中会有许多不便的因素存在，比如比赛分数的计分问题，在篮球比赛中一般会使用翻分数牌的方法，需要1-2 个人站在记分牌附近翻牌与计数，这个方法操作比较繁琐且会有空间局限，为此，我们研究设计了一种无线遥控篮球比赛记分器来解决这些问题。其能够在正常篮球比赛时，使用远距离无线遥控器来对两个参赛队的分数进行加减计分操作，记录2 个参赛队的分数，并通过数码管显示器清晰的显示出来。

2.材料与研究过程

主要材料： LED 数码管、51单片机、按键、无线遥控器，无线接收器。

研究对象：以新型篮球比赛记分器作为实验对象，并进行深入的研究与设计。

设计平台：设计本记分器使用的主要软件平台为USB串口调试软件、控制程序编辑调试软件、程序烧写软件、以及重要的Proteus电路设计仿真软件。

3.实验设计方案

3.1 设计的系统组成

无线遥控篮球比赛记分器主要由计分按键、处理器、显示器等三大部分构成，其中计分按键通过编码器和无线接收译码器与处理器进行信号传递，处理器主要由单片机一、单片机二、单片机三构成，此外，音乐按键、灯光按键、三色LED 彩灯、音乐蜂鸣器均与单片机一连接，显示器主要由队A 数码管、队 B 数码管、 VS 数码管构成，队A 数码管通过单片机二与单片机一连接，队 B 数码管通过单片机三与单片机一连接，VS 数码管直接与单片机一连接，本篮球比赛记分器的结构连接关系图如图3.1 所示。

3.2 设计电路的简要介绍

本篮球比赛记分器的功能系统主要由单片机核心控制电路即最小系统电路、无线遥控控制电路以及数码管显示电路等三大主要部分组成，而单片机的最小系统则由时钟、复位电路再加51 芯片等三部分组成。单片机进行复位的条件是在RST 引脚上加连续两个周期以上的高电平信号（正电压），单片机复位的目的是使控制系统中的正在运行部件以及CPU 都处在一个规定的初始状态，下次运行时并从这个状态开始工作，单片机断电后或者发生故障后都要复位。单片机的时钟电路用于生成工作所需要的同步时钟信号，单片机芯片自身则是一个精密的同步时序电路，为了保证控制系统的全部功能部件都可以同步工作，系统应有唯一的时钟信号进行控制，要严格地按时序进行不同的工作。无线遥控遥控电路由无线发射器和无线接收器组成，通过程序控制来实现其接收编码工作。数码管则显示电路由6 个共阴数码管构成，每个与单片机的最小系统的一个P 口相连接，信号传输快捷方便。本无线遥控篮球比赛记分器的电路设计图如上图3.2 所示。

4.研究分析与总结

本设计为一种基于单片机的无线遥控篮球比赛记分器，由于单片机被广泛称为微控制器（MCU ），其只需与合适的外部功能设备及程序软件相结合，便可组成一个完整的单片机控制系统，其非常适合智能控制领域的相关创新设计，所以本设计构建51 单片机的最小控制系统，其显示部分使用6个数码管来实现显示功能（4个用于两个队的分数显示、2个用来显示VS字符）、使用3个单片机最小系统用于系统主控、使用无线发射接收装置来实现远距离的无线遥控、正常篮球比赛时，可以使用远距离无线遥控器来对两个参赛队的分数进行加减操作。其计分按键有4个，2个是控制A队分数的加减，另外2个控制B队的分数加减，通过按下不同计分按键时可以产生不同的信号，然后编码，再通过无线传输转送到无线接收器，最后译码。单片机一号读出按键的指令信号，然后产生不同的控制信号，控制信号传送到单独的单片机二和三，相应单片机控制对应各队分数的数码管进行不同显示要求，显示vs的数码管由单片机一控制，其效果是1秒间隔闪烁。通过实际检验本设计能够在正常篮球比赛时，使用无线遥控器来对两个参赛队的分数进行加减计分操作，设计原理可行，具有一定的创新意义与推广价值，可在各大院校推广使用，设计实物图如图4.1 所示。