关键词：单片机； 无线传输； 同步监控
记分员不仅在体育比赛和电视演播室中发挥着巨大作用，而且在现代制造业中也发挥着重要作用。 随着现代电子技术的飞速发展，各种智能产品也相应出现，智能记分器也不例外。 本项目设计以数字电路为核心，采用单片机、无线遥控收发器、高亮度发光二极管，设计出一种新型智能记分器。 不仅符合低功耗、节能的绿色环保理念，而且减少了人工记分的劳动量。 减轻负担，促进智能得分手的发展和研究。
1 系统设计
1.1 系统分析
基于MCS-51系列芯片的应用，设计了篮球计时、计分、秒数、声音提示、无线遥控系统、同步监控，实现A/B队成绩的加减，准确记录比赛时间。 在进攻的24秒内，计分裁判使用无线遥控器进行加分或减分，同时在主控台同步监控显示屏上显示比分变化。 其控制系统模块包括7位动态显示数字计分模块、4位动态显示数字计时模块、A/B队加减模块、无线遥控模块和声音提示模块。 在系统硬件各模块和软件的设计过程中，还应注意如何提高系统的抗干扰能力，设计出具有低功耗、可靠、快速、安全等特点的篮球记分器，成本低，操作简单。 另外，还必须能够长期支持软件升级。 系统设计方案不仅要完全满足智能篮球记分器的设计要求，还要广泛适用于各类学校体育馆的大型比赛[1]。
1.2 方案设计
(1)电源的选择
方案一：采用传统的供电方式，通过变压器降压，然后通过稳压电路稳定电压，为电路供电。
如果采用这种方案，需要多个电源同时供电才能满足设计要求，并且需要设计集成稳压电源电路。 这种电路功耗大、成本高、电压不稳定、维护不方便、体积大、效率低。 。
方案2：使用开关电源。 采用220V/350W开关电源不仅可以提供稳定的工作电压篮球计时计分器设计，而且模块已经商品化、统一、体积小、易于维护。
开关电源的小型化、轻量化有利于篮球得分手的安装。 此外，开关电源在节约能源、节约资源、保护环境方面也发挥着重要作用。
综合比较分析，采用方案二较为合理。
(2)显示模式的选择
选项 1：使用静态扫描。 采用静态显示方式来控制数码管的点亮。 各个数码管同时亮起。 各数码管的行程数据要送至锁存芯片，以维护来自单片机I/O口的数据。
静态扫描显示原理比较简单，易于编程，显示清晰，亮度高，但需要大量的接口线和大量的额外硬件芯片，成本较高，驱动电路复杂，功耗巨大。
方案二：动态扫描显示时，段和位数据从I/O口并行传输到显示模块； 对于每段数字数据（a~f），同一个数字段（例如：a段）共用同一个A驱动器，单片机给出数据段选通信号，单片机还给出位选择信号，这样每时刻只有一个数据段信号和一个位数据信号来确定哪一位打开并立即显示数字。 每个位的位和段数据保持一定的时间（极短，1ms左右），然后显示下一个数字位的段信息； 每个数字位都是按顺序扫描的（总共10位），只要一个扫描周期比人眼需要的时间长。10毫秒的短暂驻留时间，加上LED的余辉，给人一种稳定的一组印象。显示数据不闪烁。 而只要保证电源的容量能够点亮最大功率的LED数码管并进行广播，就可以节省巨大的电源容量（约为静态功耗的6/7）[3, 4]。
因此，选择动态扫描方法。
(3)接收接收模块的选择
选项 1：使用红外传输。 主控制台对特定信号进行编码，然后通过红外通信技术发送代码。 设置在显示屏上的红外接收器接收到代码后进行解码，得到原始信号。
红外线是一种低成本、高速的无线传输形式，但其缺点是红外线传输容易被墙壁阻挡。 如果传输路径上没有障碍物，数据传输非常快速且高效。 然而，红外线无法穿透墙壁或大型物体。 因此，数据发送和接收的两端必须相互对齐（即能够看到对方）才能进行。 通讯，而且场内观众众多，非常不利，而且很容易受到雨、雪或雾的干扰。
方案2：使用无线数据传输。 早期的发射机大多采用LC振荡器篮球计时计分器设计，导致频率漂移严重。 表面声学器件的出现解决了这个问题。 其频率稳定度与晶振大致相同，基频可达数百兆赫甚至千兆赫。 不需要倍频，与晶体振荡器相比电路极其简单。 由于采用了表面声波器件，电路工作非常稳定。 即使用手握住天线、声学表面或电路的其他部分篮球计时计分器设计，传输频率也不会漂移。
选用/2272芯片[2]，通过编解码芯片构成无线收发电路。 由于该电路具有体积小、功耗低、功能强、成本低、外围元件少、RC振荡电阻、工作电压范围宽等优点，故选用-M6非锁存加315M无线模块输出。
2 硬件设计
2.1 主控主板
如图1所示，主控电路以单片机为控制核心。 单片机的P1.0~P1.3端口作为篮球记分器监视器的位控制端口。 控制信号通过译码器连接到数码显示管，单片机连接到数码显示管。 输出代码经4-16译码，控制数码管的显示位； P1.4~P1.7端口连接发送模块()芯片，将键盘输入的信息通过单片机编码发送为2262个数据位。 P0口作为键盘口，将键盘矩阵信息输入到单片机进行处理。 P2.0~P2.6为段数据口； I/O 连接到它。 它是一个8通道同相三态双向总线收发器，可以双向传输数据。 用于驱动数码管。
2.2 显示主板
显示主板控制电路框图如图2所示，采用单片机作为控制核心。 P0.0~P0.3端口连接解码芯片的输出端口。 无线传输的信息被解码并输入到显示器中的控制单元。 微控制器。 端口P1.0~P1.3作为篮球记分位显示控制端口，控制信号由解码器解码选择。
2.3 键盘模块
键盘是信息输入窗口。 它基于微控制器并使用矩阵键盘。 它使用 4 条 I/O 线作为行线，3 条 I/O 线作为列线。 在行线和列线的每个交叉点放置一个键。 这样，键盘上的按键数量就是3×4。 这种排式键盘结构可以有效提高单片机系统中I/O端口的利用率。 通过软件编程可以消除按键抖动，从而实现更好的信息输入。
2.4 驱动模块
驱动显示模块的功率计算选择如下（按共阴极、24V供电）：
2.5 主屏幕
以LED为基本单元，根据电源电压和不同颜色LED的耐压进行串并联（每串LED的数量必须严格统一，否则会造成数码管颜色不均匀）条）。
注意：不同批次的LED灯会有不同的端电压、电流和发光颜色，所以尽量选择同批次的高品质超高亮LED作为基材。 如果可能的话，先买一些LED进行实验。 如果结果良好，则分批进行。 买。
3 软件设计
3.1. 主控制台
主控制台提供给现场评分裁判，并作为显示屏的同步监视器。 当接通电源，显示时间的7位共阴数码管显示“00 00 00”时，按一键12分钟即可设置。 即可以显示“12 00 24 00 00”表示第一节12分24秒倒计时准备开始； 当按下计时按钮时，时间开始倒计时，比赛开始，铃声同时响起。
分数显示：要为A队或B队加分，分别按不同的计分键+1和-1； 暂定比赛时，比赛时间和24秒倒计时同时暂停，铃声同时响起。 当比赛结束时，铃声就会响起。 第二季度、第三季度、第四季度的情况类似。
主控台同时将信息无线传输至显示屏，显示屏上的信息与主控台信息实时同步。
3.2 显示
显示屏是提供给观众和选手观看的大显示屏。 与主控台同步播放游戏状态。
通电后，显示屏显示与主控制台相同。 显示屏接收无线传输的数据信息，并通过微控制器的控制将信息同步显示给观众和选手。
本设计是基于单片机开发的新型智能篮球记分器。 它采用命令冗余和按键延迟去抖，并增加屏蔽层等抗干扰措施，提高系统稳定性。 电源还采用开关电源，使系统工作电压更加稳定。 在主控制台上使用同步监视器不仅可以提高操作效率，还可以提高系统的准确性。 动态扫描方式相比传统锁存器提高了速度，通过快速扫描方式及时刷新数据。 结果，系统的速度得到了显着的提高。
基于单片机开发的新型智能篮球记分器，智能简单，能正常完成各种指令操作，并可实现软件升级。 它具有美观的分数显示、人性化的设计以及低功耗和绿色环保的理念。 另一方面，采用主控同步监控、应用开关电源、采用动态扫描方式等创新思路，在传统基础上显着提高了篮球记分器的稳定性、准确性和速度。
参考
[1]胡建明. MCS-51单片机篮球记分器设计[J]. 科学咨询，2009(11)：40、44。
[2] 徐伟. 51单片机综合学习系统的应用——无线遥控模块[J]. 电子制作，2008，16(6)：29-32。
[3] 胡汉才. 单片机原理及其接口技术[M]． 北京：清华大学出版社，2008。
[4]康华光. 电子技术基础数字部分(第五版)[M]． 北京：高等教育出版社，2005。
