1、籃球比賽30秒倒計時器的設計2010-04-27 11:28:22來源：我的網(wǎng)站 瀏覽：2813次李建軍（江蘇省鹽城技師學院電氣工程系江蘇鹽城224002）【摘要】籃球比賽30秒鐘規(guī)則規(guī)定：進攻球隊在場上控球時必須在30秒鐘內(nèi)投籃出手（NBA比賽為24秒，全美大學體育聯(lián)合會比賽中為35秒），因此在比賽時裁判既要看比賽又要看秒表計時，而本文介紹 的30秒倒計時器可以解決此問題。【關鍵詞】AT89C51單片機、30秒倒計時器、LED30秒倒計時器的設計和制作有很多方法，本文介紹的30秒倒計時器以AT89C51單片機作為控制單元，采用兩個數(shù)碼管顯示時間，用三個按鍵分別控制計時器的計時開始、復位和暫停

2、。倒計時器初始狀態(tài)顯示“30”當裁判員按下計時鍵，30秒倒計時開始，當計時器時間減到0時，計時器發(fā)出聲光報警，提示裁判計時時間已到。一、電路設計30秒倒計時器的電路主要由電源電路、單片機最小系統(tǒng)、按鍵輸入、顯示驅(qū)動電路、報警電路組成,30秒倒計時器控制電路如圖 1所示。aRW ID Ll: c丄*住思詠邁 和1葉ifS 阿護Wn yrhR11lEO- Wll*2盤I 丁一 1 i .1 1 1 1 1. r p p圖1 30秒倒計時器電路原理圖1、按鍵輸入“3（秒倒計時器”采用了三個按鍵來完成計數(shù)器的啟動計數(shù)、復位、暫停/繼續(xù)計數(shù)等功能。（1） K1鍵：啟動按鈕（P3.2）。按下K1鍵，計數(shù)器

3、倒計時開始，數(shù)碼管顯示數(shù)字從30開始每秒遞減計數(shù)，當遞減到到零時，報警電路發(fā)出聲、光報警信號。當計數(shù)器處于暫停狀態(tài)時按下K1鍵將回到計時狀態(tài)。（2） K2鍵：復位按鈕（P3.3）o按下K2鍵，不管計數(shù)器工作于什么狀態(tài)，計數(shù)器立即復位到預置值“30”在報警狀態(tài)時按下K2鍵還可取消報警。（3） K3鍵：暫停/計時切換按鈕（P3.4）o當計數(shù)器處于計時狀態(tài)時按下該鍵計數(shù)器暫停計時，數(shù)碼管顯示數(shù)字保持不變；當計數(shù)器處于暫停狀態(tài)按下該鍵計數(shù)器將回到計時狀態(tài)；初始狀態(tài)時該鍵無效。2、顯示驅(qū)動電路“3（秒倒計時器”用兩個共陽數(shù)碼管來顯示時間，數(shù)碼管顯示方式為動態(tài)顯示。顯示驅(qū)動電路中，數(shù)碼管的段碼引腳通過47

4、0歐的電阻接到單片機的 P1 口，兩個片選引腳各通過一個 9012連接到正5V電源,由P3.0和P3.1控制。4、報警電路計時時間減到0，顯示數(shù)碼管顯示“00時，發(fā)光二極管D1由P3.5控制發(fā)出光報警，同時蜂鳴器由P3.7控制發(fā)出聲報警。二、軟件編程思路1、全局變量“3（秒倒計時器”動作流程主要受三個全局變量控制。首先是 bit變量“ac，當“ac為“1時倒計時開始，為“0時倒計時停止，“act初值為“0”可以由按鈕操作將其置“1”清“0”第二個全局變量是 char變量“time，存放倒計時的時間，當?shù)褂嫊r時間為0時，發(fā)出聲光報警。變量“time的初值為30,定時中斷服務程序在“act為1時，

5、每1s對其進行減1操作，減到0時保持為0,按下復位鍵”可將“time復位為30 O第三個全局變量是int變量“t,”記錄響應定時中斷0的次數(shù)。根據(jù)初始化定義，定時器 0以方式1工作,每1ms發(fā)出一次中斷請求。控制程序只開放了定時器0中斷，因此不會有比定時器 0中斷更高級的中斷被允許，所以每次請求都會立刻被響應。響應后在中斷服務程序中將全局變量"t加1記錄響應中斷次數(shù)，每響應1000次即為1秒鐘。變量“t初值為0,在中斷服務程序中加1,當“t為2000時由中斷服務程序清0。在按鍵驅(qū)動程序中，按下啟動鍵、復位鍵、暫停/啟動鍵時將“t清0,目的是從0ms開始計時。2、控制流程主程序主要用來

6、檢測全局變量“time當“time為0時發(fā)出 聲光報警”。按鍵驅(qū)動、顯示驅(qū)動和“time ”操作都在定時器0中斷服務程序中進行。其控制流程如圖2所示。主程序開貽T line¥圖2控制流程圖三、軟件程序設計1、數(shù)碼管驅(qū)動程序到計時器的兩個數(shù)碼管以動態(tài)顯示的方式顯示計時時間"time"”全局變量)，LED1顯示“time的十位，LED2顯示“time的個位。(1) 定義段碼數(shù)據(jù)口和片選信號根據(jù)實際電路，在 C51中定義段碼的數(shù)據(jù)口為 P1,兩個片選信號為 P3.0和P3.1。定義如下:#define duan P1sbit wei1=卩3人0;sbit wei2=P

7、3人1;(2) 定義字形碼LED顯示數(shù)字09以及全滅的字形碼表格放在數(shù)組zixing中。字形碼是固定的表格，定義時加上關鍵字“code”表示該表格存放在程序存儲器中。unsigned char code zixing=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff;(3)定義數(shù)碼管LED1和LED2的顯示變量為了增加驅(qū)動程序的可移植性，筆者為數(shù)碼管LED1和LED2定義了顯示變量。顯示變量就是本驅(qū)動 程序的對外接口，外部程序只要改變顯示變量的值就可改變數(shù)碼管顯示的數(shù)值。定義方式如下:unsigned char led_str2=10

8、,10;led_str0直接對應數(shù)碼管LED1, led_str1直接對應數(shù)碼管LED2。本項目中由專門的子程序?qū)⑷肿兞?time 計算拆分成 led_str0和 led_str1。void js()led_str1=time/10%10;led_str0=time%10;(4)數(shù)碼管驅(qū)動程序數(shù)碼管驅(qū)動程序“void chushi(char i)在定時中斷服務程序中被調(diào)用執(zhí)行。根據(jù)初始化程序的定義，定時中斷服務程序每1ms被執(zhí)行一次。定時中斷服務程序中運用全局變量“t記錄進入該服務程序的次數(shù)，“t ” 計滿2000由定時中斷服務程序清零。數(shù)碼管驅(qū)動程序的參數(shù)“char i是用來確定當前點亮的

9、是 LED1還是LED2，當參數(shù)為“0時點亮LED1，LED1，奇數(shù)次進入定時中斷參數(shù)為“1時點亮LED2。如果我們希望偶數(shù)次進入定時中斷服務程序時點亮服務程序時點亮LED2，我們可以用程序調(diào)用語句“chushi(t%2) ”輕松實現(xiàn)。進入數(shù)碼管驅(qū)動程序后首先調(diào)用子函數(shù)js()，計算當前的led_str0和led_str1。接下來將兩個數(shù)碼管全部熄滅以防止余暉的出現(xiàn)。最后點亮需要點亮的數(shù)碼管并送出字型碼。驅(qū)動程序代碼如下:void chushi(char i)js(); /計算顯示變量duan=0xff; / 去余暉wei1=i; wei2=!i;/ 確定片選duan=zixingled_st

10、ri; / 送字型碼2、按鍵驅(qū)動程序按鍵驅(qū)動程序分為按鍵識別和按鍵功能執(zhí)行兩部分。按鍵功能執(zhí)行可在按鍵按下時或按鍵抬起后執(zhí) 行，文中將其設計在按鍵抬起后執(zhí)行。(1)定義按鍵I/O地址根據(jù)實際電路，三個按鍵(啟動鍵、復位鍵、暫停/啟動鍵)分另U接在 P3 口的P3.2，P3.3和P3.4三個引腳上。為了取鍵值方便還將P3 口定義為“iokey,”程序中可作定義如下:#define iokey P3sbit key仁卩3人2;sbit key2=P 3人3;sbit key3=P 3人4;(2)按鍵驅(qū)動流程按鍵識別的通用流程為：I/O 口寫“1”判斷有無鍵按下 T延時去抖T確定鍵值T等待按鍵抬起T

11、執(zhí)行按鍵功能。按鍵驅(qū)動程序中定義了兩個靜態(tài)變量“ts ”和“kv”，分別用來延時去抖和存放鍵值。(3) 延時去抖靜態(tài)變量“ts用來延時去抖。按鍵驅(qū)動程序在定時中斷服務程序中每1ms被執(zhí)行一遍，每檢測到有鍵按下“ts加1,檢測到無鍵按下“ts清0。按鍵連續(xù)按下20ms，則連續(xù)20次執(zhí)行按鍵驅(qū)動程序時都檢測到有鍵按下，此時靜態(tài)變量“ts累加到20,可確認按鍵按下有效。為防止按鍵一直按著不放而使“ts累加到溢出，確認有鍵按下后可使“ts的值保持為20，或大于20 的某一個值如21。(4) 取鍵值確認有鍵按下后即可通過讀取按鍵的I/O 口狀態(tài)來得到鍵值。為讀取P3.2、P3.3和P3.4引腳狀態(tài),屏蔽

12、P3 口其他引腳的影響，可將讀取后的數(shù)值按位或上11100011B(0xE3)再送給靜態(tài)變量 “kv。靜態(tài)變量“kv存放按鍵的鍵值，無鍵按下或按鍵抬起后 kv的值為0。按下啟動鍵key1時kv=11111011B(0xFB)，按下復位鍵 key2 時 kv=11110111B (0xF7)，按下暫停 /啟動鍵 key3 時 kv=11101111B( 0xEF)。(5) 執(zhí)行按鍵功能按鍵抬起后第一次執(zhí)行按鍵驅(qū)動程序時，靜態(tài)變量“kv任保持著按鍵按下時最后得到的鍵值，以該鍵值作為參數(shù)調(diào)用按鍵執(zhí)行程序“actkey(kv)； ”即可執(zhí)行按鍵功能。調(diào)用后kv值立刻清0，確保按一次鍵執(zhí)行一次按鍵功能。

13、驅(qū)動程序代碼如下: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; / 有鍵按下if(ts=20)kv=iokey|0xe3; / 取鍵值else /無鍵按下或按鍵已抬起actkey(kv);ts=0;kv=0;函數(shù)actkey(kv)用來根據(jù)鍵值“kv執(zhí)行相應操作。當“kv等于0xFB時代表啟動鍵key1按下，函數(shù)actkey(kv)將全局變量act賦值為“1。當“ kv等于0xF7時代表復位鍵key2按下，函數(shù)actkey(kv)將全局變量“time復位為“30；當“kv等于0xEF時代表暫停/啟動鍵按下，函數(shù)actkey(kv)將全局變量act取反。每按 一個按鈕都有將全局變量 “t清0的操作，目的是每當復位、或啟動計時時，進入定時中斷的次數(shù)都從 始計算，否則會出現(xiàn)第1秒計時不準確的現(xiàn)象。程序代碼如下: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; brea