篮球比赛计时计分器

篮球比赛计时计分器是为了解决篮球比赛时计分与计时准确的问题。此装置利用单片机AT89C51完成了计时和计分的功能。该设计将介绍系统硬件与软件的设计过程，采用该装置可根据实际情况进行比分修改和时间的准确显示，具有低功耗，可靠性，安全性以及低成本等特点。

1背景知识介绍

单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

单片机自20世纪70年代问世以来，以极其高的性价比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。例如，80C51系列单片机已有十多年的生命期，如今仍保持着上升的趋势，就充分证明了这一点。单片机以其一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统，数据采集系统、智能化仪器仪表，及通讯设备、日常消费类产品、玩具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各层次中，如车间流水线控制、自动化系统等、智能型家用电器等。而美国ATMEL公司开发生产了新型的8位单片机——AT89系列单片机。他不但具有一般MCS-51单片机的所有特性，而且还拥有一些独特的优点，此次设计中所用到的AT89C51就是其中典型的代表。

单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影。    

单片机是靠程序实现功能的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件的话，电路一定是一块大PCB板。但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别。只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性。

2设计目的

随着单片机在各个领域的广泛应用，许多用单片机做控制的球赛计时计分系统也应运而产生，如用单片机控制LCD液晶显示器计时计分器，用单片机控制LED七段显示器计时计分器等。

本设计用由AT89C51编程控制LED七段数码管作显示的球赛计时计分系统。该系统具有赛程定时设置，赛程时间暂停，及时刷新甲、乙双方的成绩以及赛后成绩暂存等功能。它具有价格低廉，性能稳定，操作方便并且易于携带等特点。广泛适合各类学校或者小型团体作为赛程计时计分。

通过本次基于C51系列篮球计时计分器的设计，可以了解、熟悉有关单片机开发设计的过程，并加深对单片机的理解和应用以及掌握单片机与外围接口的一些方法和技巧，这主要表现在以下一些方面：

(1) 篮球赛计时计分系统包含了8051系列单片机的最小应用系统的构成，同时在此基础上扩展了一些使用性强的外围接口。

(2) 可以了解到LED显示器的结构、工作原理以及这种显示器的接口实例与具体连接与编程方法。

(3) 怎样利用串行口来扩展显示接口等。

3功能要求

（1）能记录整个赛程的比赛时间，并能在比赛开始前设定比赛时间，在比赛过程中能暂停比赛时间。

（2）能随时刷新甲、乙两队在真个赛程中的比分，即对甲乙两队的分数进行加分和减分。

（3）中场交换比赛场地时，能交换甲、乙两队比分的位置。

（4）比赛结束时能发出报警提示。

（5）在每次交换球权后24秒能手动赋初值，进攻超过24秒计时暂停知道按下继续开始计时。

4系统方案设计

基于单片机系统的篮球记时记分器的系统结构如图1.1

图1.1  篮球记时记分器的系统结构

系统硬件由以下几个部分组成：

（1）单片机 AT89C51

（2）计时电路

（3）计分电路

（4）按键开关

本系统采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件。利用七段共阴LED作为显示器件。在本次设计中，共接入12个七段共阴LED显示器，其中6个用于计录甲、乙两队的分数，每队3个LED显示器分数范围可达到0—999分，足够满足赛程需要。另外6个LED显示器则用于计录赛程的时间分、秒、进攻时间，其中2个用于显示分钟，2个用于显示秒钟，两个用于显示进攻时间24秒。赛程计时采用倒计时方式。即比赛前将时间设置好，比赛开始时启动计时，直至计时到零为止。进攻时间可以设置的范围为0—99秒根据设计，计时范围可达0—99分钟，也完全满足赛程的需要。

其次，为了配合计时器和计分器校正、调整时间和比分，特定在本设计中设立了10个按键。其中4个用于输入甲、乙两队的分数；4个用于赛程时间的设定;另外2个则用于完成启动和暂停赛程时间和进攻时间初始化等功能。

对于显示部分，所用的LED在设时间设置完成后，比如设置赛程时间为45分钟，则在显示时间的LED显示器上显示为4500，45表示分钟，00表示秒钟。这时，如果裁判吹响开始的哨声时，则应立即按下开始按键，表示赛程开始，计时显示则由4500变成4459，4458……一直计时直到计为0000时表示赛程结束。进攻时间是从24开始减1计时，知道变为00停止所有计时。按键开始键对为赛程启动和暂停控制。计分的LDE在开始时甲乙两队的分数均显示000，在整个比赛过程中均能对甲乙两队的分数进行修改（进行加1或减1）.

4.1显示器介绍

显示器是最常用的输出设备，其种类繁多，但在单片机系统设计中最常用的是发光二极管显示器（LED）和液晶显示器（LCD）两种。由于这两种显示器结构简单，价格便宜，接口容易实现，因而得到广泛的应用。

发光二极管LED，组成的显示屏，每个点都是一个或多个发光二极管，通过控制电路控制二极管的亮与灭来控制点的发光，从而使整个大屏幕显示图案。 液晶显示器LCD最常见的就是TFT类型的，它是由光源，液晶光栅，和控制芯片组成，他的光源是常亮的白色强光，当光线通过液晶光栅（液晶屏）的时候，通过电压改变液晶颗粒滤光方向，从而改变每个点的颜色和强度来显示图案。

液晶显示器分很多种类，按显示方式可分为段式，行点阵式和全点阵式。段式与数码管类似，行点阵式一般是英文字符，全点阵式可显示任何信息， 如汉字、图形、图表等。

两者之间的区别：

（1）二极本身发光， 液晶本身不发光，只是透射光。

（2）二极管体积大，图像质量一般，适合作室外大屏幕，价格较低。液晶成本较高，面积无法做得很大，但图像质量很好，适合做显示器。

（3）二极管耗电大，液晶耗电小。

（4）二极管图像刷新率低，液晶的高

二者的档次相差比较大，一般来讲在一些图像简单，对成本控制较严格的场合，用二极管，比如商场、银行等服务部门的电子提示窗，街道、百货公司外面的广告宣传窗；而液晶一般都是作计算机显示器、电视、手持设备等对图像质量要求高的场合。

在这里就以有多个发光二极管组成的LED来完成篮球计时计分器的设计。

4.2 LED显示器显示方式

点亮LED显示器有两种方式：一是静态显示；二是动态显示。在本次设计中，采用的是静态显示。

所谓静态显示，就是每一个显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种方法单片机中CPU的开销小。

这种电路的优点在于：在同一时间可以显示不同的字符；但缺点就是占用端口资源较多。每位LED显示器需要单独占用8根端口线，因此，在数据较多的时候，往往不采用这种设计，而是采用动态显示方式。

所谓动态显示，就是将要显示的多位LED显示器采用一个8位的段选端口，然后采用动态扫描一位一位地轮流点亮各位显示器。

在此电路中，单片机的P1口用于控制4位LED的段选码：P2口的P2.0~~P2.3用于控制4位LED位选码。

由于所有的段选码连在一起，所以同一瞬间只能显示同一种字符。但如果要显示不同字符，则要借助位选码来控制。（如果LED为共阴则P2.0~~P2.3输出为高电平，如果LED为共阳则P2.0~~P2.3输出为低电平。）

例如，现在要显示5678四个数字，则首先应该将“5”的显示代码（共阴LED显示器的显示代码为6DH，共阳LED显示器的显示代码为92H）由P1.0送出，然后P2.0~~P2.3输出相应位码（LED为共阴则P2.0~~P2.3输出1000，） LED为共阴则P2.0~~P2.3输出0111）时，则可以看到在数码管1上显示的数字为“5”。再将显示的数字“5”延时5~10ms，以造成视觉暂留效果；同时代码由P1.0送出。

用同样的方法将其余3个数字“678”送数码管2，3，4显示，于是最后则可以在4位LED显示器上看到“5678”四个数字。为了使显示效果更加稳定，可以使每个数码管显示的数字不断的重复，但其中重复频率达到了一定的程度的时候，加之人眼睛本身的视觉暂留效果的作用，便可以看到相当稳定的“5678”四个数字。

在本次设计中用到的LED是12个，如果用动态显示的方式来实现，在整个显示过程中会出现闪烁现象，一次在设计过程中，每一位LED都加一个锁存器，加以锁存显示，这样就消除了闪烁现象。

第二篇：开题报告

年级：20##级                             学号: 1076206186 

新疆师范大学体育学院硕士研究生

学位论文开题报告

新疆南疆地区少数民族中小学篮球运动现状与发展研究

Study on the current Basketball sport’s situation and development in high and primary schools among ethnic minorities in south region of Xinjiang

研   究  生:__     马  明  坤___     

指 导 教 师:___    包小强副教授___     

学 科 专 业:__    体育教育训练学     

研 究 方 向:__篮球教学训练理论与方法

1 选题的目的、意义

1.1选题意义

篮球运动后备人才是一个国家篮球竞技水平的基础。只有拥有一个雄厚的后备人才库，才能在篮球运动的激烈竞争中立于不败之地。纵观世界篮球强国，之所以长盛不衰，重要原因在于拥有一个雄厚的群众基础和合理的后备人才培养体系。近几年，随着世界篮球水平的飞速发展以及我国国内篮球改革进程的不断深化，我国篮球运动水平也得到了很大的提高，但是无论是代表我国篮球运动最高水平的CBA联赛，还是刚刚起步的CUBA，都有一个明显的特征，就是后备人才的严重缺乏。造成这一现象的根本原因在于，传统的篮球人才培养渠道正在日益萎缩，而学校篮球所蕴藏的巨大能量还没有得到充分的开发。美国的职业篮球之所以如此繁荣，很大程度上取决于其良好的后备人才培养体系，即小学、中学、大学、NBA这一完整的学历教育和运动训练相结合的培养体系。职业联赛的精彩程度取决于队员水平的高低，而优秀队员的选拔则要依赖于庞大的后备人才培养体系。目前国家篮球管理中心的一个硬性指标是“每支甲A俱乐部必须有自己的二线队伍”，这也是无奈之举，深层原因是目前我国作为篮球后备人才金字塔基础的中学篮球运动开展没有跟上职业联赛发展的需要，体校数量与质量也在不断萎缩，大力挖掘中学篮球运动的潜力成为当务之急。国家篮管中心的目标是到20##年，基木形成小学——中学——大学的篮球人才培养体系，CUBA成为向职业队输送人才的主渠道。

1986年，原国家教委和原国家体育联合会颁布了《关于开展课余体育训练，提高学校体育运动技术水平的规划》，提出坚持普及与提高相结合的方针，重点抓好学校体育，积极开展业余体育训练，发现和培养优秀体育人才。在这一环境下，涌现出大量体育人才，同时国家高考扩招政策的出台，也使大量高水平的体育人才有机会进入高等学府深造。新疆拥有大批适合篮球运动的中学生队伍，但由于体育人才培养体制不完善，资金投入不足、高水平教练欠缺等因素已经影响了新疆中学篮球课余训练的发展进程，阻碍了中学篮球课余训练向新的广度和高度发展。

新疆南疆地区是少数民族的主要聚居地，这里的少数民族具有很好的运动天赋，曾经培养出许多优秀的运动员，如现任八一男篮主教练阿的江（和田人）、买买提江（长跑运动员，和田人）等。上世纪80年代，南疆地区篮球水平处于全疆前列，喀什地区中学生代表队曾多次代表新疆参加全国比赛，当时新疆男队中有半数以上是南疆地区队员。由于南疆地区雨水少气候干燥，所以南疆地区开展篮球运动受天气、气候的影响较小。到上世纪90年代南疆地区篮球总体水平开始下滑，就近几年新疆中小学篮球联赛的结果看，南疆地区各代表队已经退出全疆强队之列。目前，新疆篮球运动的开展状况是喜人的，每年都有许多篮球比赛。学生成为了篮球运动的主要人群，由于新疆特殊的地理环境，对这一人群参与状况的调研还仅限于乌市及周边县市，南疆地区的调研基本无人涉及，所以本次调研希望能填补这个空白。

1.2选题目的

新疆南疆地区中小学篮球运动现状调查主要目的是全面了解南疆各地州市及所属各县的中、小学校篮球运动开展现状，通过调查研究获得基础资料，探索新疆南疆地区中小学篮球运动发展的良性机制，针对客观存在的问题提出相应的对策与建议。

2.研究对象与研究任务

2.1研究对象

新疆南疆地区各地州市、县具有代表性的重点中、小学在校生及相关体育教师、学校主管体育领导。

2.2研究任务

2.2.1南疆地区中、小学体育课教材安排现状

2.2.2南疆地区中、小学体育课篮球教学时数安排现状

2.2.3南疆地区中、小学体育课篮球教学内容安排现状

2.2.4南疆地区中、小学体育课中篮球教学手段、方法的运用

2.2.5学生课外参加篮球锻炼的时间、形式、场所和接受指导情况的调查

2.2.6南疆地区中、小学校从事课余篮球训练的情况调查

2.2.7南疆地区中、小学体育教师队伍现状

2.2.8南疆地区中、小学篮球场地器材现状

2.2.9南疆地区中、小学校篮球队训练、比赛的状况

2.2.10南疆地区中、小学开展篮球业余训练的动机调查

2.2.11南疆地区中、小学篮球比赛的竞赛体制调查

3.拟采用的研究方法和手段

3.1文献资料法

根据研究内容和目的的需要，查阅、收集和整理有关体育书刊中关于篮球运动现状与研究的不相同材料。通过计算机检索和中文体育期刊目录，查阅有关篮球运动的现状和发展对策研究的文献。

3.2访问调查法

为了了解南疆地区中、小学校篮球运动开展的现状，走访相关部门负责人、教练员和体育教师，从他们那里得到许多详实可靠的关于篮球教学、课余篮球训的有关精神、政策。

3.3问卷调查法

根据研究任务，遵循体育科研方法中关于问卷设计的基本要求，设计了“学校领导调查问卷“体育教师调查问卷”、“学生调查文卷”、“篮球队学生调查问卷”，采用亲自发放，委托发放和邮寄三种形式。

在样本抽样上，从南疆地区36县5市中抽取22县5市的县直（市直）民族中、小学各一所，每所学校抽取民族学生20名、体育教师3名、主管领导1名构成问卷的调查样本。

3.4数理统计法

运用Microsoft Excel数据处理软件对所获得的数据进行统计处理。

3.5逻辑分析法

运用对比、归纳、综合等逻辑学方法对获取的各类信息进行探讨和分析

4.预期达到的目的

本项目研究主要目的是全面了解南疆地区各地州市及所属各县的中小学校篮球运动开展现状，通过调查研究获得该项目的基础资料，了解掌握目前南疆地区少数民族篮球运动发展的现状，探索新疆南疆地区少数民族中小学篮球运动发展的良性机制，针对客观存在的问题提出相应的对策与建议。

5.对完成本课题现有情况的分析

5.1国外现状

美国是篮球运动开展最好的国家，目前的美国篮球队员的培养模式和中国是不同的，美国NBA的本土运动员多数是大学毕业后转成专业运动员的，有少部分是高中毕业后直接成为专业运动员，他们的培养是经历小学、中学、大学等不同的阶段，然后进入NBA。篮球运动在美国开展的非常好，篮球运动在美国的GDP中占有很高的比重，每年能给美国带来很大的经济收入，是美国经济不可少的产业之一；美国的高中生篮球联赛、大学生篮球联赛有悠久的历史，甚至吸引了许多国外的专业球队加入进来。美国中学篮球教学内容全面具体，篮球教学时数较多，富有趣味性、竞赛性，学生学习主动。美国中学篮球教学目标、内涵、外延更加丰富，值得借鉴。日本的篮球教学改变了先教分解技术再到完整的比赛的做法，先从尝试性的比赛开始，再到完整的技术战术教学，再进行基本技术的教学，然后再回到比赛的新的教学过程。

5.2国内现状

孙奎松在硕士论文《山东省中学篮球后备人才培养现状调查与对策研究》中通过对山东省中学篮球队教练员及队员的调查得出：山东省中学教练员中青年为主老、中、青结合的理想组合，多数教练员接受过良好系统的专业教育，学历层次较高，但是教练员篮球专业运动经历不足，科研能力较弱；学校篮球课余训练丰富了校园文化。

张水顺在其硕士论文《福建省高中篮球教学现状与对策研究》中通过对福建省九地市72所高中学生和教师的调查得出：高中体育教师年龄结构基本趋于合理，职称和学历结构较为理想，教师能够定期参加省里的培训；有一些学校篮球场地和器材不能满足教学的需要，男生课外活动主要以篮球为主，而女生则因为场地等原因参加人数较少，篮球课授课内容主要以基本技术为主。

丁一在硕士论文《江苏省中学篮球教学现状的调查与对策研究》中通过江苏省苏南、苏北部分中学的初中、高中生和进行篮球教学的教师的调查得出：教师对学生为主体教学地位的认识不够，对学生的认知程度掌握不够，篮球教学多以单元（按技术结构组织单元）教学为主，采用了以往的先教技术再组织比赛的模式；重点中学的篮球数与篮球架数基本满足教育部颁发的《中学体育器材设施配备目录》中的要求而普通中学则不能达到要求。

孙成林在硕士论文《新疆喀什地区学校篮球运动开展现状与影响因素研究》中通过对新疆喀什地区各大、中专院校、中小学、体育俱乐部从事篮球教学与训练的组织者、领导者和参加篮球训练的体育教师(教练员)、参训学生的调查得出：喀什地区中小学篮球教学中能按照大纲要求完成篮球教学时数的学校初中较小学情况稍好些，而大中专院校实际开设篮球教学的学校基本上能够按计划完成教学时数，从总体上篮球课教学开展和实施的不够理想，各类大、中等院校篮球训练工作出现萎缩现象，大多数大中等院校都不开展篮球的训练工作，这种篮球人才培养的层次断裂现状必然导致输出产品合格率的下降，其直接结果是一部分具有篮球潜力的学生由于进入不同的大中专院校而与篮球无缘。

通过查阅文献资料得出：目前我国经济发达地区中学篮球运动开展较好，但是多学校存在教学内容和方法陈旧、教学时数较少、教师教学训练水平有限、部分地区学校受场地设施限制大等问题，影响了篮球运动的开展。

6.研究进度安排

7.经费预算

8.主要参考书目

[1]孙民治等,篮球运动高级教程[M].北京：人民教育出版社,2002.

[2]刘玉林等,现代篮球运动研究[M].人民体育出版社,2006.

[3]武杰,新疆体育场地现状与发展对策研究[M].新疆人民出版社，2006.8.

[4]丁一,江苏省中学篮球教学现状的调查与对策研究[D].苏州大学,20##年硕士研究生论文.

[5]尹海、曹英，唐山市中学建立篮球健身俱乐部的可行性研究，华北煤炭医学院学报，2007.5.

[6]许云峰，对安徽省中学生业余篮球训练的思考，滁州师专学报，2001.9.

[7]张水顺,福建省高中篮球教学现状与对策研究[D].福建师范大学,20##年在职硕士研究生论文.

[8}中国篮球协会,篮球综合信息[M].北京：2000(6).

[9]李卫军,河南省南阳市中学篮球教学现状与对策研究[D].华中师范大学,2002.2年硕士研究生论文.

[10]陈忠原,信阳市中学篮球后备人才现状及发展对策的研究[D].华中师范大学,20##年硕士研究生论文.

[11]曾为民，湖北省中学篮球教练员现状及对策研究，湖北体育科技，2005.2.

[12]孙成林,新疆喀什地区学校篮球运动开展现状与影响因素的研究[D].华中师范大学,20##年硕士研究生论文.

[13]苗凤藻、李汉凯、谢香道，上海市中学开展篮球活动的现状调查与分析[J]，上海体育学院学报，1999.12.

[14]陈强、陈大洪、李秀林，西部地区中学课余篮球运动开展现状与发展对策研究[J]，成都体育学院学报，2007.5.

[15]武伟东，对苏北中学篮球传统校现状发展的分析研究[J]，科技信息

[16]王燕、冯新龙、吴展等，影响山东省中学女子篮球项目开展的学校因素分析[J]，内蒙古体育科技，2006.1.

[17]马黎磊，厦门市青少年篮球业余训练现状调查分析，体育科学研究，2007.6.

[18]冯子安、曹卫星、李金风，湖北省学校篮球运现状及发展对策的研究，江汉大学学报，2007.6.