8位移位寄存器|8位移位寄存器原理图( 二 )

2、能随时刷新甲、乙两队在整个过程中的比分。
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，能发出报警声。
5、自带+5V、+12V直流稳压电源。
2 系统总体方案及硬件设计2.1 总体方案：
本系统采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件。利用7段共阳LED作为显示器件。在此设计中共接入了10个7段共阳LED显示器，其中6个用于记录AB队的分数，每队3个LED显示器显示范围可达到0~999分，足够满足赛程需要，另外4个LED显示器则用来记录赛程时间，其中2个用于显示分钟， 2个用于显示秒钟。赛程计时采用到计时方式。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。计时范围可达到0~999分钟，也完全满足实际赛程的需要。
其次，为了配合计时器和计分器校正调整时间和比分，我特定在本设计中设立了11个按键，其中3个用于设置，交换场地，启动和暂停等功能，另外8个用于调整比赛的比分。AT89C51单片机是智能控制器的核心，控制整个系统电路的工作： 74LS164将单片机输出的串行输入信号转换为并行信号输出并驱动LED；显示器显示比赛的时间，和两个队伍的分数等信息；键盘用于发出控制命令；报警电路会在24秒进攻时间结束或单节比赛结束时给出声光报警信号。
1）单片机控制电路，以AT89C51为控制核心
2）键盘电路，采用软件延迟去抖动电路设计，输入接口采用串行方式，这样可减少占用CPU的接口，减少了硬件的成本同时也增强了系统的扩展性。
3）显示电路，采用静态显示方式，采用串行输入并行输出的74LS164集成电路，该电路驱动能力较强，可直接驱动LED显示器，减少了显示电路与单片机之间的连接线。
4）设计了复位电路。智能控制器中设有复位电路，这是单片机开始工作都要进行的操作。
2.2 系统的硬件构成：
此篮球比赛计时计分系统是一个时间计算系统，由相应的键盘控制电路、LED显示器、声光报警、电源等电路组成。可以通过人员的简单调控，数据经过处理，输出比赛时间，比分并推动显示电路显示数值。基于单片机系统的篮球赛计时计分器的系统构成图如下图所示：

图1 系统构成图
3 硬件电路设计3.1 键盘模块的设计
本设计要求有调时调分等功能，因此键盘设计是必须的。非编码式键盘中，每个按键的作用只是使相应接点接通或断开，每个按键的键码并非由硬电路产生，而是由相应扫描处理程序对它扫描形成的。因此非编码键盘硬件电路极为简单，在微型计算机中得到了广泛的应用。
本设计采用独立式非编码键盘，每个按键都是彼此独立的，均需占用CPU的一条I/O输入数据线，其中控制比分调节的8个按键分别与P1.0～P1.7相连，控制交换场地，和开始/暂停的3个按键与CPU的P3.0～P3.2口相连，若没有按键按下时， CPU从P1口读得的引脚电平均为"0"（+5V）；若某一按键被按下，则该键所对应的端口线变为低电平。单片机定时对P1口进行程序查询，即可发现键盘上是否有键按下以及哪个键被按下。
11个控制按键的定义如下：
S1 RST/VPD 复位按钮
S2 P1.0 A队加1分
S3 P1.1 A队加2分
S4 P1.2 A队加3分
S5 P1.3 A队减1分
S6 P1.4 B队加1分
S7 P1.5 B队加2分
S8 P1.6 B队加3分
S9 P1.7 B队减1分
S10 P3.0 开始/暂停按钮
S11 P3.1 交换场地按钮
S12 P3.2 设定时间按钮
控制按键的设计如下图所示：

图2 键盘电路设计图
3.2 LED显示模块的设计
3.2.1 AT89C51对LED的显示 LED是发光二极管的简称， LED数码管结构简单，价格便宜。在单片机显示中通常使用的都是LED数码管。89C51单片机对LED数码管的显示可以分为静态和动态两种。静态显示的特点是各LED管能稳定地同时显示各自字型；动态显示是指各LED轮流地一遍一遍的显示各自字符，人们因视觉器官惰性而看到的是各LED似乎是在同时显示不同的字型[1] 。