专利名称：门球比赛无线遥控多功能计时装置的制作方法
门球比赛无线遥控多功能计时装置 技术领域 单片机及无线电遥控电子技术在门球比赛计时装置中的应用。
背景技术：
目前国内门球比赛多数由裁判员、教练员各手持门球表计时，此种 计时表有个人击球8秒提醒、10秒钟限时功能，但是只有持表者一人能看到液晶计时显示， 分段报时(15、10、5)分钟为音量不大的啲啲声，没有语音播报功能。最近出现了有语音报 时门球钟，但不具备个人10秒限时播报，也没有遥控功能。特别是10秒限时，多数人因看 不见显示，听不到声音，不知裁判何时开始10秒计时，什么时间到，易造成裁判与教练(或 队员)之间的矛盾。为此，门球比赛时很需要有一个统一的，全门球场大家都能看的见、听 得到的分段计时播报和个人限时播报的显示的计时装置。由于裁判随击球员全场走动，面 向方向不固定，裁判手中需要用微型无方向性的无线遥控器。本装置用台湾凌阳大学的 SPCE061A 16位单片机加部分外围部件，用C语言编写软件功能程序，发明了门球比赛多功 能无线遥控计时装置，实现了门球比赛计时分段语音播报、大尺寸显示和无线遥控功能。
发明内容
本发明为“门球比赛多功能无线遥控计时装置”。使用了功能较强的 16位单片机SPCE061A，内含32K程序存储器、2K数据存储器、两个16位可编程计时/计数 器、两个16位可编程I/O 口，两路10位D/A，带有看门狗，保证CPU不死机。用计时器实现 1秒时间源，再通过软件实现年、月、日、时、分、秒的功能。⑶4511接在I/O 口 LED之间用作 显示数据的译码、锁存、驱动，后接大尺寸LED显示时间。装置作为日历时钟时，6位数码管 由高至低显示时、分、秒；作为门球比赛计时装置时，数码管后4位显示自开始后的剩余时 间的分、秒。高2位显个人击球10秒限时。语音放大电路用凌阳SPY0030，输入接MCU的 DA1，输出接高灵敏的高音喇叭，目的是SPY0030800mw的输出全球场都能听得到。通过计算 机软件编程，实现了日历时钟和门球比赛计时分时段语音播报及显示。用面板上的按键可 以控制比赛开始、计时暂停、继续和个人击球10秒限时开始、8秒提醒、10秒限时到语音播 报，如10秒到之前已将球击出，可按清除键清除10秒限时。手持无线发射器(KS-2T)发出 的控制信号传到接收电路(KS-2R)，译码后送并接到相应按键接口。裁判员手持遥控器在球 场内任意地点实现上述同样的操作。手持微型无线遥控器及遥控接收译码模块收、发使用315兆赫兹频率。收、发必须 是同频、同地址。可有256个编址供选。当在一处有多个场地同时比赛时，不同场地用不同 地址加以区分，不会造成相互干扰。接收译码输出与遥控器上的按键是一一对应的将这些 输出接到与之相对应的按键上，这样就达到在遥控器上按键与在装置面板上按键起到同样 的作用。装置电源内设9V4. 5AH蓄电池，外加 220V/12V充电器，达到交直流两用的目的。 将蓄电池输出的9V用LM7805稳压5V，供单片机外围电路用，SPY0029使5V稳压到3. 3V供 MCU用。交流电用有12V直流输出的充电器对设备内蓄电池充电，交直流两用。时间显示与 门球比赛时间显示数码管共用。6位数码管由左至右为时、分、秒各两位。比赛时右4位显 示分、秒，左两位显示个人击球计时秒数。单片机程序用C语言编制，祥见附图5主程序原 理框图。门球比赛多功能无线遥控计时装置的特点是具备日厉时钟功能有年、月、日语音播报和时、分、秒的语音播报及数字显示功能。1)门球比赛预置30分钟，报出“比赛开始”后进行倒计时显示，分时段播报“还有 15分钟”，“还有10分钟”，“还有5分钟”，时间减为0分、0秒时报出“比赛时间到”，比赛结
束ο2)具有个人击球10秒限时功能，为了适应老年人门球的特点放宽2秒，增加了 10 秒和12秒任意选择的功能。裁判按下个人击球10(12)秒限时键后，高音喇叭放出一“啲 “声，告知击球者10(12)秒计时已开始，过8(10)秒时语音报出“8(19)秒”提醒，到10(12) 秒时语音报出“10(12)秒”。若裁判员已启动10秒限时而球员在限时到前已完成击球，为 不让限时报出，及报出，及时按下清除键清除击球限时，便不再有语音播报，同时清除数码 显示。语音播报的声音全场都能听得到，这也是本装置的特点之一。3)装置可以用面板上的按键操作日历时钟设置、播报、显示，门球比赛开始计时、 计时暂停/继续、个人击球计时开始、计时复位。裁判员可以在比赛场地的任意地点无方向 要求，用手持微型无线遥控器进行比赛开始、计时暂停/继续、个人击球10秒限时开始、清 除操作。这也是本装置的最大特点。
附图1是门球比赛多功能无线遥控计时装置原理框图，该图从总体上 说明了装置主机硬件上各部分之间的关系；附图2是门球比赛多功能无线遥控计时装置遥 控器的原理框图(KS-2T无线遥控器原理框图)，附图3门球比赛多功能无线遥控计时装置 原理图(一)，说明了 MCU与外围电路语音电路SPY0030及I/O 口之间的接线关系，直流电 源接线图，PROBE是软件开发仿真接口 ；附图4门球比赛多功能无线遥控计时装置原理框图 (二)，说明了 LED显示及按键接口的原理接线图；附图5是主程序原理框图，说明了主程序 的基本流程及其基本功能。附图3、附图4图上标注有元器件的型号、规格、数量，各器件之 间的关系和具体接线，两图I/O 口之间使用扁平电缆连接。进一步说明如下MPU SPCE061A位台湾凌阳大学16位单片机。内含32K程序存储器、2K数据存储 器、两个16位可编程计时/计数器、两个16位可编程I/O 口，两路10位D/A，一个带有看门 狗。用计时器及其中功能实现1秒时间源，再通过软件实现年、月、日、时、分、秒的功能。如 图所示，MCU的I/O 口 B 口低8位用于要显示数码的数据输出。其中的位0-3送到1、3、5位 LED，位4-7送2、4、6位LED。在I/O 口与LED之间用4511电路作为译码、锁存、驱动，输出 接LED段码引脚。I/O 口 B 口位8-10位控制6位LED选通。LED用1. 8时共阴极数码管。 语音放大电路用凌阳SPY0030，输入接MCU的DA1，输出接高灵敏的高音喇叭。手持微型无 线遥控器及遥控接收译码模块收、发均用315兆赫兹频率，收、发必须是同频、同地址。可有 256个编址供选用，当在一处有多个场地同时比赛时，不同场地用不同地址加以区分(当然 也可以使用不同的频率)，不会造成相互干扰。接收译码输出与遥控器上的按键是一一对 应的将这些输出接到与之相对应的按键上，这样就达到在遥控器上按键与在装置面板上按 键起到同样的作用。用作日历时钟时，数码管低2位显示秒，中2位显示分，高2位显示时， 比赛时高2位显示个人10 (12)秒限时，低4位显示分、秒。A 口低8位作为键盘输入口和遥 控信号输入口。遥控信号输出与机上按键输出信号两两对应并接在A 口的相应引脚上，达 到遥控按键与机上按键起到同样的作用。语音放大电输出可达800mw，使用号角式高音喇叭 都能听到的效果，R9电位器控制输出音量。所需语音文件是在普通微机上，用录音软件录入，再进行语音压缩完成的。单片机程序用C语言编制，程序流程如附图5所示。计时器0. 5秒中断一次，时间秒、分、时、日、月、 年由软件实现。Kl为日历时钟与门球计时功能选择开关，Kl打在日历时钟一边，AJl点按后播报 并显示的是当前时间时、秒。常按AJl进入日期与时间的设置，先日期后时间。此时AJ2为 加1键，AJ3为减1键。Kl打在门球计时一边，AJ2门球比赛准备，初置30分，按下AJ3，播 报“比赛开始”，显示由30分开始倒计时，开始倒计时，再按AJ3暂停计时，再按一次又继续。 AJ4按下10秒计时开始，AJ5按下10秒计时清除。K2为10秒或12秒选择开关。门球比 赛开始后，进行到15分时播报“还有15分钟”，进行到20分时播报“还有10分钟”，进行到 25分时播报“还有5分钟”，到30分钟(即减为0时)，播报“比赛时间到”。手持微型无线 遥控器为KS-2T型遥控器，接收模块为KS-2R。遥控器上有A、B、C、D四个按键，A、B、C对应 面按键AJ3、AJ4、AJ5。所以，可以用遥控器在赛场内任意地点遥控操作比赛开始、比赛计时 暂停/继续、10秒计时开始、10秒计时清除。K3是5V电源开关。MIC在本装置上未用。
具体实施例方式附图1、附图2是装置原理框图，附图3、附图4是装置的原理接线 图，图中给出了个功能器件的型号、数量、与其它器件之间的联系。MCU SPCE0061A有两个16 位可编程并行接口，A 口和B 口。⑶4511介于B 口与⑶4511之间，用于输出数据的译码、锁 存、驱动数码管。B 口中低8位输出要显示的数据，其中的位0-3送到⑶4511U1、U3、U5，位 4-7送U2、U4、TO。B 口高8位中的位8-10控制Ul-TO选通。CD4511输出接LED的相应管 脚。I/O 口与⑶4511之间用扁电缆连接。6位数码管用1.8时共阴极管。时间显示与门球 比赛时间显示数码管共用。6位数码管由左至右为时、分、秒各两位。比赛时右4位显示比 赛计时分、秒，左两位显示个人击球10(12)秒计时秒数。语音放大器(SPY0030)输入接MCU的DAl，输出可达800mw，接号角式高音喇叭，使 全场都能听到的效果，R9电位器控制输出音量。A 口低8位作为键盘及开关输入口。遥控信号输出与机上按键输出信号两两对应 并接在A 口的相应引脚上，达到遥控按键与机上按键起到同样的作用。遥控模块KS-2T和 KS-2R之间为315MHZ无线通信。接收与发送必须是同频、同地址。收、发两模块都有8位二 进制编址脚，可有256种不同的编址。一般单场地使用不用动它就能保证收、发同地址。在 同一地有多个场地同时进行比赛时，在不改变频率的情况下可通过改变址防止不同场地间 的干扰。具体做法使某些地址接脚接高电平或低电平，就能产生地址的不同。遥控接收译 码后接A 口接脚上，使遥控器按键与装置面板控制按键控制功能相一至。Kl是日历时钟还 是门球比赛计时装置的选择开关，K2是个人击球限时10秒或12秒的选择开关，K3是直流 电源开关。主机采用交直流供电。主机箱中设一 9V 4.5AH蓄电池，外设220V变12V直流充 电器。用LM7805稳压块将9V稳压到5V供外围器件LED、CD4511等用。再用SPY0029稳压 块将5V稳压到3. 3V MCU用。遥控发送模块12V 8号干电池供电。有了硬件设施，还要有单片机软件。附图5是单片机主程序流程图。语音压缩文件 事先做好的，用录音软件cool edit 2.0录制，用compress tool压缩。编制C语言程序的 应用软件，编译后连同语音软件一起装入MCU程序存储器中，就可实现本装置的全部功能。 为了程序运行中不死机，要启动MCU中的看门狗，还要在程续的适当地方加入喂狗程序。
权利要求
门球比赛多功能无线遥控计时装置。使用了功能较强的16位单片机(SPCE061A)通过计算机软件编程，实现了日历时钟和门球比赛计时分时段(比赛开始、15分、10分、5分、比赛间到)和个人击球10(12)秒限时语音播报。特别解决了以往门球比赛中没有全场都能听得到的10秒计时语音播报和无线遥控功能的门球比赛用计时装置。
2.具有无线遥控功能根据权利要求1所述的一种门球比赛多功能无线遥控计时装 置，应用KS-2T和KS-2R无线遥控模块，实现了门球裁判员到比赛全场任意地点，向任意方 向发送遥控命令，装置都能收到并进行比赛开始、计时暂停/继续和个人击球限时开始和 提示，语音播报及限时取消。
3.个人击球限时10秒和12秒两种，能分挡选择。
全文摘要
本发明为“门球比赛无线遥控多功能计时装置”。使用16位单片机，语音功放，高音喇叭、大尺寸LED和手持无线收发射器等外围接口。通过计算机软件编程，实现了日历时钟和门球比赛自动计时。按规则要求自动播报“比赛开始”，“还有15分钟”，“还有10分钟”，“还有5分钟”，“比赛时间到”。本装置还具有个人击球10秘限时语音播报及显示功能。为了适应老年人门球比赛的特点，增加一个10秒、12秒可选功能。裁判利用手持摇控器存场内任意地点无方向限制的控制比赛计时开始、时间暂停/继续，个人击球10秒限时计时操作。高声喇叭放出的音全场都能听到LED显示全场都能看到。
文档编号G07C1/28GK101937582SQ20091006530
公开日2011年1月5日 申请日期2009年6月29日 优先权日2009年6月29日
发明者吕修启, 王磊 申请人:王磊;吕修启