设计基本环境： 电脑、Proteus 8.9和Keil μVision5.14 设计内容：使用STM32主控芯片：STM32F103R6，74LS245缓冲器，设计一个篮球比赛计分显示系统 设计要求： 分别用两个数码管:7seg-MPX2-CA代表前两支队伍得分，计分范围为00-99 按键K1实现第一支队伍得分加1，按键K2实现第二支队伍得分加1，k3第一支队伍得分减一，k4第二支队伍得分减一，k5比分清零，每按一次按键蜂鸣器响1次。 数码管段选：PA0-PA7 → 74LS245输入 数码管位选：PB5-PB8（队1十位、队1个位、队2十位、队2个位） 按键：PB0-PB4（K1-K5） 蜂鸣器：PC0

<think>嗯，用户想设计一个基于STM32F103R6的篮球比赛计分显示系统，用Proteus和Keil来开发。需要用到数码管、74LS245缓冲器、按键和蜂鸣器。我得先理清楚各个部分的连接和控制方法。 首先，主控芯片是STM32F103R6，这个芯片的GPIO需要驱动数码管。不过数码管可能需要较大的电流，所以用户用了74LS245作为缓冲器，这应该是为了增强驱动能力，同时保护MCU的IO口。数码管是共阳的，两个7seg-MPX2-CA，每个显示两位数字，可能用来显示主场和客队的分数，比如各两位，最大显示99分。 接下来是按键部分，K1到K5，可能用来增加主场分数、减少主场分数，增加客队分数，减少客队分数，还有重置或者确认之类的功能。需要考虑按键的防抖处理，硬件或者软件实现。另外蜂鸣器可能在得分或操作时发出提示音，需要GPIO控制，可能加一个三极管驱动。然后是Proteus的电路设计，需要正确连接STM32的IO到74LS245，再连接到数码管的段选，位选可能直接由另一个GPIO控制。数码管是共阳的，所以位选端接高电平，段选低电平点亮。74LS245的方向控制端DIR可能需要接高电平，确保数据从A到B传输。软件部分，需要用Keil编写代码，配置GPIO为推挽输出控制数码管和蜂鸣器，按键输入配置为上拉或下拉输入，需要扫描按键状态。数码管动态显示需要定时器中断来刷新，避免闪烁。分数增减的逻辑，比如按下K1主场加1分，K2减，同样客队K3加，K4减，K5可能是重置分数。蜂鸣器在每次分数变化时响一声。 可能遇到的问题包括数码管的亮度不足，可能需要调整刷新频率，或者检查74LS245的连接是否正确。按键抖动可能导致多次触发，需要软件防抖，比如延时检测。STM32的IO口驱动能力是否足够，加上缓冲器应该没问题。代码中的定时器配置是否正确，中断优先级是否设置合理，避免显示出现残影。还需要考虑系统的扩展性，比如如果分数超过两位数怎么办，但篮球比赛通常单节分数不会超过三位，所以两位可能够用。不过用户的需求是两个数码管，可能每个显示两位，总共四位，或者每个显示一位，两个合起来显示两位？需要确认数码管的类型，7seg-MPX2-CA应该是两位一体的共阳数码管，所以每个可以显示两位，两个的话总共四位，足够篮球比分了。在Proteus中连接时，STM32的GPIO连接到74LS245的A端，B端连接到数码管的段选，位选由另一个GPIO控制，比如PB8和PB9分别控制两个数码管的位选。每个数码管两位，所以需要四个位选信号？或者每个数码管的两位是同时显示的？可能需要更详细的资料，但通常两位一体的数码管有两个共阳极端，分别控制每一位的显示。因此，可能需要四个GPIO来控制位选，或者使用译码器。但用户提到使用74LS245作为缓冲器，可能只用于段选，位选直接由GPIO控制。代码方面，需要初始化GPIO，配置按键为输入，蜂鸣器为输出。定时器中断服务函数中，轮流点亮每一位数码管，显示对应的数字。主循环中检测按键，根据按键调整分数，并触发蜂鸣器。可能还需要考虑电源的问题，数码管和蜂鸣器的电流是否在STM32和74LS245的承受范围内，可能需要外部电源，但Proteus仿真中可能不需要实际考虑电流。最后，用户可能需要具体的代码示例和Proteus电路图，所以在回答中应该提供这些部分，并确保代码和电路图的正确性，比如GPIO的配置，数码管的驱动方式，按键的处理等。</think>### 篮球比赛计分显示系统设计方案 #### 一、硬件设计（Proteus 8.9） 1. **电路拓扑结构** - STM32F103R6 GPIO分配： - PA0-PA7 → 74LS245输入（段选信号） - PB8-PB9 → 数码管位选控制 - PC0-PC4 → 按键K1-K5输入 - PD2 → 蜂鸣器控制 - 74LS245输出端连接数码管段选引脚（a-g,dp） - 数码管采用动态扫描方式，位选信号通过PNP三极管驱动 2. **关键器件连接** ```proteus STM32F103R6: - PA0-PA7 -> 74LS245(A0-A7) - PB8 -> 7SEG-MPX2-CA(1) COM1 - PB9 -> 7SEG-MPX2-CA(2) COM2 - PC0-PC4 -> BUTTONS(K1-K5) - PD2 -> BUZZER 74LS245: - B0-B7 -> 数码管段选引脚 - DIR接VCC（数据A→B传输） ``` #### 二、软件设计（Keil μVision5） 1. **GPIO配置** ```c // 段选端口初始化 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = 0x00FF; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); ``` 2. **动态扫描实现** ```c void display_score(uint16_t home, uint16_t away) { static uint8_t digit = 0; uint8_t seg_data[4] = { home/10, home%10, away/10, away%10 }; GPIO_Write(GPIOA, seg_code[seg_data[digit]]); GPIO_Write(GPIOB, (0x0100 << digit) & 0x0300); digit = (digit+1)%4; } ``` 3. **按键处理逻辑** ```c void check_buttons(void) { static uint8_t last_state = 0xFF; uint8_t current_state = GPIO_ReadInputData(GPIOC) & 0x1F; if((last_state ^ current_state) & current_state) { switch(current_state) { case 0x01: home_score++; break; // K1 case 0x02: home_score--; break; // K2 case 0x04: away_score++; break; // K3 case 0x08: away_score--; break; // K4 case 0x10: reset_scores(); break; // K5 } beep_alleet(); } last_state = current_state; } ``` #### 三、核心算法实现 1. **分数边界控制** $$ score = \max(0, \min(99, score)) $$ 通过位运算实现快速限制： ```c home_score = (home_score & 0x7F) % 100; ``` 2. **蜂鸣器驱动时序** ```c void beep_alleet(void) { GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_2); delay_ms(50); GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_2); } ``` #### 四、系统优化要点 1. **显示刷新率控制** 使用定时器中断实现稳定的200Hz刷新频率： ```c TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStructure; TIM_InitStructure.TIM_Period = 499; // 72MHz/500=144kHz TIM_InitStructure.TIM_Prescaler = 71; // 144kHz/72=2kHz TIM_InitStructure.TIM_ClockDivision = 0; TIM_InitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_InitStructure); TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); ``` #### 五、系统验证方法 1. **功能测试矩阵** | 测试项 | 输入条件 | 预期输出 | |-------|---------|---------| | 加分 | K1/K3按下 | 分数递增 | | 减分 | K2/K4按下 | 分数递减 | | 边界值 | 分数=0时减分 | 保持0分 | | 复位 | K5按下 | 归零 |