LED点阵数码混合屏的系统组成及在体育场馆中的应用分析
1 引 言
体育馆在举行重大比赛时需及时向观众显示各种比赛信息，以便观众对所进行的比赛有一个清楚的了解。早期体育馆一般使用灯泡制作显示屏来显示信息，但灯泡寿命短，用其制作的显示屏可靠性差。近年来LED显示有了重大发展，发光二极管具有寿命长、工作电压低等特点。用其制作的大屏幕系统很受人们的青睐。针对体育馆的实际情况制作点阵数码混合显示屏，在当前显示屏为买方市场的情况下，能为用户提供更高的性能价格比，同时使自己的产品更具竞争力。
2 系统分析
体育馆主要用于举办一些大型篮球、排球等体育比赛，以及一些重大活动。在设计体育馆显示系统时应同时满足这2方面要求。篮球比赛时要显示比赛时间、标准时间、队名、比分、场次、队员犯规情况，而排球比赛时只需显示比分、队名及场次。举办活动时仅需显示一些标语及广告内容。目前大多数体育馆都采用在场地左右2边各放置l块LED点阵屏、1个比赛钟、1个标准钟。由于点阵屏面积大、像素多，采用该方式对举办活动很有利。但在举办篮球比赛时有一些缺陷，在点阵屏上要显示比分、队员犯规情况，此时屏面有些拥挤。因此多数场馆在比赛时仍采用最原始的翻牌方式来表达队员的犯规情况。而且此种方案造价较高。一般在五、六十万元以上，中小体育馆难以承受如此高的造价。我们不妨对要显示的内容进行分析一下，队名、举办活动时的标语、广告是图形（汉字可以看作是一种图形符号），它们必须用点阵表示，但比分、队员号码等是数字，用8字码完全可以表达。因此可采用点阵数码混合屏，这样一方面可以降低造价，整个系统造价可控制在30万元以内，另一方面通过适当布局，整个屏面整洁美观。
3 系统组成及功能简介
系统由2块LED屏面、控制台、系统软件组成。屏面包括比赛钟、标准钟、比分、点阵屏、队员犯规指示 控制台包括计分台、技术台、计时台、30 s计时台。系统软件包括主机和控制台2部分。每块点阵屏由52个显示单元构成，每个显示单元由16个2红2绿间距为15.24mm 的5×8模块构成。数码部分由尺寸不同的数码管构成。队员犯规采用复合像元点表示，犯规1次亮1个绿点，当达到第5次犯规时。亮全部绿点和最后1个红点，以示警告。比赛钟圆周上的点表示秒，中间数码前2位表示该场比赛还剩余的分钟数，后面1位小8字表示1/10秒。布局如图1所示。
图1 点阵数码混合显示屏布局图
4 点阵屏控制器
点阵屏控制器由插在计算机ISA 总线槽上的信号采集卡、信号发送板和控制器构成。信号采集卡主要完成调色板的复制，截取显示数据。对于复色屏红绿各4位，用于实现16级灰度显示。发送板用于把信号采集卡载取的数据连同行信号、场信号、点时钟送给控制器。控制器对发送板送来的数据进行存储变换，转换成以16线为1区的分区数据，来实现1/16占空比，各个分区同时送数，同时扫描。控制器和屏体之间的信号通过差分传送，传输介质选用30对双绞线。
5 控制台部分
控制台主要对比赛过程中的所有情况（如计分，犯规等）进行输入与调整，分篮球与排球两类，它们共同使用控制面板键盘，在键盘上对篮球、排球共同使用和分别使用的键用了不同颜色做了标识：篮球用键为：蓝色，排球用键为：橙色，公共用键为：蓝/橙色控制台分为4个部分：计分台，技术台，计时台，30 s控制台。
5.1 计分台
主要用于处理比赛得分，控制面板如图2所示。
图2 计分台面板图
"甲"、"乙"键：用于选择得分球队，灯LED1、LED2用来标识哪一个队被选中，例如：按下甲键，LED1灯亮，表示甲队被选中。
"0 ~"9"键：（篮球专用）用于输入得分的队员号码，按下这些键，会在数码管LED3、LED4上显示被选中的队员号码。注意：比赛类型为排球时，这些键无效。
"-1"、 0"、"1"键：排球计分键，分别对应的得分为：一1分、0分、+1分，按下这些键，会在数码管LED5上显示对应分值。
"+2 、"-3"键：此两谜和"-1"、"0"、"+r键组合为篮球计分键，分别对应的得分为：
+2、+3分、-1分、0分、+1分，按下这些键，会在数码管LED5上显示对应分值。
确认键：确认输入有效。确认完毕，所有的LED会熄灭，等待下一次输入，同时会修改大屏上得分。值得注意的是按确认键时，应保证输入的值是正确的（比如：得分球队、得分分值以及篮球比赛时得分的队员号码），如果不正确，应加以修改。
具体操作步骤：
1.选择球队：按"甲 键或"乙"键，相应的指示灯亮表示输入有效。
2.（对篮球）输入得分的队员号码（对排球比赛省略该步）。
3.输入得分。
4.检查正确后，按"确认"键，一次计分完毕。
5.2 技术台
用来对排球比赛中暂停、换人、换局、交换发球权的统计，篮球比赛中暂停、犯规、换局的统计。技术台面板如图3所示。
图3 技术台面板图
"甲"、"乙"键：用于选择球队。
"0"~ "9"键：（篮球专用）用于输人犯规的队员号码。
换局：排球5局的交换（如：第1局比赛结束，按下换局键，表示可以进行第2局比赛）篮球上半时、下半时和决胜期的交换。
"暂停":暂停次数的记录。
"换人":排球比专用键，换人次数的记录。
"+"、"-"用于调整犯规次数、暂停次数、换人次数。
"确认":确认本次输人有效。
5.3 计时台（篮球比赛专用）
计时台只在篮球比赛中有效，计时台面板如图4所示。
图4 计时台面板图
该控制台有"走"、"复位"、"停"三个按键以及LED1、LED2、LED3三个指示灯，其中"复位"键和灯LED2无效。
当"走"键被按下时，比赛钟开始计时，同时灯LED1亮，灯LED3灭。当"停"键按下时，比赛钟停止计时，灯LED3亮，灯LED1灭。
当发生30秒违例时，比赛钟自动停止计时，灯LED3亮，灯LED1灭。
比赛时间的设定分为两种方式：
（1）控制台内置。
当比赛为上半时以及下半时时，每场比赛的时间均为2O分钟。决胜期时，每场比赛的时间均为5分钟。按下技术台上的"换局"和"确认"组合键后，时间将根据换局后的局设定。
（2）计算机设置。
在这其中又可分为两种方式。
（a）直接设置。
每场比赛前可以设置该场比赛时间。
（b）恢复比赛时钟。
此时，计算机将屏幕上的比赛钟的时间发送到控制台。
在使用了计算机设置方式后，以后场次的比赛时间仍可以由控制台设置，每次时间被以上任一种方式设置后，显示屏上即可看见设定值。
警告：如果计时正在进行，使用以上任一种设置方式将停止计时，并恢复到等待状态。
5.4 30 s控制台（篮球比赛专用）
30 s控制台只在篮球比赛中有效。30 S控制台面板如图5所示。
图5 30 s控制台面板图
30 s控制台共有"复位"、"走"、"停"三个按键以及LED1、LED2、LED3三个指示灯。
当 复位"键被按下时，30 s被重新置数，同时灯LEDI亮，灯I,ED2、LED3灭；显示屏上显示"30".当"走"键被按下时，30 s装置开始倒计时，同时灯LED2亮，灯LED1、LED3灭。
当"停"键被按下时，30 S装置停止计时，同时灯LED3亮，灯LED1、LED2灭。"走"键再次被按下时，30 S装置继续倒计时，同时灯LED2亮，灯LED1、LED3灭。
每次在没有按键被按下前，即灯LED1、LED2、LED3都不亮时，只有"复位 键有效，而其余两键均无效；30 S装置显示屏处于消隐状态。在 复位"键被按下后，"走"键有效，"复位"键有效，"停"键无效。即"复位"键优先级最高， 走"键其次，"停"键最低。
发生30 S违例后，30 S装置通知控制台停止比赛钟；同时向计算机发送消息，通知计算机发出规定声音并停止比赛钟。
每次系统启动以及发生3O S违例后，都必须先按"复位"键，30 S装置控制台才有效。
6 结 语
本系统自1996年底在淮阴市体育馆建成投入使用，一直运行至今。其间该馆作为中国男排联赛江苏主赛场进行了近半年的比赛。本系统一直运行良好经历了考验。
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