串口现场评分系统的研制

1 引言

评委在现场手写评分是体育文艺加试和体育、文艺比赛常用的评分方式，评分后，由专人汇总，输入到计算机进行数据处理和存储，整个工作流程费时费力，尤其在数据安全性方面存在隐患，有修改评分、发生作弊的可能。本文介绍的串口现场评分系统由管理主机和评分终端分机组成，具有处理速度快、系统组成简单等优点。该系统利用RS-232串口实现PC管理主机与评分终端之间的通讯，支持有线和无线两种通讯方式，终端机采用嵌入式单片机8031作为处理器，利用键盘输入评分和显示，并将评分回送至PC存档，而PC机则主要负责数据库的管理和将接收到的评委评分利用既定算法处理得到最终结果用于比赛现场大屏幕显示，并自动存入数据库，数据库被设置为只可查询，不可修改和删除的只读方式。整个过程杜绝了人为接触数据的可能性，确保了数据的安全公正，减轻了工作人员的劳动强度，其效率和数据准确度明显提高。

2 硬件系统设计

串口现场评分系统硬件组成框图如图1所示。采用模块化设计，实现集中式显示操作管理，可根据不同的加试和比赛项目的评分要求灵活地调整终端点的数目和最终结果的处理算法。整个系统由PC管理机和评分终端两大部分组成，前者为通用PC机，管理软件采用VB语言编写，后者由8031单片机基本系统、实时时钟、 LCD显示、键盘、系统地址译码电路等组成，两者通过RS-232串口通讯。除了RS-232串口有线通讯外，在PC主机和评分终端机的RS-232串口上各加入一个无线通讯模块，则可实现主机与终端机之间的无线连接。

单片机基本系统。主控芯片选用8031，外部扩展64KByte的M27C512，实际最大可使用容量为48KB，用于存放系统软件、表格以及常量，足以满足大型复杂仪器系统应用程序存储的需要；RAM选用容量为8KByte的6264，用于系统程序运行时临时变量的存放和编程调试的需要，同时根据本仪器的特点，要求对于评委评分实现实时存储，用于后期的成绩校对，系统设计了32KB的EEPROM AT24C256，采用IIC协议用I/O口模拟实现IIC协议的读写操作。

实时时钟。选用Dallas公司串行实时时钟芯片DS1302，该芯片基于IIC总线协议，内部具有实时时钟、日历和用户可用RAM，时钟工作制式可由用户决定设置，具有对备份电池进行涓流充电的功能，图2为硬件电路图。

显示模块和按键。选用带背光点阵型液晶显示模块OCM12864，显示PC机发送的考试信息，包括考试项目、考生姓名、参赛号和系统时间，以及支持比赛中评委评分输入。显示模块8位标准数据总线、6条控制线以与CPU实现总线连接。LCD的控制逻辑由GAL16V8实现。键盘接口电路由HD7279A和 16个按键组成。按键用于人机对话，包括系统功能扩展、系统时间校准、评委评分输入等。HD7279A具有SPI串行接口，可同时驱动8位共阴数码管并连接多达64键的键盘矩阵，有去抖动电路。引脚6 (CS)为片选输入端，此引脚接低电平,设置为有效，可向芯片发送指令及读取键盘数据；引脚7 (CLK)为同步时钟输入端,与8031的P1.1连接；引脚8 (DATA)为串行数据输入/输出端,与8031的P1.2连接；

引脚9 (KEY)为按键有效输出端,平时为高电平,当检测到有效按键时,此引脚变为低电平,与8031的P1.3连接.引脚10~16(SG~SA)、17(DP)以及18~25(D0~D7)用于扩展键盘矩阵和LED数码管,具体硬件连接如图3所示。

地址译码电路。系统地址译码电路由可编程逻辑器件GAL16V8实现，具有简单的电路结构，能实现复杂的地址译码和很好的硬件保密性能。

3 系统软件设计

系统的设计要求是：PC机部分主要负责数据库管理，终端机管理和终端机信息的发送和接收。数据库管理，主要针对下列信息的添加，修改，查询和删除。① 用户信息（分为管理员用户和一般用户）；②选手信息；③裁判信息；④项目信息；⑤选手成绩信息。终端机管理，包括终端机的在线情况查询、时间校准、成绩存储与清除。终端机信息发送和接受，包括项目，参赛选手号码，姓名等基本信息的发送和评委评分的接收。终端机部分负责现场评分。等待主机发送比赛资料，确认无误后，方可进行评分。整个系统软件分为PC和终端两部分，PC端以数据库技术作为支撑，采用Visual Basic 6.0 编写，实现了项目、评委、选手等考试信息的管理和查询,以及上位机与下位机的通信功能。而终端部分则采用C51语言编程,遵循自顶向下和逐步细化的模块化程序设计方法，主要负责考试信息的接收和显示，以及评委评分的输入和回送等。

3.1 PC管理软件

PC管理软件采用结构化语言编程VB，主要分为信息管理、用户管理、成绩管理、终端管理、比赛信息设置、比赛管理以及帮助7大功能。图