短跑計(jì)時(shí)器是一種用于精確測(cè)量短跑時(shí)間的電子設(shè)備。以下是一個(gè)基于集成電路的短跑計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)方案：

一、系統(tǒng)組成

1. 傳感器模塊：采用紅外對(duì)射傳感器作為起跑和終點(diǎn)檢測(cè)裝置
2. 控制核心：使用AT89C51單片機(jī)作為主控制器
3. 顯示模塊：采用4位7段數(shù)碼管顯示計(jì)時(shí)結(jié)果
4. 電源模塊：提供5V穩(wěn)定工作電壓

二、電路設(shè)計(jì)方案

1. 傳感器接口電路

• 起跑傳感器連接P3.2(INT0)

• 終點(diǎn)傳感器連接P3.3(INT1)

• 配置外部中斷為下降沿觸發(fā)

1. 計(jì)時(shí)核心電路

• 使用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

• 配置為16位定時(shí)器模式

• 計(jì)時(shí)精度：0.01秒

• 最大計(jì)時(shí)范圍：99.99秒

1. 顯示驅(qū)動(dòng)電路

• 采用74HC595串行轉(zhuǎn)并行芯片驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管

• 動(dòng)態(tài)掃描顯示方式

• 節(jié)省I/O端口資源

三、工作流程

1. 系統(tǒng)初始化后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)
2. 起跑傳感器觸發(fā)時(shí)開始計(jì)時(shí)
3. 終點(diǎn)傳感器觸發(fā)時(shí)停止計(jì)時(shí)
4. 鎖定并顯示最終成績(jī)
5. 通過復(fù)位按鈕清除顯示，準(zhǔn)備下一次測(cè)量

四、關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)

• 時(shí)鐘頻率：12MHz
• 定時(shí)器中斷周期：10ms
• 顯示刷新頻率：100Hz
• 電源要求：DC 5V ±5%
• 工作溫度：-10℃~50℃

五、電路優(yōu)化建議

1. 增加防誤觸電路，避免因環(huán)境干擾導(dǎo)致的誤觸發(fā)
2. 添加聲音提示功能，使用蜂鳴器提示計(jì)時(shí)狀態(tài)
3. 考慮增加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，記錄多次測(cè)量結(jié)果
4. 可選用更高精度的時(shí)鐘源提升計(jì)時(shí)精度

該設(shè)計(jì)方案具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、可靠性高的特點(diǎn)，適合學(xué)校體育教學(xué)和業(yè)余訓(xùn)練使用。