短跑計時器是一種用于精確測量短跑時間的電子設(shè)備。以下是一個基于集成電路的短跑計時器設(shè)計方案：

一、系統(tǒng)組成

1. 傳感器模塊：采用紅外對射傳感器作為起跑和終點(diǎn)檢測裝置
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)碼管顯示計時結(jié)果
4. 電源模塊：提供5V穩(wěn)定工作電壓

二、電路設(shè)計方案

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. 計時核心電路

• 使用單片機(jī)內(nèi)部定時器/計數(shù)器

• 配置為16位定時器模式

• 計時精度：0.01秒

• 最大計時范圍：99.99秒

1. 顯示驅(qū)動電路

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

• 動態(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)時開始計時
3. 終點(diǎn)傳感器觸發(fā)時停止計時
4. 鎖定并顯示最終成績
5. 通過復(fù)位按鈕清除顯示，準(zhǔn)備下一次測量

四、關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計

• 時鐘頻率：12MHz
• 定時器中斷周期：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，使用蜂鳴器提示計時狀態(tài)
3. 考慮增加數(shù)據(jù)存儲功能，記錄多次測量結(jié)果
4. 可選用更高精度的時鐘源提升計時精度

該設(shè)計方案具有結(jié)構(gòu)簡單、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。