【正文】 ruments, this design is based on the SCM as the core products with low price and good stability, easy to move and space flexibility and other advantages, suitable for athletes 39。 daily training and sporting activities such as games of timing. Key words: SCM。 infrared thread。 sensor。 timer1 引言 選題背景 21世紀(jì)已經(jīng)進(jìn)入了科技飛速發(fā)展的時(shí)代，尤其計(jì)算機(jī)以及精密儀器的高速發(fā)展更是勢(shì)頭迅猛，而單片機(jī)作為半精密儀器及其計(jì)算機(jī)的一個(gè)分支應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，發(fā)展異常迅猛，它已經(jīng)成為現(xiàn)代電子科技技術(shù)、通信服務(wù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、機(jī)械類自動(dòng)控制技術(shù)的一項(xiàng)新興科技。因?yàn)槲覀儗W(xué)習(xí)通信工程專業(yè)，即便將來(lái)沒(méi)有從事相關(guān)單片機(jī)方面的工作，現(xiàn)在學(xué)習(xí)單片機(jī)的知識(shí)也是十分有必要的。所謂技多不壓身，不知何時(shí)何地我們就會(huì)因?yàn)榻裉斓母冻龅玫揭庀氩坏降氖斋@。本論文主要介紹了我所設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的紅外計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)工作原理、實(shí)際用途以及實(shí)物實(shí)現(xiàn)的硬件電路等方面。計(jì)時(shí)器是大到事關(guān)國(guó)防科技、大小型實(shí)驗(yàn)室內(nèi)儀器以及科研單位理想的計(jì)時(shí)儀器，小到我們周邊平常普通的生活（微波爐、計(jì)時(shí)風(fēng)扇、洗衣機(jī)洗衣脫水定時(shí)等等）或者賽場(chǎng)上運(yùn)動(dòng)員計(jì)時(shí)，而在工業(yè)上它廣泛應(yīng)用于各種繼電器、控制器、延時(shí)器以及定時(shí)器等的時(shí)間測(cè)試。 在各類大小型運(yùn)動(dòng)賽場(chǎng)上，特別是在現(xiàn)代世界趨于大穩(wěn)定的今天，體育競(jìng)技成為各國(guó)的另一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)，而隨著科學(xué)的訓(xùn)練體育人的素質(zhì)在不斷提升，所以精密的計(jì)時(shí)器更是不可或缺的。為此我設(shè)計(jì)的以單片機(jī)為核心、應(yīng)用紅外傳感器的秒表計(jì)時(shí)器正好滿足田徑賽場(chǎng)上各種比賽所需要的計(jì)時(shí)需求，相比于人工手動(dòng)機(jī)械秒表計(jì)時(shí)的誤差會(huì)較小。該計(jì)時(shí)器是實(shí)現(xiàn)精確到毫秒計(jì)時(shí)并自動(dòng)觸發(fā)終止的半機(jī)械裝置，雖然遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上應(yīng)用于奧運(yùn)會(huì)等國(guó)際規(guī)格的超高速光感應(yīng)攝像機(jī)那樣精確，但是相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械秒表計(jì)時(shí)，本次所應(yīng)用的紅外傳感器自動(dòng)觸發(fā)終止計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)以較高的精確性、較為簡(jiǎn)單的原理、較低的價(jià)格成本及較長(zhǎng)的使用壽命，具有實(shí)用及推廣價(jià)值。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)于運(yùn)動(dòng)賽場(chǎng)上的計(jì)時(shí)所設(shè)計(jì)，相比較于較為傳統(tǒng)的機(jī)械秒表，在短短幾十秒的中短距離競(jìng)賽項(xiàng)目中特別是只有十幾秒的百米賽跑中，人短暫的反應(yīng)時(shí)間將導(dǎo)致產(chǎn)生一定的誤差，而本設(shè)計(jì)利用紅外傳感器在終點(diǎn)線處自動(dòng)觸發(fā)終止，將更為精確的為需要精確時(shí)間的競(jìng)賽項(xiàng)目計(jì)時(shí)，從而提高比賽成績(jī)計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性。同時(shí)相比較于應(yīng)用到全國(guó)乃至國(guó)際較高層次所使用的高速甚至超高速光感應(yīng)攝像機(jī)等精確計(jì)時(shí)儀器，本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為核心的產(chǎn)品，具有價(jià)格低廉、穩(wěn)定性好、便于移動(dòng)和場(chǎng)地適應(yīng)性良好等一系列優(yōu)點(diǎn)，適合運(yùn)動(dòng)員日常訓(xùn)練及學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)等體育活動(dòng)的計(jì)時(shí)工作。當(dāng)用作計(jì)時(shí)功能時(shí)，使用TIMER0進(jìn)行10MS的定時(shí)，可將計(jì)時(shí)精度精確在百分之一秒以內(nèi)，滿足精密計(jì)時(shí)及其競(jìng)技計(jì)時(shí)的需求按鍵的方式中斷或查詢的方法來(lái)識(shí)別。而本按鍵的功能是計(jì)時(shí)的開(kāi)始以及計(jì)時(shí)暫停時(shí)的繼續(xù)，是采用查詢的方式實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)中有連續(xù)的T0中斷和外部中斷INT0兩個(gè)中斷。這2個(gè)中斷的特點(diǎn)是：T0的中斷工作是連續(xù)的，而 INT0是用來(lái)停止T0的，INT0為外部中斷。第1章：紅外計(jì)時(shí)器的概要，簡(jiǎn)要介紹了本設(shè)計(jì)的目標(biāo)，以及研究的內(nèi)容和主要功能。第2章：主要介紹紅外計(jì)時(shí)器的工作原理。第3章：硬件電路設(shè)計(jì)，元器件簡(jiǎn)要介紹。第4章：軟件程序設(shè)計(jì)。詳細(xì)描述程序各個(gè)部分的功能，并解釋程序。第5章：系統(tǒng)調(diào)試。2基于單片機(jī)的紅外計(jì)時(shí)器紅外計(jì)時(shí)器是計(jì)時(shí)產(chǎn)品，具有精確到百分之一秒內(nèi)計(jì)時(shí)的秒表功能，可連接到發(fā)令器實(shí)現(xiàn)同步計(jì)時(shí)，由紅外傳感器檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)員撞線后自動(dòng)觸發(fā)終止計(jì)時(shí)功能，其計(jì)時(shí)精確度較高。該紅外計(jì)時(shí)器的基本組成部分由單片機(jī)電路、數(shù)字顯示電路、按鍵觸發(fā)及聲光提示電路、傳感器檢測(cè)探頭（采用博光E18D80NK反射式紅外傳感器集成探頭）等部分組成。本設(shè)計(jì)包括兩部分：軟件程序部分以及硬件單片機(jī)組合部分。STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)電源電源開(kāi)關(guān)按鍵控制紅外檢測(cè)顯示屏聲光提示 總體設(shè)計(jì)框圖本系統(tǒng)由紅外傳感、單片機(jī)、聲光提示部分以及顯示模塊四大部分。51系列單片機(jī)STC89C52作為處理器。整個(gè)系統(tǒng)在STC89C52單片機(jī)的控制下正常工作。紅外傳感器探頭將檢測(cè)到的變化傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)終止計(jì)時(shí)。本人設(shè)計(jì)的紅外計(jì)時(shí)器的基本工作原理如下：當(dāng)按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲，半導(dǎo)體發(fā)光二極管亮燈，同時(shí)計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作計(jì)時(shí)。當(dāng)按下時(shí)計(jì)時(shí)器開(kāi)關(guān)，同時(shí)蜂鳴器鳴響表示開(kāi)始工作，LED發(fā)光二極管閃亮一次，秒表開(kāi)始跳動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員跑過(guò)終點(diǎn)線時(shí)，反射式紅外傳感器檢測(cè)到變動(dòng)信號(hào)，低電平觸發(fā)電路導(dǎo)通，立即停止計(jì)時(shí)。當(dāng)再次按下，計(jì)時(shí)器繼續(xù)工作，在原有的時(shí)間基礎(chǔ)上繼續(xù)計(jì)時(shí)，當(dāng)紅外傳感器再次檢測(cè)到開(kāi)關(guān)信號(hào)時(shí)，便停止計(jì)時(shí)。 流程圖. STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介STC89C52是性能優(yōu)越的微控制器，它具有低功耗但是卻有較高的性能并且價(jià)格低廉，內(nèi)有8K可編程存儲(chǔ)器。使用現(xiàn)在較先進(jìn)的存儲(chǔ)器制作技術(shù)制造，讓其能與工業(yè)上的80C51 產(chǎn)品指令和引腳實(shí)現(xiàn)完全兼容，不會(huì)有使用不便得得現(xiàn)象發(fā)生。STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：（1）兼容MCS51指令系統(tǒng)；（2）8k可反復(fù)擦寫(xiě)(大于1000次）Flash ROM；（3）32個(gè)雙向I/O口；（4）256x8bit內(nèi)部RAM；（5）3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷；（6）時(shí)鐘頻率024MHz；（7）2個(gè)串行中斷，可編程UART串行通道；（8）2個(gè)外部中斷源，共8個(gè)中斷源；（9）2個(gè)讀寫(xiě)中斷口線，3級(jí)加密位；（10）片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路；（11）空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器串口、中斷繼續(xù)工作。（12）掉電保護(hù)方式下RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。（13）一個(gè)看門狗(WDT)定時(shí)/計(jì)數(shù)器。如果程序沒(méi)有正常工作，就會(huì)強(qiáng)制整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位，還可以在程序陷入死循環(huán)時(shí)，讓單片機(jī)復(fù)位而不用整個(gè)系統(tǒng)斷電，從而保護(hù)硬件電路。 圖 STC89C52引腳圖STC89C52各引腳功能的介紹如下：（1）電源引腳Vcc和VssVcc(40腳)：電源端為+5VVss(20腳)：接地端。（2）時(shí)鐘電路引腳XTAL1和XTAL2 XTAL2(18腳)：接外部晶體和微調(diào)電容的一端。在單片機(jī)內(nèi)部它是振蕩電路反向放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體固有頻率。若需采用外部時(shí)針電路時(shí)，該引腳輸入外時(shí)鐘脈沖。要檢查STC89C52的振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看XTAL2端是否有脈沖信號(hào)輸出。 XTAL1(19腳)：接外部晶體和微調(diào)電容的另一端。在片內(nèi)，它是振蕩電路反向放大器的輸入端。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳必須接地。 （3）控制信號(hào)引腳為 RST、ALE PSEN 和 EA。 RST(9腳)：RST是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。在此輸入端保持兩個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期)的高