【正文】 .......................... 30 基于單片機的紅外線計時器的設計與實現(xiàn) 通信工程專業(yè) xxx 指導老師 xxx 摘要 ： 在運動賽場尤其是競賽比 賽項目的成績測量方面要求極為嚴格，甚至可以說是苛刻，往往百分之一秒的誤差都會引起運動員成績的變化。為此本設計以單片機為核心應用紅外傳感器設計了自動觸發(fā)終止的紅外計時器，當開始按鍵按下時計時器啟動，同時發(fā)令槍響，數(shù)碼管有秒表變化。 基于單片機的紅外計時器的設計主要針對運動賽場上的計時所設計，相比較于傳統(tǒng)的機械秒表需要手動開始和終止，利用紅外傳感器在終點線處自動觸發(fā)終止，將更為精確的為競賽項目計時。同時相比較于應用到全國乃至國際較高層次所使用的高速甚至超高速光感應攝像機等精確計時儀器，本設計是以單片機為核心的產(chǎn) 品具有價格低廉、穩(wěn)定性好、便于移動和場地適應性好等一系列優(yōu)點，適合運動員日常訓練及運動會等體育活動的計時工作。 關鍵字： 單片機；紅外傳感器；計時器 Design and Realization Based on infrared timer Student majoring in Communication Engineering Sheng Leilei Tutor Lu Jianbo Abstract: Performance measurement of a field in particular petition sport demands particularly intense, and even can be said to be demanding, often 1% second error will cause changes in athletic performance. The design of monolithic integrated infrared sensor design of automatic IR trigger termination of the timer, when the Start button is pressed the timer starts and gunshot, digital stopwatch. Infrared based on singlechip microputer timer is designed mainly for sportcourt timing design, pared to the traditional mechanical watch needs to be manually started and stopped using the infrared sensor is triggered automatically terminates at the finish line, will be more accurate as event timing. But pared to apply to the national and international high level use of highspeed and ultra highspeed optical sensing cameras and other precision instruments, 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。 timer 1 1 引言 選題背景 21 世紀已經(jīng)進入了科技飛速發(fā)展的時代，尤其計算機以及精密儀器的高速發(fā)展更是勢頭迅猛，而單片機作為半精密儀器及其計算機的一個分支應用范圍相當廣泛，發(fā)展異常迅猛，它已經(jīng)成為現(xiàn)代電子科技技術、通信服務技術、計算機網(wǎng)絡技術、互聯(lián)網(wǎng)、機械類自動控制技術的一項新興科技。因為我們學習 通信工程專業(yè)，即便將來沒有從事相關單片機方面的工作，現(xiàn)在學習單片機的知識也是十分有必要的。所謂技多不壓身，不知何時何地我們就會因為今天的付出得到意想不到的收獲。 本論文主要介紹了我所設計的基于單片機的紅外計時器的設計工作原理、實際用途以及實物實現(xiàn)的硬件電路等方面。 計時器概述 計時器是大到事關國防科技、大小型實驗室內(nèi)儀器以及科研單位理想的計時儀器，小到我們周邊平常普通的生活（微波爐、計時風扇、洗衣機洗衣脫水定時等等）或者賽場上運動員計時，而在工業(yè)上它廣泛應用于各種繼電器、控制器、延時器以及定時器等的時 間測試。 在各類大小型運動賽場上，特別是在現(xiàn)代世界趨于大穩(wěn)定的今天，體育競技成為各國的另一場戰(zhàn)爭，而隨著科學的訓練體育人的素質(zhì)在不斷提升，所以精密的計時器更是不可或缺的。為此我設計的以單片機為核心、應用紅外傳感器的秒表計時器正好滿足田徑賽場上各種比賽所需要的計時需求，相比于人工手動機械秒表計時的誤差會較小。該計時器是實現(xiàn)精確到毫秒計時并自動觸發(fā)終止的半機械裝置，雖然遠遠比不上應用于奧運會等國際規(guī)格的超高速 光感應 攝像機那樣精確，但是相對于傳統(tǒng)機械秒表計時，本次所應用的紅外傳感器自動觸發(fā)終止計時的設計 以較高的精確性、較為簡單的原理、較低的價格成本及較長的使用壽命，具有實用及推廣價值。 設計目標 本設計主要針對于運動賽場上的計時所設計，相比較于較為傳統(tǒng)的機械秒表，在短短幾十秒的中短距離競賽項目中特別是只有十幾秒的百米賽跑中，人短暫的反應時間將導致產(chǎn)生一定的誤差，而本設計利用紅外傳感器在終點線處自動觸發(fā)終 2 止，將更為精確的為需要精確時間的競賽項目計時，從而提高比賽成績計時的準確性。同時相比較于應用到全國乃至國際較高層次所使用的高速甚至超高速光感應攝像機等精確計時儀器，本設計是以單片機為核心的產(chǎn)品，具有價 格低廉、穩(wěn)定性好、便于移動和場地適應性良好等一系列優(yōu)點，適合運動員日常訓練及學校運動會等體育活動的計時工作。 系統(tǒng)主要功能 當用作計時功能時，使用 TIMER0 進行 10MS 的定時，可將計時精度精確在百分之一秒以內(nèi)，滿足精密計時及其競技計時的需求 按鍵的方式中斷或查詢的方法來識別。而本按鍵的功能是計時的開始以及計時暫停時的繼續(xù)，是采用查詢的方式實現(xiàn)的。 本設計中有連續(xù)的 T0 中斷和外部中斷 INT0 兩個中斷。這 2 個中斷的特點是：T0 的中斷 工作是連續(xù)的，而 INT0 是用來停止 T0 的， INT0 為外部中斷。 文章的結構和內(nèi)容 第 1章：紅外計時器的概要，簡要介紹了本設計的目標，以及研究的內(nèi)容和主要功能。 第 2章：主要介紹紅外計時器的工作原理。 第 3章：硬件電路設計，元器件簡要介紹。 第 4章：軟件程序設計。詳細描述程序各個部分的功能，并解釋程序。 第 5章：系統(tǒng)調(diào)試。 3 2 基于單片機的紅外計時器 紅外計時器是計時產(chǎn)品，具有精確到百分之一秒內(nèi)計時的秒表功能，可連接到發(fā)令器實現(xiàn)同步計時，由紅外傳感器檢測到運動員 撞線后自動觸發(fā)終止計時功能，其計時精確度較高。該紅外計時器的基本組成部分由單片機電路、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。 本設計包括兩部分：軟件程序部分以及硬件單片機組合部分。 系統(tǒng)工作的框圖如 所示。 圖 總體設計框圖 本系統(tǒng)由紅外傳感、單片機、聲光提示部分以及顯示模塊四大部分。 51 系列單片機 STC89C52 作為處理器。整個系統(tǒng)在 STC89C52 單片機的控制下正常 工作。紅外傳感器探頭將檢測到的變化傳遞給單片機，單片機終止計時。 本人設計的紅外計時器的基本工作原理如下： 當按下啟動開關時，蜂鳴器發(fā)聲，半導體發(fā)光二極管亮燈，同時計時器開始工作計時。 當按下時計時器開關，同時蜂鳴器鳴響表示開始工作， LED 發(fā)光二極管閃亮一次，秒表開始跳動。當運動員跑過終點線時，反射式紅外傳感器檢測到變動信號， STC 89C52 單片機 最小 系統(tǒng) 電源 電源開關 按鍵控制 紅外檢測 顯示 屏 聲光提示 4 低電平觸發(fā)電路導通，立即停止計時。當再次按下，計時器繼續(xù)工作，在原有的時間基礎上繼續(xù)計時，當紅外傳感器再次檢測到開關信號時，便 停止計時。 工作流程框圖如圖 所示。 圖 流程圖 . STC89C52 單片機簡介 STC89C52 是性能優(yōu)越的微控制器