【正文】 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。 timer 1 1 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(lèi)自動(dòng)控制技術(shù)的一項(xiàng)新興科技。 計(jì)時(shí)器概述 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。 設(shè)計(jì)目標(biāo) 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(xiàn)處自動(dòng)觸發(fā)終 2 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。 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。 第 3章：硬件電路設(shè)計(jì)，元器件簡(jiǎn)要介紹。 3 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(xiàn)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。 圖 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。 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)。 工作流程框圖如圖 所示。 （ 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。 圖 STC89C52 引腳圖 STC89C52 各引腳功能的介紹如下： （ 1）電源引腳 Vcc 和 Vss Vcc(40 腳 )：電源端為 +5V Vss(20 腳 )：接地端。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。 （ 3）控制信號(hào)引腳為 RST、 ALE PSEN 和 EA。當(dāng) STC89C52 上電正常工作后， ALE引腳不斷向外輸出正脈沖信號(hào)。如果你想看一下 STC89C52 芯片的好壞，可用示波器查看 ALE 端是否有脈沖信號(hào)輸出，如有脈沖信號(hào)輸出，則 STC89C52 基本上是好的。 PSEN 端有效，即允許讀出 ERROM/ROM 中的指令碼。如有，說(shuō)明基本上工作正常。當(dāng)出入信號(hào) EA 引腳接低電平（接地）時(shí)， CPU 只訪(fǎng)問(wèn)外部ERROM/ROM 并執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器中的指令，而不管是否有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。 P1 口： 8位準(zhǔn)雙向 I/O 端口。 表 P3 口第 二功能 引腳 第二功能 RXD （串行輸入口） TXD （串行輸出口） INT0（外部中斷 0） INT1（外部中斷 1） T0（定時(shí)器 0 外部中斷） T1（定時(shí)器 1 外部中斷） WR（外部存儲(chǔ)器寫(xiě)與選通） RD（外部存儲(chǔ)器讀與寫(xiě)通） 9 3 硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)基本電路構(gòu)成如圖 所示 。 12XTAL30pFC130pFC2GND10uFCRST10KR1VCC GNDResX1X2 圖 時(shí)鐘電路 圖 10 由于單片機(jī) P0 口內(nèi)部不含上拉電阻，為高阻態(tài)，不能正常地輸出高 /低電平，因而該組 I/O 口在使用時(shí)必須外接上拉電阻。電路原理圖如下圖 所示。故此方案舍棄。 13 4 系統(tǒng)的調(diào)試以及數(shù)據(jù)和誤差的分析 單片機(jī)應(yīng)用 模型 組裝好后，便可 與 仿真器 相連進(jìn)行 調(diào)試。 原因：電路設(shè)計(jì)的 錯(cuò)誤 或 加工過(guò)程中的工藝性錯(cuò)誤造成的錯(cuò)線(xiàn)、 短路 、短路等電路 故障 ； 解決方法：在畫(huà)原理圖時(shí)仔細(xì)檢查、 細(xì)心 校正即可 有效避免故障的產(chǎn)生 。 軟件調(diào)試 本設(shè)計(jì) 由于前期原理圖的設(shè)計(jì)比較成熟 ， 所以 硬件問(wèn)題 在更正了第一塊電路板的問(wèn)題之后，硬件制作 幾乎 很順利 ， 繁復(fù)的工作 主要 集中在 在軟件程序 的 調(diào)試 上 。 表 百米賽跑成績(jī)記錄 次數(shù) 紅外計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí) 機(jī)械秒表計(jì)時(shí) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （ 4）數(shù)據(jù)分析：將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)繪制成折線(xiàn)圖，如圖 所示。 （ 2）測(cè)試方法：在斜坡上打掃出一條光滑的直線(xiàn)線(xiàn)路，在頂端和低端分別做好標(biāo)記，將一個(gè)籃球放在起點(diǎn)位置使其自然滾下，在終點(diǎn)處放置紅外計(jì)時(shí)器的紅外傳感器探頭，由紅外計(jì)時(shí)器與機(jī)械秒表同時(shí)計(jì)時(shí)，反復(fù)測(cè)試并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而分析比較紅外計(jì)時(shí)器和機(jī)械秒表的穩(wěn)定性。 表 數(shù)據(jù)分析 紅外計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí) 機(jī)械秒表計(jì)時(shí) 平均值 標(biāo)準(zhǔn)偏差 17 圖 數(shù)據(jù)分析折線(xiàn)圖 標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算公式： (N=30) 標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算公式 由該 30 組數(shù)據(jù)的平均值比較可以看出，紅外計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)平均值小于機(jī)械秒表的計(jì)時(shí)平均值，說(shuō)明紅外計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)更為精確。因?yàn)樵谡?guī)競(jìng)賽項(xiàng)目終點(diǎn)計(jì)時(shí)的時(shí)候，是要求以運(yùn)動(dòng)員的軀干到達(dá)終點(diǎn)線(xiàn)時(shí)為計(jì)時(shí)終止，而在本設(shè)計(jì)中紅外外傳感器探頭的放置高度可能會(huì)與運(yùn)動(dòng)員身高有些許出入，導(dǎo)致計(jì)時(shí)會(huì)有微小誤差，同時(shí)運(yùn)動(dòng)員手臂的向前擺動(dòng)可能會(huì)觸發(fā)紅外感應(yīng)從而造成計(jì)時(shí)器提前終止。 19 5 總結(jié) 紅外計(jì)時(shí)器以其利用紅外傳感器自動(dòng)觸發(fā)計(jì)時(shí)終止的特點(diǎn)，為運(yùn)動(dòng)賽場(chǎng)提供更為精確、公正的計(jì)時(shí)和數(shù)據(jù)，具有良好的應(yīng)用和推廣價(jià)值。該傳感器探測(cè)范圍為 380CM。硬件設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)并繪制電路原理圖，生成圖后根據(jù)電路圖小心焊接元器件（防止溫度過(guò)高燒壞元器件），再做硬件測(cè)試。 大學(xué)生活雖然結(jié)束了，但是俗話(huà)說(shuō)活到老學(xué)到老，只有不斷學(xué)習(xí)，用知識(shí)充實(shí)自己的頭腦，才能在未來(lái)社 會(huì)有一席之地，才能為社會(huì)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。都讓人依依不舍的我們的母校。在此向 xxx 老師致以深深的敬意和謝意！祝老師身體健康，工作順利，桃李滿(mǎn)天下。 //0~9 uchar second[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10}。 volatile uchar beep_flag = 0。 // 十 sbit ten = P2^1。 sbit beep = P1^4。x) fo