短跑计时器 电子综合实训
电工电子综合实验Ⅱ-电子计时器电路设计实验报告-优秀
（1）脉冲发生电路………………………………………10 （2）计时电路……………………………………………11 （3）译码显示电路………………………………………12 （4）校分电路……………………………………………13 （5）清零电路……………………………………………15 （6）整点报时电路………………………………………16 七、 实验总逻辑电路图………………………………………17 八、 电子计时器引脚接线图…………………………………18 九、 创新设计及实验总结……………………………………19
1Cr
U3 CD4518
BCD 码加法计数 保持 BCD 码加法计数 保持
6. CD4511(译码器)
f1
g1
a1
b1
c1
d1
Vdd
e1 Vss
~LI
~BI
U4 CD4511
LE
B
C
D
图 6.
CD4511 引脚布局图
表 6. 逻辑功能表 输入 功能 试灯 消隐 锁存 译码 错码
LT
A
输出 B A X 0 X a b c d e f g 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 原态不变 正确译码 错误或消隐
6
5. CD4518（BCD 码十进制计数器）
Vdd 2Cr 2Qd 2Qc 2Qb 2Qa 2EN 2CP Vss
1CP
1EN
1Qa
1Qb
1Qc
1Qd
图 5. 表 5. 功能 CR 清零 计数 保持 计数 保持 1 0 0 0 0 输入 CP × ↑ ↑ 0 1
CD4518 引脚布局图 CD4518 逻辑功能表 输出 EN × 1 0 ↓ ↓ QD 0 QC 0 QB 0 QA 0
中短跑体育测试请来“电子考官”计时器
中短跑体育测试请来“电子考官”计时器今年体育考试的集中考试项目将以往的男（女）立定跳远调整为50米短跑，同时引进智能“电子考官”迈佳步中短跑计时系统进行50米、200米、800米、1000米等电子考，各考场实行全封闭式管理，做到测试关键环节有人盯、关键设备有人管、测试过程有监督，确保了中考体育测试更加公开、公平、公正。
项目50米短跑50米跑和实心球是二选一的选测项目。
王处长说，以往选实心球的考生多，今年选50米的多，“其实这两个项目没有谁难或不难的分别，需要考生按照自身条件选择，有些学生身材瘦小，但是下肢爆发力不错，就应该选择50米，有的学生上肢和腰部肌肉爆发力较强，就可以选择实心球。
”在50米测试点，红外线撞线杆和一台50米跑测试仪配合使用。
电子测试仪发出起跑信息后，考生起跑，考生经过终点激光感应，计时器就会记录下考生完成的时间，并现场显示及上传成绩。
这次考试改革也改变了一些家长和学校对体育中考和体育的看法。
电子测试的通知一发，各位家长都提高了对孩子体育成绩的关注度。
学生自发自觉开展训练。
保证学生的身体运动和智力运动有效结合，这次使用电子仪器测试，也是为了让大家提高对体育的关注度。
杜绝替考人工无法改成绩市教育局体卫艺处王胜勇处长介绍，这次考试为了保证公正，每个考生需要通过检录处、三个项目测试点、考试结束核对信息这五次身份验证。
考生检录处立着电子屏幕，体育老师在系统中录入的考生信息，电子屏幕都会显示出来，供审查人员和考生进行个人信息核对。
个人信息就被输入到了仪器中，测试结束后，考生成绩自动存储到平板电脑中，不可直接更改成绩，保证了考试得公平公正。
均由电子考官把关学生在检录处外排队，不分班级、性别，考试项目和学号，全部打乱顺序后按批次有序进场，每批次二十人左右。
各个考试区域用醒目的黄色塑料围栏隔开，围栏摆放十分科学，沿着围栏围成的一条通道可以经过全部四项测试地点，一直到考场出口：一是为了维护考场秩序；二是为了防止考生随意去测试地点走动，遗漏考试程序中的环节。
电子电工综合试验2——电子计时器
电子电工综合试验2——电子计时器电子计时器一：实验内容及要求内容：1：安装调试四位BCD码译码显示电路2：设计、安装、调试秒脉冲发生器电路3：设计、安装、调试六十进制计数器电路（分位秒位）4：设计、安装、调试整点报时电路（59分53秒、59分55秒、59分57秒报时低声，59分59秒报时高声）5：设计、安装、调试校分、清零电路。
要求：校分电路要防抖动，清零电路任意状态可以清零。
6：连接1——5各项设计电路实现一小时整点报时的电子计时器电路。
要求：设计正确，布局合理，排线整齐，功能齐全。
二：电路设计框图数字计时器是由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路和控制电路等几部分组成的，其中控制电路可以分为校分电路、清零电路和报时电路。
其具体的原理框图如下：译码显示电路脉冲发生电路计时电路报时电路校分电路清零电路以下是各部分原理：1：脉冲发生电路脉冲发生电路是为计时器提供计数脉冲的，因为设计的是计时器，所以需要产生1Hz的脉冲信号。
这里采用NE555集成电路和分频器CD4040构成。
555定时器不仅体积小，而且用它来构成多谐振荡器，波形稳定，上升沿和下降沿小，振幅大，占空比可调，因此越来越广泛地被用作振荡器。
而后通过CD4040产生几种频率供后面使用。
下面是脉冲发生电路的原理图：其中1HZ频率用于计时器电路，2HZ频率用于校分、清零电路，500HZ和1KHZ 用于整点报时电路。
2：计时电路计时电路钟的计数器，可以采用二-十进制加法计数器CD4518实现。
60秒为1分，将分和秒的个位、十位分别在七段数码显示器上显示出来，从0分0秒到59分59秒，然后重新计数。
以下是计时电路的原理图：校分电接D触发这部分电路中上半部分对应的是分的十位和个位，下半部分对应的是秒的个位和十位。
清零信号最后由清零电路统一提供。
秒的个位的CP端和分的个位的EN端都由校分电路提供信号。
根据计数特点，在1000时，个位向十位发一个高位信号，但十位不变化，在个位由1001变为0000时，又向十位发了低位信号，十位由0000变为0001，依次计数下去。
数字跑表实验报告
数字跑表实验报告实验目的本次实验的目的是通过使用数字跑表来计时，观察和记录不同跑步速度下所用的时间，并分析结果，以便更好地了解跑步速度与所需时间之间的关系。
实验设备和材料•数字跑表•计时器•记事本和笔实验步骤步骤一：准备实验设备和材料在实验开始之前，我们需要确保所有实验设备和材料都准备好。
首先，确保数字跑表的电池已经装好并且能正常运行。
检查计时器是否正常工作，并确保记事本和笔可用以记录实验结果。
步骤二：设定实验参数在进行实验之前，我们需要设定实验参数。
首先，确定跑步的起点和终点，并测量两点之间的距离。
然后，选择不同的跑步速度，例如慢跑、中速跑和快跑。
最后，确定每个速度下的跑步时间，例如跑步5分钟或10分钟。
步骤三：进行实验在完成设定实验参数之后，我们可以开始实验了。
首先，将数字跑表复位，确保计时器显示为零。
然后，根据设定的跑步速度进行跑步，并同时启动计时器。
在到达终点后，立即停止计时器，并记录所用的时间。
步骤四：分析实验结果完成实验后，我们需要分析实验结果以得出结论。
首先，将记录的时间转换为分钟或秒。
然后，根据跑步速度和所用时间的关系，绘制速度与时间之间的关系图。
通过观察图表，我们可以看到跑步速度与所需时间之间的趋势和规律。
步骤五：总结实验结果最后，根据分析的实验结果，我们可以总结实验的结论。
根据观察到的趋势和规律，我们可以得出跑步速度越快，所需时间越短的结论。
此外，我们还可以根据实验结果提出一些改进的建议，例如如何提高跑步速度或减少所需时间。
实验注意事项•在进行实验时，确保跑道的条件和环境一致，以减少外界因素对实验结果的影响。
•在进行不同速度的跑步时，确保每次跑步的起点和终点位置相同。
•在记录实验结果时，要准确记录所用的时间，并避免人为误差。
结论通过本次实验，我们使用数字跑表进行了跑步计时实验，并观察和记录了不同跑步速度下所用的时间。
通过分析实验结果，我们得出了跑步速度与所需时间之间的关系。
实验结果表明，跑步速度越快，所需时间越短。
跑表-《现代电子技术综合实验》实验报告
电子科技大学《现代电子技术综合实验》实验报告实验题目基于FPGA的数字跑表设计姓名xxx学号xx学院通信与信息工程学院专业通信工程指导老师陈学英指标1、跑表精度为0.01秒2、跑表计时范围为：1小时3、设置开始计时/停止计时、复位两个按钮4、显示工作方式：用六位BCD 七段数码管显示读数。
显示格式：扩展功能：按键消抖选手分时显示要求(1) 设计出符合设计要求的解决方案(2) 设计出单元电路(3) 利用EDA 软件对各单元电路及整体电路进 行仿真(4) 在开发板上实现设计(5) 撰写设计报告分 秒 0.01秒设计方框图单元电路划分计数器分频器使能控制器（开关，复位等以设置到计数器中，没有单独设计模块，特此说明下）扫描显示控制器各单元电路设计计数器程序中本应该采用写一个六进制和十进制的计数器，然后采用画图的方法实现总计数器的设计（即采用两个六进制计数器和四个十进制计数器），本实验中采用了直接对总的计数器进行总体描述来实现（因为编写相对简单，不易处错误）。
用了一个特别长的一大串if内嵌套if进行处理。
同时，里面直接写了开始和复位的功能，相当于把使能模块并入其中。
削抖原理在按键按下一次时会有如下的毛刺信号，这个毛刺信号持续时间虽然只有1-3ms，但是这对于硬件来说，还是很长的，最关键的是，会产生很多个下降沿和电平触发。
所以必须对其进行处理，否则在按键按下一次后，run/stop 会反转多次。
消抖方法分为硬件消抖和软件延时消抖。
在FPGA 中可以定义三个D 触发器，进行硬件3ms 消抖（时间可以根据实际情况而定）。
代码如下：module myroad(i nput clk100,//100hz时钟input clk1000,//1000hz时钟input reset,//复位键input key,//开始停止按键output reg [3:0] num0,//跑表的最低位output reg [3:0] num1,//跑表的第2位output reg [3:0] num2,//跑表的最3位output reg [3:0] num3,//跑表的最4位output reg [3:0] num4,//跑表的最5位output reg [3:0] num5//跑表的最6位);reg keyout,run;//key的衍生内部信号reg clr,dout1,dout2,dout3,do1,do2,do3;//reset的内部衍生信号，以及6个消抖的内部变量initial beginnum0<=0;num1<=0;num2<=0;num3<=0;num4<=0;num5<=0;run<=1;clr<=1;dout1<=1;dout2<=1;dout3<=1;do1<=1;do2<= 1;do3<=1;keyout<=1;End//赋初值，居然是被允许的，还是ISE比quarters要宽松一些。
数字电子计时器实训报告
一、实训目的1. 掌握数字电子计时器的基本原理和设计方法；2. 熟悉数字电路中常用元器件的性能和应用；3. 提高动手实践能力，培养团队协作精神。
二、实训环境1. 实训设备：数字电路实验箱、示波器、信号发生器、万用表等；2. 实训软件：Proteus仿真软件、Keil编译器等；3. 实训时间：2周。
三、实训原理1. 数字电子计时器主要由时钟信号源、计数器、译码显示电路等组成；2. 时钟信号源提供稳定、精确的时钟信号，通常采用石英晶体振荡器；3. 计数器对时钟信号进行计数，实现计时功能；4. 译码显示电路将计数器的输出信号转换为可显示的数字，通常采用LED数码管或LCD液晶显示屏。
四、实训过程1. 设计与仿真（1）根据设计要求，确定计时器的工作原理和电路结构；（2）在Proteus仿真软件中搭建电路，包括时钟信号源、计数器、译码显示电路等；（3）对电路进行仿真测试，确保电路功能正常。
2. 电路搭建与调试（1）根据仿真电路，在数字电路实验箱上搭建实际电路；（2）连接电源，检查电路连接是否正确；（3）使用示波器观察时钟信号，确保时钟信号稳定；（4）使用万用表测量计数器输出，检查计数器是否正常工作；（5）调整电路参数，确保译码显示电路显示正确。
3. 功能测试与优化（1）按设计要求进行功能测试，包括计时、清零、复位等功能；（2）检查计时精度，确保计时器准确计时；（3）优化电路，提高计时器的稳定性和可靠性。
五、实训结果1. 成功搭建数字电子计时器电路，实现计时功能；2. 计时器计时精度较高，满足设计要求；3. 电路稳定可靠，抗干扰能力强。
六、实训总结1. 通过本次实训，掌握了数字电子计时器的基本原理和设计方法；2. 熟悉了数字电路中常用元器件的性能和应用；3. 提高了动手实践能力，培养了团队协作精神；4. 发现了在设计过程中存在的问题，并进行了优化，提高了电路性能。
本次实训使我对数字电子计时器有了更深入的了解，为今后从事相关领域的工作奠定了基础。
电工电子综合实验数字计时器设计-实验报告
电工电子综合实验数字计时器设计实验报告实验目的：通过设计数字计时器，学会了解、掌握数字电路设计方法，加深了对时序逻辑电路、数字电路逻辑设计的理解。
同时通过实验，掌握了数字计时器的实际应用。
实验设备：1. 数字逻辑实验箱2. 7400、7402、7474、7447、555、7490、74138 等集成电路3. 面包板4. 丝印PCB板5. 电路图绘图软件6. 万用表7. 示波器实验原理：数字计时器是一种可以按照一定规律进行计数的仪器。
数字计时器要求计数精度高，计数速度快，计数范围广，易于操作等特点。
其基本实现原理是将高低电平不断切换写入计数器，计数器对输入的高低电平进行计数。
实验步骤：1.搭建基本框架电路(a) 用7400 NAND 双输入门和555计时器构成高电平宽度为1s 的方波输出脉冲。
(b)通过7402 NOR门和7474锁存器控制计数器数据输入端。
(c)接上两个7490模数计数器，构成0-99计数器。
(d)加上LED数码管和BCD-7定码器，组成数字显示模块。
2.绘制电路原理图(a)按照以上搭建步骤绘制电路原理图。
(b)尽量做到简明、清晰。
3.电路测试(a)连接电路后，使用万用表检测电路各组成部分是否正常。
(b)接上示波器，检测计数器时序是否正确、脉冲是否稳定、脉冲宽度是否正确。
(c)通过手动输入不同数字，测试数字显示模块是否正常。
实验结论：通过以上实验，我们成功设计出了数字计时器电路，并对其进行了测试。
该计时器具有较高的计数精度，计数速度快，计数范围广，易于操作等优点，可以广泛应用于各种计时场合。
同时，通过实验，我们深入了解了时序逻辑电路和数字逻辑电路设计原理及应用，进一步增强了我们的实践能力和创新思维。
电子跑表课程设计
电子跑表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子跑表的基本结构、工作原理及使用方法。
2. 学生能掌握电子跑表计时、数据显示等相关知识点。
3. 学生了解电子跑表在体育运动、科研实验等领域的应用。
技能目标：1. 学生能够熟练操作电子跑表，进行简单的计时和数据记录。
2. 学生能够运用电子跑表进行实际场景的测量，如短跑、长跑等运动项目的计时。
3. 学生能够分析电子跑表测量数据，提高实验结果的准确性。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子跑表及计时测量工作的兴趣，增强探索精神。
2. 学生通过实际操作，培养团队协作、严谨求实的科学态度。
3. 学生认识到电子跑表在现实生活中的重要作用，增强对科技创新的认识。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识与实际操作，让学生在动手实践中掌握电子跑表的使用。
学生特点：本年级学生具备一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇，喜欢探索和实践。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，关注学生个体差异，提供充分的时间和机会让学生动手操作，提高学生的实践能力和创新能力。
通过课程目标的实现，培养学生具备实际应用电子跑表的能力，为今后的学习和工作打下基础。
二、教学内容1. 电子跑表的基本原理：讲解电子跑表的工作原理，包括内部电路、传感器、计时器等组成部分，对应教材第3章“电子计时器的原理与应用”。
2. 电子跑表的操作方法：详细介绍电子跑表的按键功能、操作步骤和注意事项，对应教材第4章“电子跑表的使用与维护”。
3. 实践操作：组织学生进行电子跑表的实践操作，包括短跑、长跑等运动项目的计时，以及数据分析，对应教材第5章“电子跑表在实际运动中的运用”。
4. 教学内容的安排与进度：- 课时1：电子跑表的基本原理及结构介绍；- 课时2：电子跑表的操作方法和注意事项讲解；- 课时3：学生进行电子跑表实践操作，教师指导；- 课时4：学生分组进行实际运动项目计时，分析数据，总结经验。
教学内容注重科学性和系统性，以教材为依据，结合课程目标，制定详细的教学大纲。
电工电子综合实Ⅱ多功能数字计时器实验报告
南京理工大学电工电子综合实Ⅱ多功能数字计时器实验报告一、实验目的及内容1、实验目的（1）掌握常见集成电路工作原理和使用方法。
（2）学会单元电路设计与组合方法。
2、设计要求实现00:00到59:59的数字计时功能3、设计内容（1）设计实现信号源的单元电路。
（KHz,22,≈）3≈≈1≈1500FHzFFHzHz4,F1（2）设计实现00’00”—59’59”计时器单元电路。
（3）设计实现快速校分单元电路。
含防抖动电路（开关k1,频率F2,校分时秒计时器停止）。
（4）加入任意时刻复位单元电路（开关K2）。
（5）设计实现整点报时单元电路（产生59’53”,59’55”,59’57”,三低音频率F3,59’59”一高音频率F4）。
二、设计电路的用途及原理简介数字计时器实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。
计时器一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、和报时电路组成。
振荡器产生稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,然后经过分频器输出标准秒脉冲。
秒脉冲送入计数器，计数器通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。
校分电路实现对“分”上数值的控制，而不受秒十位是否进位的影响。
报时电路通过500Hz 或1kHz的信号和要报时的时间信号进行“与”的运算来实现的定点报时的。
各个信号“与”运算关系如下：f+ 59:594fH报时=(59:53+59:55+59:57)3f QH校分=秒进位Q +2H清零=复位+K2整体结构框图如下：图一：数字计时器逻辑框图三、电路所需元器件元件型号数量NE555 1片CD4040 1片CD4518 2片CD4511 4片74LS00 3片74LS20 1片74LS21 2片74LS74 1片电容0.047uf 1只电阻150Ω4只电阻1kΩ1只电阻3kΩ1只双字屏共阴显示器2块数字逻辑实验仪1台表一：元器件清单四、单元电路设计原理1、脉冲发生电路：(1)NE555：555集成定时器是一种将模拟和数字电路集成于一体的电子器件，使用十分灵活方便，只要外加少量的阻容元件，就能构成多用途的电路，故其在电子技术中得到了广泛的运用。
短跑计时器的课程设计
摘要：本文介绍了用AT89C51单片机和LM016L 液晶显示系统组成短跑计时器的电路组成。
其中5V 直流电源为自行设计的220V 交流转5V 直流电路；键控电路，主要由开始、暂停、复位三个功能键组成。
此外，当计时超出时间限制时可通过报警电路及时报警。
本系统用C 语言进行软件编程。
用单片机做该系统电路连接简单、体积小、成本低，且抗干扰能力强。
关键字：单片机；计时器；液晶；门控；报警一、概述随着社会的发展，人们对于计时器的要求也在不断的提高，尤其是短跑计时器。
用单片机作为计时器体积小，成本低，抗干扰能力强。
最重要的是它的精准度较高。
适合短跑、辩论赛等很多类的比赛计时。
设计一个短跑计时器的技术性能指标如下：1．短跑计时器数码显示分、秒、毫秒；2．最大计时限值为1分59秒99，超限值时应可视或可闻报警；3．设计本电路所用的直流电源。
4．“键控”应为计时开始/继续（A ）、计时停止/暂停（B ）和复位/清零（C ）等三个按键开关；开关键控流程：计时开始/继续（A）计时停止/暂停（B ）计时复位/清零（C ）二、工作原理说明首先设计一个交流转直流的电路，将220V 交流电转换成5V 直流电。
该电路是通过桥式整流电路和滤波和稳压电路将整流输出的波形变成稳定的5V 直流输出。
该直流电源作为AT89C51单片机的输入电源。
单片机的另一端与LM016L 液晶显示器相连接，用来显示计时数字。
另一个电路为门控电路，主要执行键控功能。
采用C 语言作为源代码，通过C 语言编程来实现对AT89C51单片机的控制。
C 语言中包括对AT89C51单片机的初始化程序，LM016L 液晶显示器的初始化程序，还有的就是计时程序，实现最大计时限值为1分59秒99计时部分。
液晶显示器比数码管显示要复杂的多，但它可显示的数字范围较广，还可对文字进行显示。
门控电路主要利用了一个三与非门，P3.4，P3.5，P3.6作为输入，外部中断1作为输出，通过对高低电平的控制来实现开始、暂停、复位的功能。
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电子综合设计实训题目 ___ 短跑计时器__ __姓名李康专业电子科学与技术学号 201131007指导教师李大海郑州科技学院电气工程学院目录摘要 (I)1课程设计的目的 (1)2 课程设计的任务与要求 (2)2.1 设计任务 (2)2.2 基本要求 (2)3设计原理及功能说明 (4)4单元电路的设计 (6)5硬件的制作与调试 (9)总结 (13)参考文献 (14)附录1：总体电路原理图 (15)附录2：元器件清单 (16)附录3：电路汇编程序 (17)摘要本文介绍了用AT89C51单片机和LM016L液晶显示系统组成短跑计时器的电路组成。
其中5V直流电源为自行设计的220V 交流转5V直流电路；键控电路，主要由开始、暂停、复位三个功能键于一体，还有保存键以及查看键。
本系统用C语言进行软件编程，充分应用到了单片机和电路电子焊接知识用单片机做该统电路连接简单、体积小、成本低，且抗干扰能力强。
关键字：AT89C51；共阴极数码管；晶振；LM016L液晶显示前言在电子技术飞速发展的今天，电子产品的人性化和智能化已经非常成熟，其发展前景仍然不可估量。
如今的人们需求的是一种能给自己带来方便的电子产品，当然最好是人性化和智能化的，如何能做到智能化呢？单片机的引入就是一个很好的例子。
单片机又称单片微型计算机，也称为微控制器，是微型计算机的一个重要分支，单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是集CPU，RAM，ROM，I/O接口和中断系统于同一硅片上的器件。
单片机的诞生标志着计算机正式形成了通过计算机系统和嵌入式计算机系统两个分支。
目前单片机已渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
在我们身边，由单片机作为主控制器的全自动洗衣机、高档电风扇、电子厨具、变频空调、遥控彩电、录像机、VCD/DVD 机、组合音响、电子琴等。
单片机已在广阔的计算机应用领域中表现得淋漓尽致，出尽了风头。
从家用消费类电器到复印机、打印机、扫描仪、传真机等办公自动化产品；从智能仪表、工业测控装置到CT、MRI、γ刀等医疗设备；从数码相机、摄录一体机到航天技术、导航设备、现代军事装备；从形形色色的电子货币如电话卡、水电气卡到身份识别卡、门禁控制卡、档案管理卡及相关读/写卡机等等都有单片机在里面扮演重要角色。
因此，单片机已成为电子类工作者必须掌握的专业技术之一。
单片机的出现给电子技术智能化和微型化起到了很大的推动作用。
1课程设计的目的近年来，我国体育事业蓬勃发展。
随着全民健身运动的开展，在体育测试中传统的手工计时往往难以满足比要求，裁判要求较高，人为性大，投入多，精度低，对大量数据的保存查阅困难。
随着电子信息产业的不断发展单片机技术在各行各业中得到了广泛应用，单片机技术的不断成熟使自动计时技术在短跑项目中的应用变为现实。
在短跑项目中采用电子计时的方法具有公正、准确、快捷高效等特征。
随着社会的发展，人们对于计时器的要求也在不断的提高，尤其是短跑计时器。
用单片机作为计时器体积小，成本低，抗干扰能力强。
最重要的是它的精准度较高。
适合短跑、辩论赛等很多类的比赛计时。
短跑计时器是体育信息化的重要设备,它实现了田径短跑比赛计时的自动化和智能化，解决了多年来田径短跑比赛人工计时难以解决的问题，使计时更简单、更方便、更精确、更高效。
2 课程设计的任务与要求2.1 设计任务利用单片机系统设计一个短跑计时器的技术性能指标如下：1．短跑计时器数码显示秒；2．最大计时限值为99秒；3．“键控”应为计时开始/继续/暂停（A），保存（B）和查询显示（C）三个。
按键定义及显示标志：设置按键S1，当S1按下时秒表计时，数码管显示当前数值，再次按下时暂停，显示计时时间。
若数字大于99，数码管显示“00”。
若按下S2键则保存运动员的计时时间。
若按下S3键则查询显示计时时间。
2.2 基本要求要求完成的主要任务（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）。
（1）设计任务及要求。
（2）系统框图，原理说明。
（3）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明。
（4）调试记录及结果分析。
（5）对成果的评价及改进方法。
（6）总结（收获及体会）。
（7）参考资料。
（8）附录：器件表，芯片资料。
3设计原理及功能说明本实验利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，并考虑现有实验条件，即DVCC系列单片机仿真实验系统实验箱所提供的器件来设计计时器，将软、硬件有机的结合起来，实现计时功能。
其中本系统设计了2个拨动开关：K1（芯片P3.2脚）为0计时，为1不影响计时；K2（芯片P3.3脚）为1清零，为0不影响程序运行。
主要用到单片机中定时中断的相关知识。
把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0，P0.7/AD7 端口用8 芯排线连接到“静态数码显示模块”区域中的任一个a端口上。
要求P0.0/AD0对应着a，P0.1/AD1 对应着b，P0.7/AD7 对应着h。
把“单片机系统”区域中的P2.0/A8P2.7/A15 端口用8 芯排线连接到“静态数码显示模块”区域中的任一个a端口上。
要求P2.0/A8 对应着a，P2.1/A9 对应着b，P2.7/A15 对应着h。
89C51单片机的时钟信号通常用内部振荡方法得到，在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器或陶瓷谐振器，就构成了内部振荡方法。
由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。
晶振通常选择6MHz、12MHz\24MHz。
本设计采用11.0925MHz晶振。
图中C1、C2起到稳固振荡频率、快速起振的作用。
电容值一般为5—30pF。
本设计选用30pF电容。
复位操作完成电路的初始化，使单片机从一种确定的状态开始运行。
控制模块实际上就是单片机的最小系统。
本设计采用常用的上电复位电路。
上电后由于电容的充电，使RST持续一段高电平时间。
当单片机已运行中时按下复位键也能使RST持续一段时间的高电平，从而实现上电且开关复位的操作。
此处C1电容取10uF，R1=10KΩ。
在AT89S51单片机的P0和P2端口分别接有两个共阴数码管U2、U3，P0口驱动显示秒时间的十位，而P2口驱动显示秒时间的个位。
显示模块由十脚数码管、电阻、排阻等元件构成，其中排阻为了驱动电流，增加电流，排阻一般有九个脚，一个脚接VCC 其他脚接单片机I/0口，此设计为了U2提供高电平，从而十位才能显示。
4单元电路的设计原理图包含单片机以及外部连接振荡电路，其中的P0口控制数码输出显示以及控制键盘的。
晶振采用12MHZ ，该频率有利于提高串口的通信可靠性，同时又保证单片机有较高的运行速度。
采用内部方式时在，XTAL1和XTAL2引脚上接石英晶体和微调电容可以构成振荡器。
图4.1中C1、C2起稳定振荡频率、快速起振的作用。
内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定，实用电路中使用较多。
1234567811121314151617182122232425262728XTAL218XTAL119ALE 30EA31PSEN 29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX 2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C52R910k R1010k R1110kC122pC222pX1CRYSTALC310uR1210k图4.1 时钟电路单片机在开机时都需要复位，以便CPU 及其他功能部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。
单片机复位电路工作原理:当通电瞬间稳压电源给电容充电。
RESET 为复位输入端,当RESET 引脚持续两个机器周期以上的高电平时,使单片机完成复位操作。
随着电容充电结束,将使电容与电阻之间将呈现低电平,单片机复位结束。
复位操作的主要功能是把PC 初始化为0000H 。
使单片机程序存储器从0000H 单元开始执行程序。
本设计主要采用上电自动复位电路如图4.2。
123456781112131415161718123456711121314151617123452122232425262728XTAL218XTAL119ALE 30EA31PSEN 29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX 2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C52R110kR210kR310k R410kR910k R1010k R1110kC122p C222pX1CRYSTALC310uR1210k图4.2 复位电路显示电路中显示器件有很多种，常用的有发光二极管，数码管，液晶显示器等。
本文采用8位共阴极LED 动态扫描显示，逐个地循环地点亮各位显示器。
12345678111213141516171812345671112131415161712345678212223252627212223242526272824XTAL218XTAL119ALE 30EA31PSEN 29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX 2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C52R110kR210kR310k R410kR510kR610kR710k R810kR910k R1010k R1110kC122pC222pX1CRYSTALC310u图4.3 数码管显示电路5硬件的制作与调试时钟振荡电路的设计，单片机必须在时钟的驱动下才能工作。