基于单片机的短跑起步测控系统设计(附件)【字数：13732】
摘 要随着科学技术的日益发展，单片机技术也日益成熟。让单片机计时更加精确，落实到实践也成为现实。在实际的应用中，短跑起步也用到单片机的计时功能。近年来，对体育测试中的计时和检测，提出了越来越高的指标要求。这使得单片机的自动检测技术在短跑项目中，从应用变为现实。往往，电子计时比手计更加精确。所以，写了这篇论文。本篇论文介绍了短跑起步系统的系统构成，硬件的原理图和软件的编码。以AT89S52单片机作为处理器，设计主控电路板。主要包括单片机电路；按键电路；LED数码显示电路；LED指示电路；时钟电路；报警电路；无线通信接口电路[1]；数据存储器电路等。以AT89C2051单片机作为处理器，设计发令电路控制板和跑步起步电路检测板。主要包括单片机电路；按键（开关）电路；地址选择电路；LED指示电路[2]；声音提示电路；无线通信接口电路。
目 录
第一章 概述 1
1.1 概述 1
1.2 课题研究背景及意义 1
1.3 研究现状 2
1.4 课题研究的主要内容 3
1.4.1 主控系统的设计 3
1.4.2 发令电路以及跑道系统设计 3
1.4.3 短跑起步测控系统的软件设计 3
1.4.3 短跑起步测控系统的软件设计 3
1.5 本章小结 3
第二章 总体设计 5
2.1 系统总体组成框图 5
2.2 系统所需的三个控制电路 5
2.2.1 主控电路 5
2.2.2 发令电路和跑道电路 6
2.3 本章小结 7
第三章 硬件设计 8
3.1 主电路设计 8
3.1.1 单片机电路的设计 8
3.1.2 三个按键的设置 8
3.1.3 时钟电路的设置 9
3.1.4 蜂鸣器电路的设置 9
3.1.5 八个指示灯的设置 10
3.1.6 六个数码管的设置 10
3.1.7 存储器的设置 11
3.1.8 无线传输设置 11
3.1.9 滤波电容电路以及上 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
电指示灯电路的设计 12
3.2 跑道板与发令板的硬件设计 12
3.2.1 单片机电路的设计 13
3.2.2 按键电路以及LED指示电路的设计 14
3.2.3 地址选择电路的设计 14
3.2.4 声音提示电路的设计 15
3.2.5 滤波电容电路以及上电指示灯电路的设计 15
3.3 PCB设计 16
3.3.1 主控电路板PCB的设计 16
3.3.2 发令电路板以及跑道电路板PCB的设计 16
3.4 本章小结 17
第四章 短跑起步测控系统软件设计 18 4.1 系统整体流程概述 18
4.2 主控系统软件设计 18
4.2.1 主控系统初始化程序设计 19
4.2.2 下位机联机程序设计 19
4.2.3 下位机状态判断的程序设计 19
4.2.4 下位机状态处理程序设计 19
4.2.5 时钟电路程序设计 20
4.2.6 数码管显示电路程序设计 20
4.3 发令系统软件设计 21
4.4 跑道系统软件设计 21
4.5 本章小结 22
第五章 测试与调试 23
5.1 keil软件的介绍 23
5.2 主控板的程序测试 24
5.3 跑道板的程序测试 25
5.4 发令板的程序测试 25
5.5 本章小结 26
第六章 总结 27
6.1 全文总结 27
6.2 研究展望 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
附录A: 原理图设计 30
附录B：硬件设计PCB图 32
附录C：主要程序清单 34
第一章 概述
1．1 概述
跑步是人类最基础的运动之一，人类在追求极限的时候，记录也在不停地刷新。而比赛成绩，由原来的手动计时，发展到后来的电子计时。受误差影响，手动计时被逐渐取代为电子计时器，更加贴近真实成绩。得益于单片机技术的日益成熟，使得电子计时误差可忽略不计。
短跑测控，由主控电路板用AT89S52为主处理器，以AT89C2051作为发令电路和跑道电路处理器，当发令电路触发，通过无线通信传输给主电路；当准备起步时，跑道起步器受到脚的压力瞬间变大，触发跑道电路，通过无线通信传输给主电路。通过比较跑道电路和发令电路的先后关系，若发令信号在跑道信号之前，则正常计时；反之，则抢跑，亮起红灯。
1.2 课题研究背景及意义
随着我国全面小康社会的建成，人民不再满足于生活水平的提高，健康开始被更多的人关注，而体育运动与体育竞技作为最佳的健身方式就在这种良好的风气下迅速发展。随着全民健身意识的不断完善，以往的老式检测方法在体育竞技中往往具有对裁判的要求较高、人为性大、投入多、精度低等等的问题，从而很难满足人们所希望达到的要求。所以，单片机的不断发展以及在各行各业当中的不断应用，使得单片机在短跑项目中的起步的测控功能的设计能够得以实现。
在田径项目的起步测控中采用智能的电子测控系统可以更加公正、更加准确的对田径起步进行更好的检测。短跑起步测控系统是检测准确化的重要设备，它可以帮助解决在田径短跑比赛时对于跑步起步的检测的自动化以及智能化，解决了多年来田径短跑比赛人工检测难以解决的问题。并通过短跑起步测控系统的应用，使得短跑运动的计时以及检测变得更简单、更方便、更精确、更高效[3]。
目 录
第一章 概述 1
1.1 概述 1
1.2 课题研究背景及意义 1
1.3 研究现状 2
1.4 课题研究的主要内容 3
1.4.1 主控系统的设计 3
1.4.2 发令电路以及跑道系统设计 3
1.4.3 短跑起步测控系统的软件设计 3
1.4.3 短跑起步测控系统的软件设计 3
1.5 本章小结 3
第二章 总体设计 5
2.1 系统总体组成框图 5
2.2 系统所需的三个控制电路 5
2.2.1 主控电路 5
2.2.2 发令电路和跑道电路 6
2.3 本章小结 7
第三章 硬件设计 8
3.1 主电路设计 8
3.1.1 单片机电路的设计 8
3.1.2 三个按键的设置 8
3.1.3 时钟电路的设置 9
3.1.4 蜂鸣器电路的设置 9
3.1.5 八个指示灯的设置 10
3.1.6 六个数码管的设置 10
3.1.7 存储器的设置 11
3.1.8 无线传输设置 11
3.1.9 滤波电容电路以及上 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
电指示灯电路的设计 12
3.2 跑道板与发令板的硬件设计 12
3.2.1 单片机电路的设计 13
3.2.2 按键电路以及LED指示电路的设计 14
3.2.3 地址选择电路的设计 14
3.2.4 声音提示电路的设计 15
3.2.5 滤波电容电路以及上电指示灯电路的设计 15
3.3 PCB设计 16
3.3.1 主控电路板PCB的设计 16
3.3.2 发令电路板以及跑道电路板PCB的设计 16
3.4 本章小结 17
第四章 短跑起步测控系统软件设计 18 4.1 系统整体流程概述 18
4.2 主控系统软件设计 18
4.2.1 主控系统初始化程序设计 19
4.2.2 下位机联机程序设计 19
4.2.3 下位机状态判断的程序设计 19
4.2.4 下位机状态处理程序设计 19
4.2.5 时钟电路程序设计 20
4.2.6 数码管显示电路程序设计 20
4.3 发令系统软件设计 21
4.4 跑道系统软件设计 21
4.5 本章小结 22
第五章 测试与调试 23
5.1 keil软件的介绍 23
5.2 主控板的程序测试 24
5.3 跑道板的程序测试 25
5.4 发令板的程序测试 25
5.5 本章小结 26
第六章 总结 27
6.1 全文总结 27
6.2 研究展望 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
附录A: 原理图设计 30
附录B：硬件设计PCB图 32
附录C：主要程序清单 34
第一章 概述
1．1 概述
跑步是人类最基础的运动之一，人类在追求极限的时候，记录也在不停地刷新。而比赛成绩，由原来的手动计时，发展到后来的电子计时。受误差影响，手动计时被逐渐取代为电子计时器，更加贴近真实成绩。得益于单片机技术的日益成熟，使得电子计时误差可忽略不计。
短跑测控，由主控电路板用AT89S52为主处理器，以AT89C2051作为发令电路和跑道电路处理器，当发令电路触发，通过无线通信传输给主电路；当准备起步时，跑道起步器受到脚的压力瞬间变大，触发跑道电路，通过无线通信传输给主电路。通过比较跑道电路和发令电路的先后关系，若发令信号在跑道信号之前，则正常计时；反之，则抢跑，亮起红灯。
1.2 课题研究背景及意义
随着我国全面小康社会的建成，人民不再满足于生活水平的提高，健康开始被更多的人关注，而体育运动与体育竞技作为最佳的健身方式就在这种良好的风气下迅速发展。随着全民健身意识的不断完善，以往的老式检测方法在体育竞技中往往具有对裁判的要求较高、人为性大、投入多、精度低等等的问题，从而很难满足人们所希望达到的要求。所以，单片机的不断发展以及在各行各业当中的不断应用，使得单片机在短跑项目中的起步的测控功能的设计能够得以实现。
在田径项目的起步测控中采用智能的电子测控系统可以更加公正、更加准确的对田径起步进行更好的检测。短跑起步测控系统是检测准确化的重要设备，它可以帮助解决在田径短跑比赛时对于跑步起步的检测的自动化以及智能化，解决了多年来田径短跑比赛人工检测难以解决的问题。并通过短跑起步测控系统的应用，使得短跑运动的计时以及检测变得更简单、更方便、更精确、更高效[3]。
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