短跑計時器是一種用于精確測量短跑時間的電子設備。以下是一個基于集成電路的短跑計時器設計方案：

一、系統組成

1. 傳感器模塊：采用紅外對射傳感器作為起跑和終點檢測裝置
2. 控制核心：使用AT89C51單片機作為主控制器
3. 顯示模塊：采用4位7段數碼管顯示計時結果
4. 電源模塊：提供5V穩定工作電壓

二、電路設計方案

1. 傳感器接口電路

• 起跑傳感器連接P3.2(INT0)

• 終點傳感器連接P3.3(INT1)

• 配置外部中斷為下降沿觸發

1. 計時核心電路

• 使用單片機內部定時器/計數器

• 配置為16位定時器模式

• 計時精度：0.01秒

• 最大計時范圍：99.99秒

1. 顯示驅動電路

• 采用74HC595串行轉并行芯片驅動數碼管

• 動態掃描顯示方式

• 節省I/O端口資源

三、工作流程

1. 系統初始化后進入待機狀態
2. 起跑傳感器觸發時開始計時
3. 終點傳感器觸發時停止計時
4. 鎖定并顯示最終成績
5. 通過復位按鈕清除顯示，準備下一次測量

四、關鍵參數設計

• 時鐘頻率：12MHz
• 定時器中斷周期：10ms
• 顯示刷新頻率：100Hz
• 電源要求：DC 5V ±5%
• 工作溫度：-10℃~50℃

五、電路優化建議

1. 增加防誤觸電路，避免因環境干擾導致的誤觸發
2. 添加聲音提示功能，使用蜂鳴器提示計時狀態
3. 考慮增加數據存儲功能，記錄多次測量結果
4. 可選用更高精度的時鐘源提升計時精度

該設計方案具有結構簡單、成本低廉、可靠性高的特點，適合學校體育教學和業余訓練使用。