短跑电子计时装置的研制

1 前言

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。

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，是体育信息化的重要设备。

2 计时系统整体方案设计

图1 整体方案图

系统主要由现场监测装置、控制台、计算机存储器组成。控制台发出比赛开始命令后，语音发令，开始计时。当现场监测装置监测到赛道上有选手通过终点时，向控制台发出停止计时命令，控制台停止计时。测量数据存入EEPROM或通过RS232接口存入计算机，以备以后查询。

3 电路及程序设计

3.1 红外线发射器

如图2所示，89c2051上电复位，在P1.7端输出38kz方波。图3为其程序流程图。

3.2 红外线接收器和无线发射装置

如图4所示，红外接收器以89c2051为核心，采用高度集成的红外线接收解调模块分别接收1#和2#赛道的红外光。解调后的信号接入外部中断INT0和INT1。当赛道上物体通过时，触发相应的中断程序。89c2051通过通用无线发射模块PT2262向控制台发出停止计时命令。用发光二极管LED1和LED2来分别对赛道1和赛道2上的红外线发射器工作状态进行指示。

INT0中断程序流程图如图5所示，INT1中断程序与其相同。

3.3 控制台

控制台硬件如图6所示。控制台主机为AT89C55，它具有20k Flash RAM大容量的存储空间，32个I/O端口和3个16位定时器。采用2-Wire大容量AT24c256串行储器提供256K EEPROM存储空间，节省I/O端。语音提示采用串行语音芯片ISD4002，实现最长8分钟语音提示。DS1302实时时钟芯片，实现测试成绩带日期存储。LCD显示采用点阵液晶显示屏HY12864。无线接收解码模块PT2272接收现场测量装置向控制台发出的停止计时命令。

图6 控制台硬件框图

程序流程图如图7、图8、图9所示。初始化时设置INT0为高优先级中断。

5 结束语

该系统稳定可靠，成本低，安装方便，分辨率和测量精度都为1ms，现场控制台存储器可100名参赛队员的运动成绩。适合于中小运动会以及群众性竞赛的100m或50m短跑运动计时。

配合相应的计算机和软件可以进行体育测试的数据库管理，可极大方便了测试工作，为全民体育运动的开展提供方便快捷的裁决工具。