短跑计时器是一种用于精确测量短跑时间的电子设备。以下是一个基于集成电路的短跑计时器设计方案：

一、系统组成

1. 传感器模块：采用红外对射传感器作为起跑和终点检测装置
2. 控制核心：使用AT89C51单片机作为主控制器
3. 显示模块：采用4位7段数码管显示计时结果
4. 电源模块：提供5V稳定工作电压

二、电路设计方案

1. 传感器接口电路

• 起跑传感器连接P3.2(INT0)

• 终点传感器连接P3.3(INT1)

• 配置外部中断为下降沿触发

1. 计时核心电路

• 使用单片机内部定时器/计数器

• 配置为16位定时器模式

• 计时精度：0.01秒

• 最大计时范围：99.99秒

1. 显示驱动电路

• 采用74HC595串行转并行芯片驱动数码管

• 动态扫描显示方式

• 节省I/O端口资源

三、工作流程

1. 系统初始化后进入待机状态
2. 起跑传感器触发时开始计时
3. 终点传感器触发时停止计时
4. 锁定并显示最终成绩
5. 通过复位按钮清除显示，准备下一次测量

四、关键参数设计

• 时钟频率：12MHz
• 定时器中断周期：10ms
• 显示刷新频率：100Hz
• 电源要求：DC 5V ±5%
• 工作温度：-10℃~50℃

五、电路优化建议

1. 增加防误触电路，避免因环境干扰导致的误触发
2. 添加声音提示功能，使用蜂鸣器提示计时状态
3. 考虑增加数据存储功能，记录多次测量结果
4. 可选用更高精度的时钟源提升计时精度

该设计方案具有结构简单、成本低廉、可靠性高的特点，适合学校体育教学和业余训练使用。