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径赛起点信号处理系统开发

作　者: 李非
导　师: 史智兴
学　校: 河北农业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 单片机 AT89C52汇编语言径赛起点信号处理系统抢跑判别无线通信
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

在竞技体育比赛中,运动成绩的确认,靠以往的手工计时无法满足要求,根据国际田联的规定,大型体育赛会都要求采用电动计时系统。而径赛起点信号处理是精确测量一个运动员真实成绩的基础的核心前提,是对发令枪声的数据信息和10条跑道的起跑信号数据信息进行处理判断来完成所要实现的功能和任务。目前,我国举行的大型赛会,电动计时设备主要是从国外引进。国外产品的价格十分昂贵,不适合广泛使用。本文在AT89C52系列单片机基础上开发研制了一套径赛起点信号处理系统。本系统通过应用汇编程序将AT89C52系列单片机与功能化硬件(跑道压力传感器、跑道扬声器、跑道报警指示灯)结合起来,用户可通过径赛起点信号处理机来操作这套系统,从而完成对各条跑道和枪声的信息量的采集、分析、抢跑判断、抢跑报警显示、抢跑召回、计时开始信号/计时终止信号的串行口传输等功能。一、具体的研究内容1.发令枪声传感为了提高径赛枪声的有效率,发令枪只产生一个起跑信号,MCU收到该信号后,启动音乐芯片模拟出枪声,并传输给跑道起跑器上的扬声器。从而保证所有运动员都能及时准确地听到枪声。2.抢跑判别国际田联径赛规程规定,枪响后0.1s之内起跑的也属于抢跑,自2003年1月1日起,对第一次起跑犯规的运动员应给予警告,之后的每次起跑犯规的运动员均应被取消该项目的比赛资格。本系统通过压力传感器对运动员起跑时产生的压力进行分析,来实现抢跑的判别。3.抢跑处理当发生抢跑时,对应起跑器上的灯将闪烁,同时所有起跑器上的扬声器通过芯片产生警报声,从而实现声光报警,保证所有参赛选手同时得到重新起跑的信息。4.计时信号的无线传输为防止由于电缆老化使得起点与终点的通信受到影响,本系统采用无线模式实现起点与终点的通信,由起点信号处理系统实现计时,并通过校正将更精确的计时信号传输给终点,使得电子计时更为精确。二、本文的独特之处1.提出了一种简单实用的抢跑判别方法,使得校际运动会的抢跑判别自动化,将校际运动会的改革进程向前推进了一步。2.实现了将起点计时信号通过无线方式传输给终点,从而避免了有线设备的缺点,使得径赛成绩更加精确。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 引言  9-14
  1.1 课题研究背景  9-10
  1.2 国际田径赛史上起跑系统的应用  10-11
  1.3 国内外发展现状  11-12
    1.3.1 国外的发展水平和特点  11-12
    1.3.2 国内的发展水平和特点  12
  1.4 研究的目的和意义  12-13
  1.5 本文主要研究内容  13-14
2 系统分析  14-17
  2.1 主控系统  14-15
  2.2 发令子系统  15
  2.3 起跑子系统  15
  2.4 无线通信子系统  15-17
3 系统硬件设计  17-30
  3.1 整体设计  17
  3.2 主控设备  17-18
    3.2.1 配置  18
    3.2.2 硬件连接  18
  3.3 枪声信号  18-19
  3.4 抢跑压力传感器  19-23
    3.4.1 应变片  20-21
    3.4.2 测量电路  21-23
    3.4.3 放大电路  23
  3.5 按键与显示系统  23-28
    3.5.1 按键设置  24-25
    3.5.2 数码管显示  25-28
  3.6 系统电源设计  28
  3.7 PCB布局  28-30
4 系统软件设计  30-45
  4.1 主控程序  30-32
  4.2 抢跑判别的方法分析与实现  32-36
  4.3 报警方案  36-38
  4.4 计时方案  38-39
  4.5 键的互锁  39
  4.6 无线通信设计  39-45
    4.6.1 通信协议  41-42
    4.6.2 发送功能模块  42-44
    4.6.3 接收功能模块  44-45
5 实验与结论  45-47
  5.1 系统调试  45
  5.2 应遵循的原则  45
  5.3 调试方法  45-46
  5.4 硬件电路的调试  46
  5.5 总结  46-47
参考文献  47-50
在读期间发表的学术论文  50-51
作者简历  51-52
致谢  52-53
附件  53

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