1.1 课题研究的目的和意义

1.1.1 研究的目的

本次设计题目是棋类比赛计时器，为了更好的实现比赛记录，采用单片机做为控制中枢。随着社会与技术的快速发展，体育比赛的计时计分方式逐步由传统的人工记录方式发展为电子器材计时。电子设备计时记分准确及时的特点，是人工无法比拟的。比赛场上，以电子器材为主的计时器在田径、球类、等比赛中应用较为广泛，很大程度上降低了出错的几率，使赛事更加的公平与公正。可是在当今举行的棋类竞赛中，很多依然采取人工计时的方式。这种记录既费时又费力，记录员必须始终聚精会神地记录，不得有任何马虎。在向观众展示过程中，不能看到实时的比赛过程，只有凭借记录员根据棋谱向观众展示比赛进程。如果采用摄像的方式，又失去了下棋的主动性。比赛结束后棋谱也很不方便处置，参赛人员没有办法立刻带走，必需通过电脑进行打印才可以；再者，复盘很难，因为恢复每步棋得到时间很难准确掌握。基于这些因素，利用电子棋盘则是最好的解决方法^[1]。

1.1.2 研究的意义

大学时期是一个人人格的成长趋于完善的时期。“围棋、象棋”等棋类运动做为中华5000年历史的结晶，拥有着独到的魅力。在学校推广类似的棋类运动，可以帮助提高大学生的内心素质。具体来说，有四个方面：

第一是有利于开发学生的心里潜能；

第二是有利于培养学生敢于面对挫折、积极进取的良好心里素质；

第三是有助于增强学生与人交流的能力及团队合作意识；

第四是有利于培养学生遵守规则、公平竞争、自主自律的意识^[2]。

棋类比赛计时器正是为围棋和象棋所设计，可以自由的发挥自己的才能，保证了比赛的公平性和公正性。在日常的棋类比赛中，棋类计时器更是因为自身独特的优点，可以使比赛更加顺利的进行。

1.2 国内、外研究现状及发展趋势

时间，是人类永恒的追问。随着科技地发展与生活方式的改变，人们对计时器也有着越来越高的要求。从原始的“日出而作，日落而息”到现在越来越快的生活节奏，计时器紧随者人类的进步的步伐而发展，精度由模糊到精确。本设计就是基于单片机的棋类比赛计时器。

1、国内计时器发展

远古时代，我们的祖先过的是“寒暑不知年”的坚苦时期。恶劣的生存环境前提，基础的生存成为了那时人类面对的最大挑战，对于计时的需求自然排在了其他需要之后。尽管那时开始有了一些基于天体运行情况的记录时间的方法，也只是为了祈福、祭祀等宗教活动所服务的。公元117年，东汉的张衡发明出了“水运浑天仪”，用水推动复杂的齿轮系统的天文用器具，它能够非常精准的展示天体运行的状况，可以说是世界上最早出现的以机械为主的计时器。

我们的祖先最开始记录时间的方式是根据太阳和月亮运转的情况逐步发展的。并且创造了最初的计时仪器：土圭、圭表和日晷。工作原理是按照太阳照射物体形成的影子和对应的位置进行记录，这种设备被称为太阳钟。但是如果是阴天的话又怎么办呢？人们又发明了刻漏。后来因为刻漏冬天水易结冰，所以也出现了流沙驱动的沙漏^[3]。

1092年，宋代的苏颂制造出了钟表历史中当时功能最全、技术也是最为先进的机械钟表---“水运仪象台”。这些都是近代钟表的祖先。但是，中国在以机械为主的计时器和相干知识方面的成长，应该归功于欧洲的传教士在来到中国后引入了西方近代机械钟表技术^[4]。

2、国外计时器发展

西方的机械钟最初是为召集人们参加宗教活动而产生的，有记录的最古老的机械钟13世纪出现在欧洲的修道院之中。那时的机械计时钟还没有显示的功能，必需依靠人每隔一个小时敲钟进行报时。

但是日晷只能在白天有太阳的时候工作，那么夜间或者阴天时，修道士们要怎样准时地进行各种宗教活动。最初的计时钟因为机械布局繁杂，钟表指针的推动系统又很是笨重，体积非常巨大，根本没有可能进入普通人的家庭，所以还没有完全和人们的日常生活联系上。

伴随社会的进步，人们对计时器的精度要求也日益增长。为了更准确的显示时间，钟面上从简单的一根时针发展到时针、分针、秒针同时显示，这样的发展使得机械钟能更精确地显示时间。时间，这种看不见、摸不着却和普通生活息息相关的标准，第一次有了生动和具体化的展示。过了不长时间，拥有自动报时功能的机械钟出现在了人们的眼前。十四世纪40年代，公共时钟问世，这使得机械钟首次参与到人们的生活中。

19世纪九十年代，人们在生产力水平高速发展。怀表，这种穿着正统的西装才能佩带的计时器就不能满足人们的需求了。正是由于这种需求，手表开始在爱美、追求时髦的女士们中间流行起来。到20世纪的时候，手表迅速取代了怀表成为了计时的

20世纪30年代，石英钟问世了。其后注意到某些物质的分子或原子在计时方面有着比其他计时方式更加稳定的性能。根据这个发现，原子钟出现在人们眼前。1949年，美国的科研小组研发出世界上的第一台原子钟。原子钟运行3000多年才会产生1秒的误差，所以目前天文台使用的都是原子钟。

2015年，美国国家标准与技术局的科研小组宣布：他们已经成功发明了一种全新理念的钟表，它以光原子为基础，计时偏差大幅降低，达到1亿年才会为1秒。这是迄今为止世界上最准确的时钟。

3、计时器研究现状分析

随着计时精度的提高，今天的计时器开始越来越重视人们的心理感受。计时器除了要更加符合科学发展的要求而进一步的提高精准度外，更要与人类的生活方式所契合，所以计时器的设计应该强调人的主观体验。计时器的设计需要重新发掘通过计时器可以传达给人们怎样的信息，并使人们产生不同的感受，这样的计时器将更好的符合当今不同人群的生活方式与需求。

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