人体反应速度测试仪 毕业设计
人体反应速度测试仪 毕业设计

人体反应速度测试仪毕业设计第一章课题综述1.1 课题背景速度素质是指人体进行快速运动的能力,即在单位时间内迅速完成某一动作或通过某一距离的能力。
反应速度是指人体对刺激发生反应的快慢。
从生理机制分析,反应快慢取决于“反射弧”的五个环节:感受器—传入神经—神经中枢—传出神经—效应器。
下面以MCS-8051单片机为核心,设计出测试人体反应速度的仪器用以测试人的反应时间。
我们学习的是单片机理论知识,而课程设计则是对我们学习的理论知识的实践和巩固。
1.2 设计要求基于MCS-8051单片机的人体反应速度测试仪设计要求如下: 1.按下“开始”按钮,红灯亮,按钮一直保持按下状态。
2.红灯持续点亮一段随机时间,然后熄灭,灯熄灭时人松开按钮。
3.计算灯熄灭的时间和按钮被松开的时间之差,显示出来。
4.若测试者在红灯熄灭之前松开按钮,则显示出错信息。
1.3 面对的问题1.对MCS-8051单片机的了解和应用。
2.对八段数码管的特性的了解和使用。
1.4 需解决的关键技术课题主要通过控制红灯的状态,通过测试按钮的状态来间接计算人体反应速度。
要了解每一段数码管与MCS-8051单片机的连接,数码管显示数字的段码,各个芯片的输入输出关系,单片机内部定时器的原理与控制,必须通过查阅资料确定。
必须了解数码管显示器的显示原理。
第二章系统分析2.1 涉及的基础知识通过学习和查阅资料,本课题需要掌握和了解如下知识: 1.MCS-8051单片机各输入输出端口的功能特性。
2.MCS-8051单片机复位电路工作原理及设计。
3.MCS-8051单片机晶振电路工作原理及设计。
4.测试按钮、测试灯电路设计。
5.驱动器74LS244、反相器74LS04的特性及使用。
6.数码管显示器的特性及使用。
7.MCS-8051单片机引脚。
8.单片机内部定时器原理及使用。
9.单片机C语言及程序设计。
2.2 MCS-8051单片机简介随着超大规模集成电路技术的发展,在一个集成电路芯片上集成了中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM或EPROM、各种I/O接口等,构成了一个计算机,称为单片机。
《2024年人体反应速度测试系统的设计》范文

《人体反应速度测试系统的设计》篇一一、引言随着科技的飞速发展,对于人体机能尤其是反应速度的评估和训练显得日益重要。
人体反应速度测试系统就是为此而设计的一种智能化设备,它可以高效、精确地测量出受试者的反应速度,为体育训练、医学研究、军事训练等领域提供重要的数据支持。
本文将详细介绍人体反应速度测试系统的设计思路、技术实现及系统应用。
二、系统设计概述1. 设计目标人体反应速度测试系统的设计目标是提供一个安全、准确、可重复的人体反应速度测试环境。
通过系统的精确测量,可以及时、有效地分析受试者的反应速度,为相关领域提供科学的训练依据。
2. 设计原则(1)准确性:系统应具备高精度的测量能力,确保数据的准确性。
(2)可重复性:系统应具有良好的稳定性,确保多次测试结果的一致性。
(3)易用性:系统操作应简单易用,界面友好,适合不同年龄段的受试者使用。
(4)可扩展性:系统应具备可扩展性,可以根据需要添加不同的测试项目和功能模块。
三、硬件设计1. 主机主机是整个系统的核心部分,负责控制整个系统的运行和数据处理。
主机采用高性能的计算机硬件,包括处理器、内存、存储设备等。
2. 测试装置测试装置包括发令装置和传感器等。
发令装置负责向受试者发出测试指令,传感器负责接收受试者的反应信号,并将其转换为电信号供主机处理。
四、软件设计1. 操作系统软件系统采用模块化设计,包括操作系统、应用软件和数据库等部分。
操作系统采用Windows或Linux等主流操作系统,提供稳定、可靠的运行环境。
2. 应用软件应用软件是整个系统的核心软件部分,负责控制硬件设备的运行、处理数据、显示结果等。
应用软件采用图形化界面,操作简单方便,同时具备多种测试模式和数据分析功能。
3. 数据库设计数据库用于存储测试数据和分析结果。
数据库设计应考虑数据的完整性、安全性和可扩展性,支持多种数据查询和统计分析功能。
五、技术实现1. 通信技术系统采用无线通信技术实现主机与测试装置之间的数据传输,确保数据的实时性和准确性。
《基于皮肤电信号和反应时间的人体反应速度测量系统的设计》范文

《基于皮肤电信号和反应时间的人体反应速度测量系统的设计》篇一一、引言人体反应速度的测量在许多领域都具有重要的应用价值,如运动训练、医疗康复、人机交互等。
随着科技的发展,基于皮肤电信号和反应时间的测量技术逐渐成为评估人体反应速度的重要手段。
本文将详细介绍一种基于皮肤电信号和反应时间的人体反应速度测量系统的设计,以期为相关研究与应用提供参考。
二、系统设计概述本系统设计以皮肤电信号和反应时间为基础,通过采集和分析这些信号来评估人体的反应速度。
系统主要包括信号采集模块、信号处理与分析模块、结果输出与反馈模块等部分。
三、信号采集模块设计1. 皮肤电信号采集:皮肤电信号是反映人体生理状态的重要指标之一,通过电极与皮肤接触,可以实时获取到皮肤电信号。
本系统采用高灵敏度的生物电传感器,以实现对皮肤电信号的准确采集。
2. 反应时间采集:反应时间的测量主要依赖于对刺激的响应速度。
本系统通过计算机生成刺激信号,并利用高速数据采集卡记录受试者的反应时间。
四、信号处理与分析模块设计1. 皮肤电信号处理:采集到的皮肤电信号需要经过滤波、放大、数字化等处理,以消除噪声干扰,提高信号的信噪比。
本系统采用数字信号处理技术,实现对皮肤电信号的实时处理。
2. 反应时间分析:对采集到的反应时间数据进行统计分析,包括平均反应时间、反应时间变异系数等指标,以全面评估人体的反应速度。
五、结果输出与反馈模块设计1. 结果输出:本系统可将分析结果以图表、数据等形式输出,方便用户直观了解受试者的反应速度。
2. 反馈机制:系统通过实时反馈机制,将受试者的反应速度与标准值进行比较,提供相应的训练建议和改进方向,以帮助受试者提高反应速度。
六、系统实现与优化1. 硬件实现:本系统需配备生物电传感器、高速数据采集卡、计算机等硬件设备,以实现信号的采集、处理与分析。
2. 软件实现:系统软件需具备信号采集、数据处理、结果输出与反馈等功能。
同时,为了提高系统的准确性和可靠性,需对软件进行优化和调试。
《2024年人体反应速度测试系统的设计》范文

《人体反应速度测试系统的设计》篇一一、引言人体反应速度是指人体对刺激的反应时间,其涉及到人体的神经系统、感觉器官、肌肉协调等多个方面的综合能力。
在现代社会,反应速度的测试对于评估人的身体状况、反应能力以及训练效果等方面具有重要意义。
因此,设计一款高效、准确的人体反应速度测试系统显得尤为重要。
本文将详细介绍人体反应速度测试系统的设计思路、方法及实现过程。
二、系统设计目标本系统设计的主要目标是实现人体反应速度的快速、准确测试,具备以下特点:1. 测试准确性:确保测试结果客观、准确,减少人为误差。
2. 测试范围广:适用于不同年龄、性别、身体状况的人群。
3. 操作简便:测试过程简单易行,无需专业培训。
4. 数据处理能力:能够实时分析、存储、查询测试数据。
三、系统硬件设计人体反应速度测试系统硬件部分主要包括刺激源设备、反应采集设备和数据处理设备。
1. 刺激源设备:用于产生刺激信号,如光、声、触等。
可选用激光发射器、声波发生器等设备。
2. 反应采集设备:用于采集人体对刺激信号的反应数据,如反应时间、动作轨迹等。
可采用高速摄像机、光电传感器等设备。
3. 数据处理设备:用于接收反应采集设备的数据,并进行处理、分析和存储。
可采用高性能计算机或专用数据处理设备。
四、系统软件设计软件部分是实现系统功能的关键,主要包括刺激信号生成模块、数据采集模块、数据处理与分析模块和用户交互模块。
1. 刺激信号生成模块:根据测试需求,生成不同类型、强度的刺激信号。
可设置信号的频率、持续时间、间隔等参数。
2. 数据采集模块:实时采集人体对刺激信号的反应数据,如反应时间、动作轨迹等。
通过与硬件设备的通信,实现数据的实时传输。
3. 数据处理与分析模块:对采集的数据进行处理、分析和存储。
可实现数据的统计、比较、趋势分析等功能,为评估人体反应速度提供依据。
4. 用户交互模块:提供友好的用户界面,方便用户进行操作、查看测试结果和分析数据。
可实现测试预约、结果查询、数据导出等功能。
人体反应速度测试仪

摘要摘要反应速度是指人体对刺激发生反应的快慢。
反应速度通常用“从刺激到开始发生反应的时间”,即反应时来衡量。
目前,国内外常用反应时指标研究运动员的机能状态及心理活动过程。
反应速度是人类的基本生理素质之一。
以AT89S52单片机为核心的人体反应速度测试仪,主要控制测试灯的状态,通过测试按键的状态来间接计算人体反应速度。
实验测试表明,系统测试精度高、抗干扰能力强、反应测试较为准确,具有一定的参考价值。
同时因为其结构简单、体积小、成本低、扩展方便,在反应速度测试中有广泛的应用前景。
关键字:单片机AT89S52 反应速度ABSTRACTABSTRACTReaction speed is refers to react to stimulate the body responds to it. Reaction speed usually use "from stimulation to start happening reaction time", i.e., reaction time measurement. At present, the domestic and international common reaction index research status and the function of athletes psychological process. Reaction speed is one of the basic human physiological quality. AT89S52 SCM as the core in the human body reaction velocity tester, main control test lamp state, through the test buttons to indirect calculation human reaction state pace. Test results show that system testing precision, strong anti-jamming capability, reaction test is more accurate, to have the certain reference value. Also because of its simple structure, small volume, low cost, convenient, in the reaction speed expansion tests have broad application prospectKey Words: single-chip AT89S52 reaction speed test目录第1章引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2 单片机简介与发展概况 (2)1.3 设计要求 (3)1.4 主要内容 (3)第2章系统硬件介绍 (4)2.1 单片机的介绍 (4)2.2单片机的工作过程 (4)2.3 AT89S52主要性能 (5)2.4 AT89S52引脚说明 (6)2.5 LED显示器的特性 (10)第3章系统总体方案设计与分析 (12)3.1 涉及的基础知识 (12)3.2 总体方案 (12)3.3 功能模块框图 (13)第4章系统硬件设计 (14)4.1 硬件结构 (14)4.1.1 硬件总体连接图 (14)4.1.2 74LS244 (15)4.1.3 74ls365 (15)4.2 实现方法 (16)4.3 详细流程图 (16)第5章主要代码编写 (18)5.1 按键电路的实现 (18)5.2 四位LED数码管显示电路的实现 (18)5.3 主函数的实现 (19)第6章系统调试 (23)6.1 仿真软件 Protetus (23)6.2 仿真调试过程 (24)第7章总结与体会 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)外文资料原文 (36)译文 (38)第1章引言第1章引言1.1课题背景速度素质是指人体进行快速运动的能力,即在单位时间内迅速完成某一动作或通过某一距离的能力。
毕业设计_基于单片机人体反应速度测试仪

工学院毕业设计报告题目:基于单片机人体反应速度测试仪院系:信息与控制学院(黑三)专业:通信工程(黑三)班级学号: 093041 07 (黑三)学生:三(黑三)指导教师:(黑三)成绩:2014 年 06 月 25日摘要本文是基于单片机人体反应速度测试描述,通过单片机测试人的反应速度。
在本设计中以AT89S52单片机为核心的人体反应速度测试仪,主要通过控制测试灯的状态,在测试按键的状态来间接计算人体反应速度。
正常情况下系统运行主程序一直处于空闲等待状态,知道测试者按下按键后,LED测试灯立即点亮。
AT89S52单片机在LED测试灯亮的同时开始计算一个随机时间,在一段随机时间结束后,AT89S52单片机把LED测试灯熄灭,并开始计时灯灭与测试者放开按键的时间差,此计时时间用于纪录被测试者的反应时间,并以毫秒为时间单位在4位数码管上显示。
如果在LED测试灯灭之前提前放开测试按键,则显示9999作为出错信息。
设计中采用AT89S52单片机,其以高性能低价格的优势成为全球使用围最广泛的单片机之一;显示部分采用LED数码管的显示方式,本套系统在不影响其测试性能的情况下,大大的节省了设计成本,是性价比较高的一款人体反应测试议。
和其他测试仪相比具有明显的价格竞争优势;同时,本设计作品的使用方法简单,只需按下按键即可完成测试,方便测试人员的测试使用。
关键词:单片机;反应速度;AT89S52 ;LED;数码管AbstractThis article is based on single chip microcomputer human reaction speed tests described, through the single chip microcomputer test response speed. AT89S52 MCU as the core in the design of the human body reaction velocity tester, mainly by controlling the state of the test lamp, in the state of the test button to indirect calculation of human body reaction speed. System normal operation of the main program has been idle waiting state, know the tester after press the button, the LED test lamp light up immediately. AT89S52 single chip microcomputer in LED to test the lights at the same time began to calculate a random time, at the end of a random time, AT89S52 single chip microcomputer test the LED lights, and start timing lights and testers release button lag, this timer is used to record the subject's reaction time, and in milliseconds as the unit of time in the four digital tube display. If the LED test before the lights went out early release test button, 9999 as the error message is displayed.Design USES AT89S52 single chip microcomputer, its to high performance low price advantage to become one of the world scope the most widely used microcontroller; Display part adopts LED digital tube display, this set of system in the case of does not affect the test performance, greatly save the design cost, is the high cost performance of a human reaction test. Compared with other tester has obvious price competitive advantage; At the same time, the use of this design method is simple, just press the button to complete the test, the convenience for the tester's test.Keywords: Single chip microcomputer; Reaction Speed; AT89S52; LED; Digital tube目录1 硬件部分设计 (1)1.1硬件结构设计 (2)1.2硬件电路设计 (3)1.2.1硬件模块选择 (3)1.2.2硬件模块设计 (3)1.2.3控制计算公式 (5)2 软件部分设计 (6)2.1开发环境 (7)2.2主体程序设计 (7)2.2.1主程序设计 (7)2.2.2中断程序设计 (7)3 系统测试 (8)3.1软件测试 (8)3.2硬件测试 (8)结论 (9)参考文献 (10)附录 A (12)附录 B (13)附录 C (14)1 硬件部分设计本项目以AT89S52单片机为核心,实现对人体反应速度的测试,主要控制测试灯的状态,通过测试按键的状态来间接计算人体反应速度。
《2024年人体反应速度测试系统的设计》范文

《人体反应速度测试系统的设计》篇一一、引言随着科技的不断发展,人体反应速度的测试已经成为众多领域中评估个体能力的重要手段。
无论是体育竞技、军事训练还是神经科学的研究,都需要一个准确、高效的人体反应速度测试系统。
本文将详细介绍这样一个系统的设计思路、实现方法和可能的应用场景。
二、系统设计目标人体反应速度测试系统的设计目标主要有以下几点:1. 准确性:系统能够准确测量个体的反应速度,不受外界干扰。
2. 高效性:系统操作简便,测试过程快速,减少测试者的等待时间。
3. 灵活性:系统可适用于不同年龄、不同能力的测试者,具有广泛的适用性。
4. 安全性:系统操作安全,不会对测试者造成伤害。
三、系统设计原理人体反应速度测试系统主要基于心理学和生理学的原理,结合计算机技术和电子设备进行设计。
系统通过发出刺激信号,测量个体对信号的反应时间,从而评估其反应速度。
四、硬件设计1. 刺激信号发生器:负责发出各种类型的刺激信号,如声音、光、触觉等。
2. 数据采集器:用于收集测试者的反应数据,如反应时间、反应动作等。
3. 显示设备:用于显示测试结果和操作提示。
4. 计算机主机:用于处理和分析数据,控制整个系统的运行。
五、软件设计1. 用户界面:提供友好的操作界面,方便用户进行操作和设置。
2. 数据处理模块:负责处理和分析收集到的数据,计算反应速度和其他相关指标。
3. 结果显示模块:将处理后的结果显示在界面上,方便用户查看和分析。
4. 数据存储模块:用于存储测试数据,方便后期分析和比对。
六、系统实现方法1. 系统硬件与软件的集成:将硬件设备与软件系统进行集成,确保各部分能够协同工作。
2. 刺激信号的设定与发放:根据测试需求设定不同的刺激信号,通过刺激信号发生器发放给测试者。
3. 数据采集与处理:通过数据采集器收集测试者的反应数据,通过数据处理模块进行分析和计算。
4. 结果显示与存储:将处理后的结果显示在界面上,并存储在数据存储模块中。
《2024年人体反应速度测试系统的设计》范文

《人体反应速度测试系统的设计》篇一一、引言人体反应速度是衡量个体反应能力的重要指标,广泛应用于体育竞技、医学研究、神经科学等领域。
随着科技的发展,人体反应速度测试系统的设计日益受到关注。
本文将详细介绍人体反应速度测试系统的设计思路、方法及实现过程。
二、系统设计目标人体反应速度测试系统的设计目标主要包括以下几个方面:1. 精确测量:系统应具备高精度的测量能力,能够准确记录被试者的反应时间。
2. 操作简便:系统操作应简单易懂,便于被试者快速上手。
3. 多种测试模式:系统应提供多种测试模式,以满足不同需求。
4. 数据处理与分析:系统应具备数据处理与分析功能,为科研和训练提供有力支持。
三、系统硬件设计人体反应速度测试系统的硬件部分主要包括传感器、显示器、控制器等。
传感器用于捕捉被试者的反应信号,显示器用于呈现测试内容及结果,控制器用于控制整个系统的运行。
1. 传感器设计:传感器应具备高灵敏度、低延迟的特点,能够准确捕捉被试者的反应信号。
根据测试需求,可选择不同类型的传感器,如光电传感器、压力传感器等。
2. 显示器设计:显示器应具备高分辨率、大屏幕的特点,以便清晰呈现测试内容及结果。
同时,显示器应具备较好的抗干扰能力,以确保测试结果的准确性。
3. 控制器设计:控制器应具备操作简便、功能齐全的特点,能够控制整个系统的运行。
通过控制器,用户可以轻松设置测试模式、参数等。
四、系统软件设计人体反应速度测试系统的软件部分是实现系统功能的关键。
软件设计应遵循模块化、可扩展、易维护的原则。
1. 模块化设计:软件应采用模块化设计,将不同功能划分为独立的模块,便于后期维护和扩展。
2. 数据处理与分析:软件应具备数据处理与分析功能,能够对测试数据进行统计、分析、存储等操作。
通过数据分析,可以得出被试者的反应速度、反应时程等指标,为科研和训练提供有力支持。
3. 用户界面设计:软件界面应简洁明了、操作便捷,方便用户进行测试和查看结果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第一章课题综述1.1 课题背景速度素质是指人体进行快速运动的能力,即在单位时间内迅速完成某一动作或通过某一距离的能力。
反应速度是指人体对刺激发生反应的快慢。
从生理机制分析,反应快慢取决于“反射弧”的五个环节:感受器—传入神经—神经中枢—传出神经—效应器。
下面以MCS-8051单片机为核心,设计出测试人体反应速度的仪器用以测试人的反应时间。
我们学习的是单片机理论知识,而课程设计则是对我们学习的理论知识的实践和巩固。
1.2 设计要求基于MCS-8051单片机的人体反应速度测试仪设计要求如下:1.按下“开始”按钮,红灯亮,按钮一直保持按下状态。
2.红灯持续点亮一段随机时间,然后熄灭,灯熄灭时人松开按钮。
3.计算灯熄灭的时间和按钮被松开的时间之差,显示出来。
4.若测试者在红灯熄灭之前松开按钮,则显示出错信息。
1.3 面对的问题1.对MCS-8051单片机的了解和应用。
2.对八段数码管的特性的了解和使用。
1.4 需解决的关键技术课题主要通过控制红灯的状态,通过测试按钮的状态来间接计算人体反应速度。
要了解每一段数码管与MCS-8051单片机的连接,数码管显示数字的段码,各个芯片的输入输出关系,单片机内部定时器的原理与控制,必须通过查阅资料确定。
必须了解数码管显示器的显示原理。
第二章系统分析2.1 涉及的基础知识通过学习和查阅资料,本课题需要掌握和了解如下知识:1.MCS-8051单片机各输入输出端口的功能特性。
2.MCS-8051单片机复位电路工作原理及设计。
3.MCS-8051单片机晶振电路工作原理及设计。
4.测试按钮、测试灯电路设计。
5.驱动器74LS244、反相器74LS04的特性及使用。
6.数码管显示器的特性及使用。
7.MCS-8051单片机引脚。
8.单片机内部定时器原理及使用。
9.单片机C语言及程序设计。
2.2 MCS-8051单片机简介随着超大规模集成电路技术的发展,在一个集成电路芯片上集成了中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM或EPROM、各种I/O接口等,构成了一个计算机,称为单片机。
也就是说,单片机是集成在一块集成电路芯片上的计算机。
单片机以其较高的性价比、较高的集成度、较高可靠性、较强控制功能以及低电压、低功耗、偏于携带等优点收到广大用户的青睐。
MCS-51系列单片机以其典型的结构和完善的总线专用寄存器的集中管理,众多的逻辑位操作功能及面向控制的丰富指令系统,堪称为一代“名机”,为以后的其他单片机发展奠定了基础。
MCS-51系列单片机具有品种全、兼容性强、软硬件资料丰富等特点,因此应用非常广泛,直到现在MCS-51系列单片机仍为单片机中的主流机型,也是高档单片机的基础。
8051是MCS-51系列单片机中的代表产品,它内部集成了功能强大的中央处理器,包含了硬件乘除法器、21个专用控制寄存器、4KB的程序存储器、128字节的数据存储器、4组8位的并行口、两个16位的可编程定时/ 计数器、一个全双工的串行口以及布尔处理器。
8051中集成了完善的各种中断源,用户可十分方便的控制和使用其功能,使得它的应用范围加大,可以说它可以满足绝大部分的应用场合。
2.3 MCS-8051单片机引脚图MCS-8051单片机采用40条引脚的双列直插式封装,引脚配置如图2—1所示。
单片机电源引脚接入单片机的工作电源:V CC引脚接+5V电源,V SS引脚接地。
单片机时钟由引脚XTAL1和XTAL2接外部时钟配置电路组成。
单片机复位,当振荡器运行时,在RST引脚加上两个机器周期的高电平使单片机复位。
MCS-8051单片机具有4个8位的输入/输出口,P0、P1、P2和P3口。
P0口是双向8位三态I/O口,此口常作为地址总线低8位及数据总线分时复用口,可带8个LSTTL负载。
P1口是8位准双向I/O口,可带4个LSTTL负载。
P2口是8位准双向I/O口,常作地址总线高8位使用,可驱动4个LSTTL负载。
P3口是8位准双向I/O口,为双功能复用口,可驱动4个LSTTL负载。
2.4 数码管显示器2.4.1 数码管显示器的特性1.发光响应快,亮度强,高频特性好;而且随着材料的不同,数码管还能发出红、黄、绿、蓝、橙等多种颜色的光。
图2—1 MCS-8051单片机引脚图2. 机械性能好,体积小,重量轻,价格低廉;能与COMS和TTL电路配合使用;使用寿命长。
3. 工作电压低,驱动电流适中。
每段电流为5~10mA,一只数码管的8段LED全亮需要电流35~70mA。
这样打的电流需要由驱动电路提供,因此,使用时要注意数码管的驱动问题。
在使用中,为了给发光二极管加驱动电压,他们应有一个公共的引脚,公共的引脚有如下两种链接方法:一、共阴极接法。
把发光二极管的阴极连接在一起构成阴极公共引脚,使用时公共引脚接地,这样阳极引脚上加高电平的发光二极管就导通点亮,而加低电平的则不亮。
二、共阳极接法。
把发光二极管的阳极连接在一起作为阳极公共引脚,使用时阳极公共引脚接+5V。
这样阴极引脚上加低电平的发光二极管即可导通点亮,而加高电平的则点不亮。
本课题采用SR410561K四位一体数码管,为共阳极接法,位选信号位高电平有效,段码信号为低电平有效。
2.4.2 数码管的显示原理并排使用的多位数码管组成数码管显示器。
数码管显示器多采用动态显示方式,全部数码管共用一套段码驱动电路,各位数码管的同段引脚短接后再接到对应段码的驱动线上。
显示时通过位控制信号采用扫描的方法逐位地循环点亮各位数码管。
动态显示虽然在任一时刻只有一位数码管被点亮,但是由于人眼具有的视觉残留效应,看起来与全部数码管持续点亮的效果完全一样。
数码管显示器的动态显示需要为各位提供段码以及相应的位控制,此即通常所说的段控和位控。
把数码管显示器段码表预先存放在存储器中,使用时通过查表就可以得到段码。
段码输出后送到公共端码线上,也可称为段控信号。
而通过并行口输出的相互独立的位码则是起选通作用的,也称位控活扫描信号,用于选择显示位。
动态显示具有硬件简单,功耗低和显示灵活性强等优点。
但动态显示增加了驱动软件的复杂性,且显示亮度较低。
2.4.3 数码管显示器段码SR410561K四位一体数码管采用共阳极接法,单个数码管如图2—2所示。
图2—2 八段数码管则数码管段码如表2—1所示。
表2—1 数码管段码显示数字Dp g f e d c b a 段码0 11000000 c01 11111001 f92 10100100 a43 10110000 b04 10011001 995 10010010 926 10000010 827 11111000 f88 10000000 809 10010000 90A 10001000 88b 10000011 83C 11000110 c6d 10100001 a1E 10000110 86F 10001110 8e2.5 定时器2.5.1 定时器工作原理在MCS-8051单片机内集成了两个16位的定时器/计数器T0和T1,其基本工作原理是加1计数,即对指定的脉冲信号进行加1操作,直到出现溢出为止。
当T0和T1作为定时器使用时,其计数脉冲信号取自单片机内部的时钟信号,每个机器周期产生一个计数脉冲,使计数器加1。
T0和T1分别有两个8位的计数器组成,其中T0由特殊功能寄存器TH0与TL0组成,而T1则由特殊功能寄存器TH1与TL1组成。
这四个寄存器用来存储定时或计数使用的初值,所以也被称为时间常数存储器。
特殊功能寄存器TMOD和TCON完成对定时器/计数器的控制功能。
2.5.2 定时器的控制MCS-8051单片机的定时功能是由特殊功能寄存器TH0,TL0,TH1,TL1,TMOD和TCON 完成的。
特殊功能寄存器TMOD用于确定定时器的工作方式,格式如下:D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 其中,前4位用于控制T1的工作方式,后四位用于控制T0的工作方式。
本课题仅使用T1作为定时器,选择工作方式为方式1,即为选择T1为16为定时器。
则TMOD的值应设置为00010000B,即TMOD=0x10。
特殊功能寄存器TCON用于用于控制定时器的启动和停止技术,同时包含了定时器的状态,可进行位寻址。
格式如下:D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 本课题中用到的控制位有TI的控制位TR1和TF1,无需中断控制。
TR1为T1运行控制位,若TR1=1,允许T1计数,若TR1=0,禁止T1计数。
TF1为T1计数溢出标志值,当T1被允许计数后,T1从初值开始加1计数,最高位产生溢出时,TF1由硬件置1,TF1的信息可由软件查询。
2.5.3 定时器初值的设定本课题中,设置初值使T1的定时周期为1ms。
当红灯熄灭后,定时器开始工作,每1ms定时器产生一次溢出,使数码管要显示的反应时间以毫秒为单位加1,达到使数码管显示人体反应时间的目的。
T1采用工作方式1定时,时钟频率采用6MHz,则计数初值:x=216-6×106×1×10-3/12=65536-6000/12=65036化为二进制x=1111111000001100B,则计数初值应为TH1=0xfe ,TL1=0x0c。
第三章 总体方案设计3.1 总体方案数码管的显示电路中采用动态数码管显示。
采用MCS-8051单片机的P0端口(P0.0~P0.7端口)控制段码,低电平有效。
P2.0~P2.3端口控制4位数码管的位选择,高电平有效。
(P2.3端口控制第1个数码管,P2.2端口控制第2个数码管,P2.1端口控制第3个数码管,P2.0端口控制第4个数码管)。
各个数码管的段码都是P0端口的输出,即各个数码管输入的段码都是一样的,为了使其分别显示不同的数字,可采用动态扫描的方式,即先只让最低位显示,经过一段延时,再只让次低位显示,以此类推。
由于视觉暂留,只要延时时间足够短,就能够使得数码的显示看起来非常稳定清楚。
3.2 功能模块框图人体反应速度测试仪的功能模块框图如图3—1所示。
硬件电路由MCS-8051单片机、电源电路、测试按钮和测试灯电路、晶振电路、复位电路、驱动电路、反相电路以及数码管显示电路组成。
图3—1 人体反应速度测试仪功能模块框图电源电路MCS —8051单片机晶振电路复位电路 测试按钮和测试灯电路 数码管显示电路 驱动电路 反相电路第四章系统硬件设计4.1 硬件连接图4.1.1 测试按钮与测试灯电路MCS-8051单片机的P1.0端口控制一个发光二极管,即为测试红灯。
发光二极管加限流电阻接+5V电源,当单片机的P1.0端口输出低电平时,红灯亮,输出高电平时,红灯灭。