基于单片机人体反应速度测试仪系统
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文章目录
- 前言
- 概要
- 设计思路
- 软件设计
- 效果图
- 程序
- 文章目录
前言
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概要
基于单片机人体反应速度测试仪的设计概要如下：
一、设计目标
本设计旨在通过单片机技术实现对人体反应速度的精确测量，为运动员训练、驾驶员测试、神经科学研究等领域提供可靠的数据支持。测试仪通过提供声光刺激，测量从刺激发出到测试者做出反应（如按下按钮）之间的时间，以毫秒为单位，精确到0.1秒。
二、系统组成
单片机：作为系统的核心控制器，负责控制测试流程、接收传感器信号、处理数据并输出结果。
传感器模块：包括用于产生声光信号的传感器（如LED灯和蜂鸣器），以及用于检测测试者反应的传感器（如按键开关）。
显示模块：用于显示测试者的反应时间、速度等级等信息，方便测试者了解测试结果。
电源模块：为整个系统提供稳定的电力供应，确保系统正常运行。
蓝牙模块（可选）：用于将测试数据传输至手机App端进行存储和分析，方便用户随时查看和管理测试数据。
三、工作原理
初始化：系统上电后，单片机进行初始化操作，设置系统参数并检测硬件连接状态。
刺激信号产生：单片机控制LED灯和蜂鸣器发出声光信号，作为刺激源。
反应时间测量：测试者在接收到声光信号后，立即按下按键开关。单片机在测试者按下按键时开始计时，松开按键时停止计时，并计算从声光信号发出到按键按下之间的时间差，即测试者的反应时间。
结果显示：单片机将测试者的反应时间、速度等级等信息显示在显示模块上。
数据传输（可选）：如果系统配备了蓝牙模块，单片机可以通过蓝牙将测试数据传输至手机App端进行存储和分析。
四、系统特点
精确性：单片机作为核心控制器，具有高速运算和精确计时的能力，能够确保测试结果的准确性。
稳定性：系统采用稳定的电源模块和抗干扰设计，确保在复杂环境下仍能稳定运行。
易用性：系统操作简便，测试者只需按照指示进行操作即可获得准确的测试结果。
可扩展性：系统支持多种扩展功能，如增加更多传感器以测试不同部位的反应速度、添加数据分析功能以更深入地了解测试结果等。
五、应用前景
基于单片机的人体反应速度测试仪在运动员训练、驾驶员测试、神经科学研究等领域具有广泛的应用前景。通过精确测量人体反应速度，可以帮助运动员优化训练方案，提高竞技水平；对于驾驶员测试，可以评估其反应能力和驾驶安全性；在神经科学研究中，可以揭示人类神经系统的反应机制和工作原理。
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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效果图
程序
#include <reg52.h> //调用单片机头文件
#define uchar unsigned char //无符号字符型 宏定义 变量范围0~255
#define uint unsigned int //无符号整型 宏定义 变量范围0~65535
#include <intrins.h>
sbit K1=P1^0;
sbit K2=P1^1;
sbit K3=P1^2;
sbit K4=P1^3;
sbit beep = P1^7;
sbit SH = P3^5;
sbit ST = P3^6;
sbit DS = P3^7;
uchar num_jin;
uchar num_chu;
uchar num_car;
#include "lcd1602.h"
/***********************1ms延时函数*****************************/
void delay_1ms(uint q)
{
uint i,j;
for(i=0;i<q;i++)
for(j=0;j<120;j++);
}
void write_74hc595(unsigned int num)
{
int i;
ST = 0;
for(i=0; i<16; i++)
{
SH = 0;
if (num & 0x0001)
{
DS = 1;
}
else
{
DS = 0;
}
SH = 1;
num >>= 1;
}
ST = 1;
}
unsigned int num_2_led(unsigned int num)
{
int i;
unsigned int ret=0;
if (num > 16)
return 0xFFFF;
for(i=0;i<num;i++)
{
ret |= 1<<i;
}
return ret;
}
/***************主函数*****************/
void main()
{
init_1602();
write_string(1,0,"Jin: Chu:");
write_string(2,0,"Car: P:");
write_sfm2(1,4,num_jin);
write_sfm2(1,12,num_chu);
write_sfm2(2,4,num_car);
write_sfm2(2,12,16-num_car);
write_74hc595(0);
while(1)
{
key();
}
}
文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25