毕业设计_基于单片机人体反应速度测试仪

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。

《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。

课程设计实验报告题目单片机的人体反应速度测试仪课程名称单片机原理及接口技术院部名称机电工程学院专业电气工程及其自动化班级电气2班姓名许俊超学号0922107020指导教师高峰金陵科技学院教务处制摘要：随着社会的发展，许多交通事故都是由于人们在突发情况下不能及时做出判断而导致的。

因此，在面对突发事故时，人的反应快慢直接影响到事情变化的好坏。

下面以AT89751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，间接反映人们面对突发状况的反应能力。

以AT89751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。

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。

AT89751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，AT89751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。

关键词：AT89751 ; LED ; 数码管目录1 课题综述 01.1课题来源 01.2预期目标 (1)1.3面对的问题 (1)1.4需解决的关键技术 (1)2系统分析 (1)2.1涉及的基础知识 (1)2.2总体方案 (3)2.3功能模块框图 (4)3 系统设计 (4)3.1硬件连接图 (4)3.2实现方法 (5)3.3详细流程图 (5)4 代码编写 (6)4.1按键电路的实现 (6)4.24位LED数码管显示电路的实现 (7)4.3随机函数的实现 (7)4.4中断程序的实现 (8)4.5主函数的实现 (9)4.6总程序 (10)5 程序调试 (14)总结 (15)参考文献 (15)1 课题综述1.1 课题来源许多交通事故都是由于人们在突发情况下不能及时做出判断而导致的。

【关键字】速度人体反应速度测试仪制作报告学院：学生：设计框图：硬件部分直流5V稳压电源模块——方案：用7805芯片实现电源模块，7805部分参数如下——电路图如下通过multisim仿真软件将元件参数确定，节省了调试时间，并且一次完成焊接，使电路美观实用。

整个系统共用一个电源使系统不需要在接参考地。

红外感应模块——方案：核心是LM339比较器集成芯片，部分参数如下——控制电路虽说只用了其中一部分，但集成芯片比较可靠，而且多部分集成使得焊接时少一些后顾之忧，提高板子利用程度。

利用红外对管分压的变化加上LM339对电压的放大实现负跳变信号的引入，完成本身开关控制的功能。

电路图如下——单片机系统（CPU模块）方案——使用芯片STC89C52RC，此芯片是一款低价，低功耗，而且内存充足的单片机。

最小系统如图晶振为11.0592MHz。

作为处理器，应用其定时器中断，引脚电平检测，外围电路有三极管放大电路（使其足以驱动蜂鸣器）等。

控制流程显示系统方案——此系统采用1602液晶显示屏，1602不能显示汉字等复杂字符，但足以满足本题需要，并且使用简单。

软件部分流程设计如上图。

代码如下#include<reg52.h>sbit Red=P1^0;sbit Green=P1^1;sbit rs=P2^0;sbit rw=P2^1;sbit en=P2^2;sbit BUZZER=P2^3;sbit s1=P2^4;unsigned char tt=0,miao=30; unsigned char code b[]={"ms"}; void delay(unsigned int z){unsigned int x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}void buzzer(){BUZZER=1;delay(500);BUZZER=0;delay(500);}void red(){while(1){Red=0;delay(500);Red=1;delay(500);}}void write_com(unsigned char com) {rs=0;rw=0;en=0;P0=com;delay(5);en=1;delay(5);en=0;}void write_data(unsigned char date){rs=1;rw=0;P0=date;delay(5);en=1;delay(5);en=0;}void write_sfm(unsigned char date) {unsigned char shi,ge;shi=date/10;ge=date%10;write_com(0x80+4);write_data(0x30+shi);write_data(0x30+ge);}void init(){unsigned char i;write_com(0x38);delay(1);write_com(0x0c);delay(1);write_com(0x06);delay(1);write_com(0x01);delay(1);i=0;write_com(0x80+0x40+10);while(b[i]!='\0'){write_data(b[i]);i++;}TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;EX0=1;IT0=0;TR0=0;delay(1);}void main(){BUZZER=0;init();while(1){if(s1==0)break;}TR0=1;Red=0;write_sfm(30);while(miao!=0){if(tt==20){tt=0;miao--;write_sfm(miao);}}ET0=0;TR0=0;TH0=(65536-1000)/256;TL0=(65536-1000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;buzzer();Red=1;Green=0;while(1);}void time() interrupt 1{if(miao!=0){TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;tt++;}else if(miao==0){TH0=(65536-1000)/256;TL0=(65536-1000)%256;tt++;}}void intersvr0() interrupt 0{unsigned char date;unsigned char bai;unsigned char shi;unsigned char ge;if(miao!=0){buzzer();buzzer();buzzer();red();}else if(miao==0){date=tt;bai=date/100;shi=(date%100)/10;ge=(date%100)%10;write_com(0x80+0x40+4);write_data(0x30+bai);write_data(0x30+shi);write_data(0x30+ge);}}系统测试将各个组件组装完成系统，上电后按下开关复位的同时用手挡住红外开关，液晶显示屏上显示---------------------------------------------------ms----------------------------------------------------------按下按键开关，30秒倒计时，并于液晶显示屏显示，同时红灯亮，30秒过程中如果移开手，蜂鸣器响3声，红灯闪烁；一直挡住红外开关直至30秒结束，蜂鸣器响一声，绿灯亮，移开手显示-------------------------------00----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------169ms------------------------------------------------------------ 测试完毕。

《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。

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”指标来研究运动员的身体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STC89C52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；STC89C52RC；反应速度AbstractReaction 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. STC89C52RC 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；STC89C52RC；reaction speed test目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题来源 (2)1.3 设计要求 (2)1.4 主要内容 (2)1.5 面对的问题 (3)1.6 需解决的关键技术 (3)第2章系统硬件电路设计 (4)2.1 STC89C52RC单片机的介绍 (4)2.2 STC89C52RC单片机的简介与发展概况 (4)2.3 STC89C52RC单片机的工作过程 (5)2.4 STC89C52RC单片机的主要性能 (9)2.5 STC89C52RC单片机的工作模式 (10)2.6 LED数码管的特性 (16)2.7 LED数码管驱动方式 (17)第3章系统总体方案设计与分析 (19)3.1 涉及的基础知识 (19)3.2 总体方案 (19)3.3 功能模块框图 (19)3.4 电路原理 (20)3.4.1 74LS244 (21)3.4.2 74LS07 (21)3.5 软件设计 (22)3.6 程序流程图 (22)3.7 按键电路的实现 (23)4.2 4位LED数码管显示电路的实现 (24)4.3 随机函数的实现 (24)4.4 中断程序的实现 (25)4.5 主函数的实现 (26)第5章系统调试 (28)5.1 硬件测试 (28)5.2 软件测试 (28)5.3 联机测试 (28)5.4 仿真调试过程 (31)总结与体会 (34)参考文献 (35)第1章绪论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。

昌吉学院物理系11届工科专业毕业设计（论文）课题名称：人体反应速度测试器院(系）：物理系专业 : 电子信息工程技术班级： Z08（4）组长：王朝正组员: 张瑞王琴张佳琦李秀娟教师（签字)：唐志航完成日期： 2 0 1 0年1 2月摘要：本文介绍的这款制作电路是学习数字电路基础知识的理想器材，具有制作简单，成功率高,趣味性强等特点，通过对本电路的印制板设计和安装调试提高了我们对数字电路理论的理解，特别是提升了我们实践动手能力.目录:第一章电路介绍第二章电路的工作过程第三章章电路的工作原理第四章制作过程第五章通电测试第六章结束语第七章参考文献第一章．电路介绍这里介绍的人体反应速度测试器主要由4只数字电路集成块和10只LED等组成,可以测出人体对信号的反应时间,并将反应时间分成8段，段数越高反应发速度越快,经常进行反应测试训练，可以逐步提高人体的反应速度，组装好的测试器实物图如图1所示。

图1反应器由开机延时,测试信号灯，时钟脉冲，减法计数，启动显 示，停止控制等部分组成.图2是控制原理方框图。

图2本电路主要由3种共4只CMOS 数字集成电路构成。

电路原理图如图3所示.图3U1是四2输入端或非门电路4001，U2，U3是六反相器4069，每个芯片测试信号控制开机延时驱动显示时钟脉冲停止控制 减法计算内含有6个独立的反相器，具有较大的电流驱动能力，可以直接驱动发光二极管。

各集成电路的引脚序号标注在原理图中。

其中U4选用的是双4位静态移位寄存器4015。

U4A4015BT_10VD 17C P 19M R 161A51B41C31D10图4U4B4015BT_10VD 17C P 19M R 161A51B41C 31D10引脚功能如图（4）所示它的内部含有2组独立的四位串入——并出移位寄存器，在本电路中将两组级联使用。

每组寄存器都有时钟端CLK,一个清零端RST,和串行数据输入端D 。

每位寄存器单元的输出端都引出,因此既可以串行输出,又可以做并行输出。

《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。

学号14132201413 序号 6单片机原理与接口技术实验报告实验项目序号 4实验项目名称人体反应速度测试姓名莫旭涛专业电子信息工程班级电信13-4BF完成时间2014年月10月16日一．调试心得这是我们第一个用C语言编写的项目实例，刚刚开始的时候，对C是有些陌生的，但是经过这么一个案例的编写，明显对C语言的操作变得熟练了。

相比起汇编来，C语言人性化许多，修改错误也比较让人习惯。

在这程序的编写中，同样遇到了许多的问题，但是只要花时间，就没有解决不了了问题。

在编写这个程序的时候，首先要解决的问题是矩阵键盘和数码管的显示，这两个模块我们用得非常多，在以后对单片机的操作中也会经常用到，所以，我们最好写成模块的形式，方便以后调用。

再次遇到要使用矩阵键盘和数码管的时候，就可以直接把代码复制粘贴过来使用。

编写这个程序遇到的第一个疑难杂症就是游戏次数的设置，因为书上的代码是在一个while循环中进行的，所以没有游戏次数可言。

每次反应速度的测试显示一个相应的值，但是我们自己写的代码中明显是要设置游戏次数的，这样才能取出平均值，让我们测量的反应时间变得更加精确。

所以我们while循环中要设置一个调出循环的次数，这个次数就是我们游戏次数，在这里，要注意初值和减一所放的位置。

第二个疑难是随机数的生成,因为在51单片机中是不支持对系统时间的调用，所以没有<time.h> 也不能使用时间函数，而我们所有的算法算出来的数都会是一个有一定规律顺序的数。

再次，如果用另外一个定时器来生成随机数，就可以做到代替时间函数，生成真正的随机数。

二．程序代码功能简介：第一部分的代码：第八个数码管显示要按下的键，第6个数码管显示实际按下的键值。

若按对，录入反应时间；若按错，置反应时间为9999ms。

1-4个数码管显示几次按键的平均反应时间。

第二部分代码：实现书上测试反应速度的程序。

程序开始后，按下按键，led灯一直亮着，直到一个随机的时间，led灯熄灭。