生理刺激反应时间测试仪

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1、数字电子设计报告生理刺激反应时间测试仪一．设计背景……………………………………....……...……....2二.设计指要求……………………………………....……...……....2设计要求……………………………………………………………....2三．设计原理分析…………………………………....……...……....23.1随机信号的产生…………………………………....……...……....33.2最低位计数值的四舍五入处理………………....……...……....43.3逻辑控制电路………………....

2、……...……....………………....…4四.系统概述………………………………………...…..…...…....44.1设计思想………………………………………………………..54.2可行性论证…………………………………………….…...…...54.3各功能的组成……………………………………………………54.4总体工作过程……………………………………………………8五.单元电路设计与分析………………………………...…...…...10六.电路的组构与调试…………………………………..…...…...17

3、6.1遇到的主要问题………………………………………………..176.2现象记录及原因分析…………………………………………….176.3解决措施及效果…………………………………………………176.4功能的测试方法、步骤、设备、记录的数据……………………18七.结束语………………………………………………………...197.1总结设计的收获与体会………………………………………….19附图(电路图、电路总图)………………………………………………20参考文献……………………………………………………………21第21页共2

4、1页一．设计背景人体在受到外界声，光信号刺激后作出反应的时间有快有慢，某些职业对从业人员的生理刺激反应时间有一定的要求。比如，短跑，跨栏运动员的成绩都精确到0.01s,所以运动员在起跑瞬间对发令枪作出的反应时间对其运动成绩有很大的影响。生理刺激反应时间测试仪就是用于测量被测试者在受到声光信号刺激后作出反应动作的滞后时间。本节希望通过生理刺激反应时间测试仪的设计和实现，介绍数字测试仪器的功能分析和设计综合方法。二．设计要求（1）受试者可以按“刺激源选择”键选择刺激信号是光或声。（2）当受试者按“测试开始”按键后

5、，系统进入准备状态，“准备”灯亮，其他指示灯灭，显示器显示全零。（3）测试仪在“准备”灯亮后的1~10s时间内随机发出光刺激信号（“测试”灯亮）或声刺激信号（蜂鸣器响），“准备”灯灭。（4）当刺激信号发出后测试仪开始计时，直到受试者按下“反应”键停止计时时。计时单位为0.1ms。（5）以七段LED数码管显示时间测量值的高3位，最低位测量值进行四舍五入处理，显示值保持到新的测试开始（6）受试者的反应时间超过999.5ms，“溢出”灯亮指示，测试计数器立即停止计时，“测试”灯灭或蜂鸣器停，“溢出”灯持续发光直到下

6、次测试开始。（7）若受试者在刺激信号未发出前按“反应”键，“违例”指示灯亮，“准备”灯灭，并禁止刺激信号发出三.设计原理分析生理刺激反应时间测试仪是测量被测试者在受到刺激后，经过多少时间才有反应的测试仪。本设计采用光或声音作为刺激人眼的触发源，由测试对象按键作出反应。生理刺激反应时间测试仪工作流程图如下图所示。第21页共21页图1.生理刺激反应工作流程图分析设计要求可知，生理刺激反应测试仪的基本功能是随机产生刺激信号，设计显示以及对受试者的操作进行逻辑判断。在数字逻辑电路中，计数器具有累计时钟脉冲的作用，可以

7、实现定时，延时，以及记时功能，所以，生理刺激反应测试仪的主要部件是计数器和逻辑控制电路。系统设计中需要产生随机信号，对最低位作四舍五入处理，并且设计合适的逻辑电路。3.1随机信号的产生随机信号是指控制条件满足后脉冲出现时间无法确定的信号。如果以一个任意出现的控制电平去选通一个周期性定时出现的脉冲信号,由于脉冲出现的时间与控制电平有效的时间没有任何关联,当控制信号有效后,在定时周期时间范围内会随机出现选通脉冲。在数字电路中,计数器的溢出信号是循环定时产生的。比如,计数器的模为M、计数脉冲频率为1s,则计数器的溢

8、出信号周期为Ms,信号宽度一般为1s。若用一个电平信号通过逻辑门选通该计数器的溢出脉冲,则当控制电平有效后,逻辑门的输出在0~Ms之间产生随机脉冲信号。同样,若用电平信号控制一个模为N、初始值为0、计数脉冲频率为1s第21页共21页的计数器使能端,当使能电平有效后,计数器产生溢出信号的延时时间为N-1~Ns。3.2最低位计数值的四舍五入处理生理刺激反应测试仪的时间测量为四位十进制数，而显示值为三位十