毕业设计基于单片机人体反应速度测试仪

沈阳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：09304107（黑三）学生姓名：张三（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范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AbstractThisarticleisbasedonsinglechipmicrocomputerhumanreactionspeedtestsdescribed,throughthesinglechipmicrocomputertestresponsespeed.AT89S52MCUasthecoreinthedesignofthehumanbodyreactionvelocitytester,mainlybycontrollingthestateofthetestlamp,inthestateofthetestbuttontoindirectcalculationofhumanbodyreactionspeed.Systemnormaloperationofthemainprogramhasbeenidlewaitingstate,knowthetesterafterpressthebutton,theLEDtestlamplightupimmediately.AT89S52singlechipmicrocomputerinLEDtotestthelightsatthesametimebegantocalculatearandomtime,attheendofarandomtime,AT89S52singlechipmicrocomputertesttheLEDlights,andstarttiminglightsandtestersreleasebuttonlag,thistimerisusedtorecordthesubject'sreactiontime,andinmillisecondsastheunitoftimeinthefourdigitaltubedisplay.IftheLEDtestbeforethelightswentoutearlyreleasetestbutton,9999astheerrormessageisdisplayed.DesignUSESAT89S52singlechipmicrocomputer,itstohighperformancelowpriceadvantagetobecomeoneoftheworldscopethemostwidelyusedmicrocontroller;DisplaypartadoptsLEDdigitaltubedisplay,thissetofsysteminthecaseofdoesnotaffectthetestperformance,greatlysavethedesigncost,isthehighcostperformanceofahumanreactiontest.Comparedwithothertesterhasobviouspricecompetitiveadvantage;Atthesametime,theuseofthisdesignmethodissimple,justpressthebuttontocompletethetest,theconvenienceforthetester'stest.Keywords:Singlechipmicrocomputer;ReactionSpeed;AT89S52;LED;Digitaltube目录1硬件部分设计...........................................................11.1硬件结构设计........................................错误!未定义书签。1.2硬件电路设计........................................................31.2.1硬件模块选择....................................................41.2.2硬件模块设计....................................................41.2.3控制计算公式....................................................62软件部分设计...........................................................72.1开发环境............................................................82.2主体程序设计........................................................82.2.1主程序设计......................................错误!未定义书签。2.2.2中断程序设计....................................................93系统测试..............................................................103.1软件测试...........................................................103.2硬件测试...........................................................10结论...................................................................11参考文献................................................................12附录A..................................................................13附录B..................................................................14附录C..................................................................15沈阳工学院学士报告11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。正常情况下系统一直处于空闲等待状态，直到测试者按下按键后，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。整体系统框图如图1.1所示。图1.1单片机引脚图1.1硬件结构设计1.1.1AT89S52单片机的介绍单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器、计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，AT89C52单片机系统LED数码管显示器按键LED按键指示灯沈阳工学院学士报告2256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8位微控制器8K字节在系统可编程FlashAT89S52。与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作：0Hz～33Hz、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。单片机引脚图如图1.2所示。图1.2AT89S52单片机引脚图1.1.2LED发光二极管的特性(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。(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；沈阳工学院学士报告3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7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，二加高电平的则点不亮。1.1.3LED数码管显示器显示原理并排使用的多位数码管成为LED显示器。LED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。LED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LED