单片机原理与接口技术人体反应速度测试仪设计大学论文.docx
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单片机原理与接口技术人体反应速度测试仪设计大学论文
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。
此时可以松手，记灯熄灭到松手的时间差为反应时间。
代码如下:
矩阵键盘模块：
#include"project18s.h"
#include
ucharkey_value=0x10;
uchartemp,a;
ucharkeyboard（）
{
uchari,t=4;
P2=0xFF;//P2口写1
a=0x7F;//p_value赋初始值
i=1;
while（t--）
{
a=_crol_（a,1）;//循环左移一位，检测下一行
key_scan（）;
i++;
if（i==5）{i=1;a=0x7f;}
}
returnkey_value;
}
voidkey_scan（）
{
P2=a;//P2.0置零
temp=P2;//读P2口的值
temp=temp&0xF0;//取高四位,都得用temp，即temp=p2,temp=temp&0xf0;
while（temp!
=0xF0）//如果高四位不全为0，则有键下
{
delay（5）;//延时消抖
while（temp!
=0xF0）//再读一次，如果高四位还是不全为0，真的有键按下了
{
temp=P2;//读P2口的值给temp
switch（temp）
{
case0xEE:
key_value=0;break;
case0xDE:
key_value=1;break;
case0xBE:
key_value=2;break;
case0x7E:
key_value=3;break;
case0xED:
key_value=4;break;
case0xDD:
key_value=5;break;
case0xBD:
key_value=6;break;
case0x7D:
key_value=7;break;
case0xEB:
key_value=8;break;
case0xDB:
key_value=9;break;
case0xBB:
key_value=10;break;
case0x7B:
key_value=11;break;
case0xE7:
key_value=12;break;
case0xD7:
key_value=13;break;
case0xB7:
key_value=14;break;
case0x77:
key_value=15;break;
}
while（temp!
=0xf0）//松手检测
{
temp=P2;
temp=temp&0xf0;
}
seed+=times;
key_hit=1;
times--;
}
}
}
voiddelay（uintz）
{
uintm,n;
for（m=z;m>0;m--）
for（n=78;n>0;n--）;
}
数码管显示模块：
#include"project18s.h"
sbitseg_oe=P1^3;//数码管显示使能端，低电平有效
sbitduanxuan=P1^4;//数码管的段选端
sbitweixuan=P1^5;//数码管的位选端
ucharcodesmg_duan[17]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71,
0x76};//数码管段选码表，我们的数码管是共阴极数码管
ucharcodesmg_wei[8]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,
0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//选择亮哪一个数码管
voidseg_disp（ucharwei,ucharduan）//单个数码管的显示
{
weixuan=1;
P0=smg_wei[wei];
weixuan=0;
duanxuan=1;
P0=smg_duan[duan];
duanxuan=0;
seg_oe=0;
delay10ms（）;
seg_oe=1;
}
voiddelay10ms（）
{
uchari,j;
for（i=1;i<40;i++）
for（j=1;j<40;j--）;
}
头文件：
#ifndefPro_H
#definePro_H
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#definegame_times2//游戏次数
externucharkey_hit;
externintseed;
externinttimes;
voidseg_disp（uchar,uchar）;
voiddelay10ms（）;
ucharkeyboard（）;
voidkey_scan（）;
voiddelay（uint）;
#endif
主程序代码：
/**项目18单片机人体反应速度测试仪的设计
***包含模块：
矩阵键盘，数码管，定时器*/
#include"project18s.h"
#include
#include
ucharkey_hit=0;
intseed=12;
inttimes=game_times;
uchardisp[5];
intmstime=0;
voiddisplay（uintms）//显示反应时间
{
uchari;
disp[3]=ms/1000;
disp[2]=（ms%1000）/100;
disp[1]=（ms%100）/10;
disp[0]=ms%10;
for（i=0;i<4;i++）
{
seg_disp（i,disp[i]）;
}
}
unsignedlongrandom（uchark）//生成随机数
{
uintrt;
srand（k）;
rt=rand（）;
rt=rt*rand（）;
returnrt;
}
intaverage（inttime[]）//求反应时间的平均值
{
inti,sum=0;
for（i=0;isum+=time[i];
return（sum/game_times）;
}
voidmain（）
{
inttime[game_times]=0;
uchardisp_num,hit_num;
uchardisp_ms;
TMOD=0x11;
TH0=0xfc;
TL0=0x17;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
while
（1）
{
while（times）
{
while
（1）
{
disp_num=random（seed）%16;
hit_num=keyboard（）;
seg_disp（5,hit_num）;
seg_disp（7,disp_num）;
if（!
key_hit）
if（TF0==1）
{
TR0=1;
TF0=0;
}
if（key_hit）
{
TR0=0;
key_hit=0;
disp_ms=mstime;
break;
}
}
if（disp_num==hit_num）
{
display（disp_ms）;
time[times]=disp_ms;
}
else
{
display（9999）;
time[times]=9999;
}
mstime=0;
TR0=1;
}
seg_disp（5,hit_num）;
seg_disp（7,disp_num）;
display（average（time））;
}
}
voidInt_T0（void）interrupt1
{
++mstime;
TH0=0xfc;//（65535-1000）/256=252=0xfc定时时间1ms
TL0=0x17;//（65535-1000）%256=23=0x17
}
书上的代码经调试可用，如下：
主程序代码：
#include"project18.h"
#include
#include
#include
sbitkey=P2^0;
sbitled=P1^0;
typedefunsignedcharbyte;
typedefunsignedintword;
staticbytedisp[5];
codebytetable[11]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
bytebot（void）
{
if（key==0）
return0;
else
return1;
}
voiddisplay（wordms）
{
uchari;
disp[3]=ms/1000;
disp[2]=（ms%1000）/100;
disp[1]=（ms%100）/10;
disp[0]=ms%10;
for（i=0;i<4;i++）
{
seg_disp（i,disp[i]）;
}
}
unsignedlongrandom（void）
{
wordrt;
bytek=0;
srand（50000）;
rt=rand（）;
rt=rt*rand（）;
returnrt;
}
voidINIT_TMR1（void）
{
TMOD=0x11;
TH1=0xfc;
TL1=0x66;
TR1=1;
}
voiddelay1ms（void）
{
INIT_TMR1（）;
while
（1）
{
if（TF1==1）
break;
}
}
voidmain（void）
{
bytek=0;
k=bot（）;
P2=0xff;
while
（1）
{
wordmstime=0,j;
wordr;
while（bot（））;
led=0;
r=random（）;
for（j=r;j>0;--j）
{
delay1ms（）;
k=bot（）;
if（k==1）
{
mstime=9999;
gotoloop;
}
}
led=1;
INIT_TMR1（）;
while
（1）
{
if（TF1==1）
{
TH1=0xfc;
TL1=0x18;
TR1=1;
TF1=0;
++mstime;
}
if（k=bot（））
break;
}
loop:
led=1;
while
（1）
{
if（k==1）
{
k=bot（）;
display（mstime）;
}
else
{
mstime=0;
P2=0xff;
break;
}
}
}
}
头文件代码：
#ifndefPro_H
#definePro_H
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
voidseg_disp（uchar,uchar）;
voiddelay10ms（）;
#endif
数码管模块：
#include"project18.h"
sbitseg_oe=P1^3;//数码管显示使能端，低电平有效
sbitduanxuan=P1^4;//数码管的段选端
sbitweixuan=P1^5;//数码管的位选端
ucharcodesmg_duan[16]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};//数码管段选码表，我们的数码管是共阴极数码管
ucharcodesmg_wei[8]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,
0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//选择亮哪一个数码管
voidseg_disp（ucharwei,ucharduan）
{
uchari,j;
for（i=0;i<8;i++）
{
weixuan=1;
P0=smg_wei[wei];
weixuan=0;
duanxuan=1;
P0=smg_duan[duan];
duanxuan=0;
seg_oe=0;
delay10ms（）;
seg_oe=1;
}
}
voiddelay10ms（）
{
uchari,j;
for（i=1;i<10;i++）
for（j=10;j>0;j--）;
}
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