反应速度测试仪.docVIP

设计题目： 反应能力测试仪 系 别： 应用电子与通用技术系 班 级： 学生姓名： 指导教师： 成 绩：________ _____________ 年 月 日 课 程 设 计 任 务 书 课程设计题目 反应能力测试仪 功能 技术指标 1.开机时由8只发光二极管组成的显示电路全亮。 2.由测试灯亮到按动停止键两者之间的时间长短判别人的反应速度。 3.8支发光二极管点亮得越多，代表测试者反应能力越强，每熄灭一个所代表的时间为50ms。 工作量 适中 工作计划 6月24日—分析题目的要求查找和分析参考资料； 6月24日～～～ 目录 第一章 绪论 2 1.1 选题目的 2 1.2 设计要求 2 1.2.1 设计题目和设计功能 2 1.2.2设计指标： 2 第二章 电路结构及工作原理 3 2.1 电路方框图 3 2.2 时钟脉冲发生电路 3 2.3 显示电路 4 2.4 测试信号灯电路 5 2.5 启停控电路 6 2.6 减法计数器电路 7 第三章 整机工作原理 8 第四章 电路的组装与调试 9 4.1 电路的检查 9 4.2 电路的调试 9 4.2.1 调试仪器 9 4.2.2 电路调试过程中遇到的问题 9 结论 11 收获与体会 12 致谢 13 参考文献 14 附录1 集成芯片功能介绍 15 附录2 元件清单 18 第一章 绪论 1.1 选题目的 反应速度是速度素质的一种表现形式，指人体对各种刺激发生反应的快慢它以神经过程，反应时为基础，反应时短，反应速度快；反应时长，反应速度慢。汽车司机、飞行员、宇航员运动员等 1.2 设计要求 1.2.1 设计题目和设计功能 本次设计题目为反应速度测试仪，主要设计功能为： 开机时由8只发光二极管组成的显示电路全亮。待测试灯亮后，8支点亮的发光二极管每隔50ms左右，熄灭一个。被测试人按动停止键后，发光二极管停留在当前状态不变，通过观察剩余点亮二极管的个数，判断被测试人的反应速度。 1.2.2设计指标： （1） 开机时由8只发光二极管组成的显示电路全亮。 （2） 由测试灯亮到按动停止键两者之间的时间长短判别人的反应速度。 （3） 8支发光二极管点亮得越多，代表反应能力越强，每熄灭一个所代表的时间为50ms。 第二章 电路结构及工作原理 2.1 电路方框图 本设计的电路主要由显示电路、测试信号灯电路、减法计数器电路、时钟脉冲电路、启停控电路组成。电路方框图如图2-1所示。 图2-1 电路方框图 2.2 时钟脉冲发生电路 时钟脉冲发生电路的实现方法有很多种，其中RC振荡电路结构简单，易于实现且性能比较可靠，适合用在对时间要求不是很严格的电路中。本设计旨在直观的体现反应速度，不要求呈现具体精确的时间，因此本设计的时钟脉冲发生电路用RC振荡电路实现。时钟脉冲发生电路图如图2-2所示。 当电源接通后，非门G1输入端为0，故输出为1；非门G2输入为1，输出就为0。所以电路通过R 对电容充电，当电容两端的电压达到非门G1的开启电压时，G1的输出就跳变为0，这时G2的输出端也随之跳变为1，第一个暂稳态结束。随着电容通过R放电，其两端的电压下降至G1输入端的截止电压时，G1输出电平跳变为1，G2输出电平跳变为0。电路反复重复上述过程，就产生矩形波。 图2-2 时钟脉冲发生电路 当的时候，RC振荡电路产生的脉冲的时钟周期为： （公式2-1） 由此我们可以得到该RC振荡电路产生时钟脉冲的频率为： （公式2-2） 本电路产生的脉冲周期为： 这里的RC振荡电路的非门由芯片CD4069提供，CD4069共有14个引脚，六个非门。相关资料见附录1。 2.3 显示电路 该显示电路主要由8只发光二极管实现，8只LED共阳极相连在电源正极上，各自串联一个1的电阻和一个非门，然后连接在减数计数器的相应的引脚上。当减数计数器的引脚输出高电平时，经非门反相后变成低电平，对应的LED点亮。如图2-3所示。 图2-3 显示电路 发光二极管的反向击穿电压大约为5V，其特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻来控制通过管子的电流。限流电阻R可用下式计算： （公式 2-3） 其中E为电源电压，UF为发光二极管正向压降，IF为LED的一般工作电流。 2.4 测试信号灯电路 测试信号灯电路结构如图2-4组成。在该部分电路中，电解电容和电阻R1组成一阶RC电路，起延时作用。当电源接通时，电解电容处于