基于AT89S52单片机的人体反应速度测试仪设计.docx
《基于AT89S52单片机的人体反应速度测试仪设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于AT89S52单片机的人体反应速度测试仪设计.docx（35页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
基于AT89S52单片机的人体反应速度测试仪设计
任务名称：
基于AT89S52单片机的人体反应速度测试仪设计
知识点
通过学习和查阅资料，本项目要求掌握如下知识：
1、+5V电源原理及设计
2、单片机复位电路工作原理及设计。
3、单片机晶振电路工作原理及设计。
4、按键电路的设计。
5、驱动电路74LS07、74LS244的特性及使用。
6、LED的特性使用。
7、AT89S52单片机引脚。
8、单片机C语言及程序设计。
本课题建议学时60学时。
本课题的教学步骤可分为：
1、下发任务书。
2学时
2、学生根据任务书等资料解决相关问题。
20学时
3、教师对相关知识的疑难问题进行讲解。
9学时
4、学生6－7人一组，讨论并确定安装方案，填写工艺卡3学时
5、学生按照工艺卡完成准备工作。
1学时
6、学生绘制电原理图、方框图、安装图、元器件明细表。
6学时
7、学生自行完成人体反应速度测试仪的安装、调试、维修。
15学时
8、对人体反应速度测试仪的制作维修情况进行评价。
2学时
9、工作任务的小结。
1学时
任务书：
（2个课时）
一、项目概述
随着社会的发展，许多交通事故都是由于人们在突发状况下不能及时作出判断而导致的。
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换。
下面以AT89S52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，间接反应人们面对突发状况的反应能力。
二、项目要求：
基于AT89S52单片机的人体反应速度测试仪设计要求如下：
1、测试者按下测试按键后，测试灯亮起，测试随之开始。
2、在测试过程中，测试者要注意观察测试灯的变化，当看到测试灯熄灭时，测试者要迅速放开测试按键，单片机会在数码管上显示测试者的反应时间。
3、若测试者在测试灯熄灭之前放开测试按键，则系统自动判为犯规，并显示出错信息。
三、系统设计
以AT89S52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，直到测试者按下按键后，LED测试灯立即亮。
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，此计时时间用于记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测试灯熄灭之前提前放开测试按键，则显示9999作为出错信息。
四、硬件设计
LED数码管的显示电路中采用动态数码管显示，在其中P0端口控制段码，低电平有效。
P2.0—P2.3端口控制位码，高电平有效。
P2.3端口控制第1个数码管，P2.2端口控制第2个数码管，P2.1端口控制第3个数码管，P2.0端口控制第4个数码管。
各个数码管的段码都是P0端口的输出，即各个输入的段码都是一样的，为了使其分别显示不同的数字，可采用动态扫描的方式，即先只让最低位显示0，经过一段延时，再只让次低位显示1，依次类推。
由于视觉短暂，只要延时时间足够短，就能够使得数码的显示看起来非常稳定清楚。
通过本课题的学习，你能够独立完成声光控电子开关的制作，并且可以进行它类型声光控延时电子开关的维修；下图为声光控电子开关电原理图。
声光控延时电子开关电原理图
五、软件设计
基于AT89S52单片机的人体反应速度测试仪程序清单如下：
#include
#include
#include<.reg52.h>
Sbitkey=P1^0
Sbitled=P1^1
Typedefunsignedcharbyte
Typedefunsignedintword
Staticbytedisp[5]
Codebytetable[11]={0xc0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,
0xF8,0xB0,0x90}//bytetable[]内存放数码管
//表：
0~9
Bytebot（void）//读取按键，有按键被按下则
{//返回0，否则返回1
If（key==0）return0;
Elsereturn1;
}
Voiddisplay（wordms）//该函数将缓存区display[]中的
//整数译码后用数码管进行显示
{
Byteposi=0x01,I,j,temp;
Disp[3]=ms/1000;//1s
Disp[2]=（ms%1000）/100;//100ms
Disp[1]=（ms%100）/10;//10ms
Disp[0]=ms%10//1ms
For（i=0;i<4;i++）//数码管显示
{
Temp=disp[1];
Temp=table[temp];
For（j=0;j<200;j++）//延时
{
P2=posi;//显示xxxx毫秒形式
P0=temp;
}
Posi*=2
}
}
Unsignedlongrandom（void）//调用系统随机函数，生成随机数
{
Wordrt;
Bytek=0;
Srand（50000）;//种下随机数种子，范围为0~50000
Rt=rand（）;//生成随机数
Rt=rt*rand（）;//使随机数足够大，能够延时足够时间
Returnrt;
}
VoidINIT_TMR1（void）
{
TNOD=0x11;
TH1=oxfc;
TL1=0x66;
TR1=1;
}
Voiddelaylms（void）//延时1ms
{
INIT_TMR1（）;
while
（1）
{
If（TF1==1）
｛
Break；
｝
}
}
Voidmain（void）
{
Bytek=0;//获取按键情况
K=bot（）;//输入前先把p1口都加高电平
P1=0xff;//主循环开始
While
（1）
{
Wordmstime=0,j;
Wordr;
While（bot（））;//等待按键按下，否则始终等待
Led=0;//按键被按下后，灯亮
R=random（）;
For（j=r;j>0;--j）//延时一段随机时间，为1ms的随机倍数
{
Delaylms（）;
K=bot（）;
If（k==1）//如果在灯灭前弹起按键，显示最长时间作为惩罚
{
Mstime=9999;
Gotoloop;
}
}
Led=1;//灯灭
INIT_TMR1（）;//初始定时状态
While
（1）//如果按键弹起，反复进入定时状态。
//每1ms计时器溢出一次，毫秒数加1
{
if（TH1==1）
{
TH1=0xfc;
TL1=ox18;
TR1=1;
TF1=0;
++mstime;
}
If（k=bot（））break;
}
Loop:
led=1;
While
（1）
{
If（k==1）//按键弹起后始终显示时间
{
K=bot（）;
Display（mstime）;
}
Else//若按键按下，重新开始测试
{
Mstime=0;
P2=0xff;
Break;
}
}
}
}
流程卡：
（2个课时）
操作流程卡
课题基于AT89S52单片机的人体反应速度测试仪设计
序号
操作内容
工作时间
学生：
日期：
教师：
基于AT89S52单片机的人体反应速度测试仪设计：
（15个课时）
1、准备本项任务所需的材料、工具，
2、如果不全，缺哪些？
3、根据上一项目的制作步骤进行操作。
材料明细卡
代号
名称
型号
数量
用途
R1
碳膜电阻
330Ω
1
个
LED限流
R2
碳膜电阻
10KΩ
1
个
复位电路
C1
电容
30PF
1个
晶振电路
C2
电容
30PF
1个
晶振电路
C3
电解电容
10PF/10V
1个
复位电路
单片机
AT89S52
1个
控制核心
晶振
12MHZ
1个
晶振电路
驱动器
74LS244
1个
数码管驱动
数码管
4位共阳
1个
显示装置
电源
+5V/0.5A
1个
提供+5V
按键
1个
测试按键
驱动器
74LS07
1个
数码管驱动
D
发光二极管
LED
1个
测试灯
17
松香、焊锡丝、绝缘胶布、印刷电路板、镀银铜丝、电源线及插头\
多股软导线（400毫米）、14PIN集成电路插座（1个）
课题基于AT89S52单片机的人体反应速度测试仪设计
参考资料提示
序号
书名
出版社
1
电工基础
中国劳动社会保障出版社
2
电子电路基础
中国劳动社会保障出版社
3
数字逻辑电路
中国劳动社会保障出版社
4
电子技术工艺基础
电子工业出版社
5
电子专业技能训练
中国劳动社会保障出版社
基本操作技能
中国劳动社会保障出版社
单片机应用技术
中国劳动社会保障出版社
平分卡：
（2个课时）
基于AT89S52单片机的人体反应速度测试仪设计（满分100分）
评分页
姓名
学号
序号
项目及配分
工艺标准
扣分标准
学生自评分
教师评分
1
作图
30分
1.布局合理\紧凑
2.导线横平\竖直\转角成直角,无交叉
3.元件间连接关系和电原理图一致
1.布局不合理,每处扣5分
2.导线不平直\转角不成直角,每处扣2分,出现交叉,每处扣5分
3.连接关系错误,每处扣10分
2
基于AT89S52单片机的人体反应速度测试仪设计安装45分
1.电阻器\二极管水平安装,离万能电路板间距5mm,色标电阻的色环标志方向一致
2.三极管、可控硅、电解电容垂直安装,元件底部离电路板间距8mm
3.按图装配,元件的位置\极性正确
4.焊点光亮\清洁\焊料适量
5.布线平直
6.无漏焊\虚焊\假焊\搭焊\溅锡等现象
7.焊接后元件引脚剪脚留头长度小于1mm
1.元件安装歪斜\不对称\高度超差\色环电阻标志不一致,每处扣1分
2.错装\漏装,每处扣5分
3.焊点不亮\焊料过多过少\布线不平直,每处扣0.5分
4.漏焊\虚焊\假焊\搭焊\溅锡,每处扣3分
5.
6.剪脚留头长度大于1mm,每处扣0.5分
3
基于AT89S52单片机的人体反应速度测试仪设计调试25分
1.按调试要求和步骤正确测量
2.正确使用万用表
3.正确使用示波器观察波形
1.调试步骤错误,每次扣3分
2.测量结果错误,每次扣5分误差大,每次扣2分
3.万用表\示波器使用错误,每次扣3分
4
安全文明操作
1.安全用电,不人为损坏元器件\加工件和设备等
2.保持操作环境整洁,秩序井然,操作习惯良好
1.发生安全事故,扣总分20分
2.违反文明操作规程,视情况扣总分5---20分
5
工时：
min
超5min扣10分
6
合计
基于AT89S52单片机的人体反应速度测试仪设计的维修（满分100分）
评分页
姓名
学号
序号
项目及配分
工艺标准
扣分标准
学生自评分
教师评分
1
查找故障
正确使用电烙铁、万用表、示波器等
电烙铁、万用表\示波器使用错误,每次扣3分
2
排除故障
1.元件的位置\极性正确
2.焊点光亮\清洁\焊料适量
3.布线平直
4.无漏焊\虚焊\假焊\搭焊\溅锡等现象
5.焊接后元件引脚剪脚留头长度小于1mm
6.正确使用电烙铁、万用表、示波器等
1.元件安装歪斜\不对称\高度超差\色环电阻标志不一致,每处扣1分
2.焊点不亮\焊料过多过少\布线不平直,每处扣0.5分
3.漏焊\虚焊\假焊\搭焊\溅锡,每处扣3分
7.
4.剪脚留头长度大于1mm,每处扣0.5分
5.电烙铁、万用表、示波器、直流稳压电源、毫伏表、信号发生器使用错误,每次扣3分
3
安全文明操作
3.安全用电,不人为损坏元器件\加工件和设备等
4.保持操作环境整洁,秩序井然,操作习惯良好
3.发生安全事故,扣总分20分
4.违反文明操作规程,视情况扣总分5---20分
4
工时：
min
超5min扣10分
5
合计
工作小结：
（1个课时）
工作任务小结表
日期：
1：
你所在的小组从接受任务到完成共用了多少时间？
2：
你认为此基于AT89S52单片机的人体反应速度测试仪设计的制作可以在哪些方面进行改进？
3：
对你造成最大困难的是哪些工作？
4：
你通过此基于AT89S52单片机的人体反应速度测试仪设计制作在哪些方面得到了提高？
5：
你认为在今后的教学中是否还应按照这种教学方法来安排？
任务名称：
基于AT89S52单片机的LED点阵显示电子钟设计
知识点
通过学习和查阅资料，本项目要求掌握如下知识：
1、+5V电源原理及设计
2、单片机复位电路工作原理及设计。
3、单片机晶振电路工作原理及设计。
4、按键电路的设计。
5、74LS373锁存驱动器的特性及使用。
6、74LS138译码器的特性及使用
7、AT89S52单片机引脚。
8、单片机汇编语言及程序设计。
本课题建议学时60学时。
本课题的教学步骤可分为：
1、下发任务书。
2学时
2、学生根据任务书等资料解决相关问题。
20学时
3、教师对相关知识的疑难问题进行讲解。
9学时
4、学生6－7人一组，讨论并确定安装方案，填写工艺卡3学时
5、学生按照工艺卡完成准备工作。
1学时
6、学生绘制电原理图、方框图、安装图、元器件明细表。
6学时
7、学生自行完成基于AT89S52单片机的LED点阵显示电子钟的安装、调试、维修。
15学时
8、对基于AT89S52单片机的LED点阵显示电子钟的制作维修情况进行评价。
2学时
9、工作任务的小结。
1学时
任务书：
（2个课时）
一、项目概述
随着科学技术日新月异的发展，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说是无处不在。
基于AT89S52单片机的LED点阵显示电子钟具有结构简单，性能可靠、价格低和显示灵活等优点，因此得到了广泛应用。
二、项目要求
设计一种基于AT89S52单片机的LED点阵显示电子钟，具体要求如下：
1.时钟的显示由LED点阵构成。
2.能正确显示时间，上电显示为12点。
3.时间能够由按键调整。
4.误差小于1s。
三、系统设计
根据设计要求，采用并行方式显示，通过锁存器芯片来扩展I/O口，达到控制LED点阵的40个列线的目的。
方案中运用5片锁存器74LS373来组成5组双缓冲寄存器，驱动LED点阵的8组列线，用3/8译码器74LS138对LED点阵的8行进行扫描。
在送每一行的数据到LED点阵时，先把数据分别送到5个74LS373，然后再把数据一起输出到LED点阵列中，送出去的时间数据由AT89S52来控制。
电子钟由显示电路，行驱动电路、列驱动电路、中央控制器AT89S52、按键电路和复位电路组成。
四、硬件设计
单片机采用AT89S52，系统采用高精度的12MHZ的晶振，以获得较高的刷新频率及较准确的时钟频率使显示稳定和计时准确：
采用RC上电加按键复位电路：
单片机的P0口和P1口的低5位与列驱动去连接，用来显示数据；P2口的低3位与行驱动器相连，用来送行选信号。
单片机P2口的低3位输出的行信号经74LS138译码生成8条行扫描，这8条信号线所带的驱动能力足以驱动8个LED显示器，因此就不需要额外增加驱动电路。
74LS138的其他控制引脚按工作状态分别接入相应的高低电平。
列驱动采用集成电路74LS373构成，它是一个8位并入和8位并出的带一定驱动能力的锁存器。
用P1口的低5位分别接到第一脚作为选通用，连接P2口的低5位除了作输出驱动外，主要是起锁存数据的功能，所以11脚全部固定接地。
五、软件设计
LED点阵电子钟程序主要功能是屏幕显示时间稳定、精确。
所以按照分块设计的方法可以把程序分为主程序、计时程序、显示程序、调时程序。
主程序主要是用来初始化系统和控制各个子程序之间执行的顺序。
由于计时需要精确，所以我们直接用T0计时器来产生一个20ms的中断程序，在计时中断程序中完成对时、分、秒的调整，而调时程序采用了两个外部中断来完成。
程序清单：
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0003H
LJMPPINT0
ORG000BH
LJMPINTT0
ORG0013H
LJMPPINT1
ORG0030H
MAIN:
MOVSP,#60H
MOVTMOD,#01H
MOVTL0,#0e0H
MOVTH0,#0b1H
MOVIE,#87H
MOV30H,#01H；时十位
MOV31H,#02H；时个位
MOV32H,#0AH；光标点位
MOV33H,#00H；分十位
MOV34H,#00H；分个位
MOV35H,#00H；秒十位
MOV36H,#00H；秒个位
SETBIT0
SETBIT1
SETBPT0
SETBTR0
LOOP:
LCALLDISP
LJMPLOOP0
INTT0MOVTL0,#0e0H
MOVTH0,#0b1H
PUSHACC
PUSHPSW
INC36H
MOVA,36H
CJNEA,#25,PLL
MOV32H,#0BH
PLLCJNEA,#50,ENDD
MOV32H,#0AH
MOV36H,#00H
INC35H
MOVA,35H
CJNEA,#60,ENDd
MOV35H,#00H
INC34H
MOVA,34H
CJNEA,#0AH,ENDd
MOV34H,#00H
INC33H
MOVA,33H
CJNEA,#06H,ENDd
MOV33H,#00H
INC31H
MOVA,30H
CJNEA,#02H,END1
MOVA,31H
CJNEA,#04H,END1
MOV31H,#00H
MOV30H,#00H
END1:
MOVA,31H
CJNEA,#0AH,ENDd
MOV31H,#00H
INC30H
ENDd：
POPPSW
POPACC
RET1
DISP:
PUSHACC
PUSHPSW
MOVA,30H
MOVB,#08H
MULAB
MOV3BH,A
MOVR4,#00H
MOVR5,#08H
LOOP00:
MOVA,3BH
MOVDPTR,#TABE
MOVCA,@A+DPTR
MOVP2,R4
MOVP0,A
MOVP1,#0FEH
INC3BH
INCR4
LCALLDELAY
DJNZR5,LOOP00
MOVA,31H
MOVB,#08H
MULAB
MOV3BH,A
MOVR4,#00H
MOVR5,#08H
LOOP11:
MOVA,3BH
MOVDPTR,#TABE
MOVCA,@A+DPTR
MOVP2,R4
MOVP0,A
MOVP1,#0FDH
INC3BH
INCR4
LCALLDELAY
DJNZR5,LOOP11
MOVA,32H
MOVB,#08H
MULAB
MOV3BH,A
MOVR4,#00H
MOVR5,#08H
LOOP22:
MOVA,3BH
MOVDPTR,#TABE
MOVCA,@A+DPTR
MOVP2,R4
MOVP0,A
MOVP1,#0FBH
INC3BH
INCR4
LCALLDELAY
DJNER5,LOOP22
MOVA,33H
MOVB,#08H
MULAB
MOV3BH,A
MOVR4,#00H
MOVR5,#08H
LOOP33:
MOVA,3BH
MOVDPTR,#TABE
MOVCA,@A+DPTR
MOVP2,R4
MOVP0,A
MOVP1,#0F7H
INC3BH
INCR4
LCALLDELAY
DJNER5,LOOP33
MOVA,34H
MOVB,#08H
MULAB
MOV3BH,A
MOVR4,#00H
MOVR5,#08H
LOOP44:
MOVA,3BH
MOVDPTR,#TABE
MOVCA,@A+DPTR
MOVP2,R4
MOVP0,A
MOVP1,#0EFH
INC3BH
INCR4
LCALLDELAY
DJNER5,LOOP44
POPPSW
POPACC
RET
DELAY:
MOV37H,#50
DEL:
MOV38H#4
DJNE38H,$
DJNE37H,DEL
RET
TABE:
；0
DB00H,18H,24H,24H,24H,24H,18H,00H
；1
DB00H,10H,30H,10H,10H,10H,38H,00H
；2
DB00H,18H,24H,04H,18H,20H,3CH,00H
；3
DB00H,18H,24H,18H,04H,24H,18H,00H
；4
DB00H,08H,18H,28H,7CH,08H,08H,00H
；5
DB00H,1CH,10H,18H,04H,24H,18H,00H
；6
DB00H,18H,24H,38H,24H,24H,18H,00H
；7
DB00H,3CH,28H,08H,10H,10H,10H,00H
；8
DB00H,18H,24H,18H,24H,24H,18H,00H
；9
DB00H,18H,24H,24H,1CH,24H,18H,00H
；
DB00H,00H,18H,18H,00H,18H,18H,00H
；
DB00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H
RET
PINT0:
MOV4AH
升级会员 