人体反应速度测试器的实验研究

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中图分类 号 :T 72 N 9 文献标志码 :B 文章编号 :17 4 5 (0 1 0 00 0 62— 5 0 2 1 )4— 0 4— 4
A m a a to p e s r u t Hu n Re c in S e d Te tCic i
L h n me IC u i
“” l ,S= 0 “ ”时 ,触 发器置 0 。当 R= 0 ,s “” “ ” ,触发 器 置 1当 R= 1 ,S= 1 时 ,触 l时 “” “”
指示灯 L D。 E 被点亮 ,显示电路接通 。由于电容两
发器状态保持不变。 当 R= 0 ,S= 0 “” “ ”时 ,触 发器 状 态 不 定 ,应 避 免 这 种 输 入 出现 。在 本 电路 中,按下停止按钮 K 前 ,电源 通过 R 对 c 充 : 电,使 C 上电压为高电平。该高 电平使 I1 或 C A(
I: 2输 入端 或 非 门 电路 C 4 0 ,I3 6反 相 C是 D 01 C 是 器 C 46 ,I 是 6施密 特 反相器 C 4 16,每个 D 09 C D00 芯 片 内含 有 6个独 立 的反相 器 ,具有 较大 的驱 动 电 流 能力 ,可 以直 接驱 动发 光二极 管 。
13 4 停 止控 制 电路原 理 ..
图 1 电 路 方 框 图
该部分电路最 主要的是 由 2 个或非 门 I 1 C C和 I1 C D构成的 R S触发器 ,输人为高 电平有效 。当 R

1 3 单元 电路原 理 .
1 3 1 开机 延 时 电路 原理 . .

如 图 2所 示 ,按 下 开 启 按 钮 K ,电 源 接 通 ,
非 门) 出 “ ” 同理 I1 输 0。 C C输 人 为 “ ” 1 ,反 相 后 输 出为 “ ”,I1 0 C D的两 个输 人 均 为 “ ” 0 ,控 制 由 II C D和 I1 C C构 成 的 R S触 发 器输 出 “ ” l ,与 之相 连 的 二 极 管 I4 4 N 18截 止 。多 谐 振 荡 器 正 常 工 作 ,
停 止熄 灭 ,保 留 当时 的状 态 。
13 5 多谐 振 荡器原理 ..
图 2 电路 原 理 图
该 电路 中时钟 脉 冲 由施 密特 反相 器构 成 的多谐
振荡器产生,如图 3 所示。
1 3 2 减 法 电路原 理 ..
C 41 D 05为一个 4位 串人并 出 的移位 寄存 器 , 为实 现 8位数串人 并出 ,可将两片 C 4 1 D 0 5级联 , 即第 l 片的第 4位输 出接第 2片的串行输入 。电源 接通 时 ,或非 f I1 - C B输 出 l I ,该 高 电平 信 号 从 I2 C B的 D端串行输入 ,在时钟作用下 ,使 I2 C B输 出 Q Q 2 3 o I Q 依次变为 “ ” 3 I2 Q l ,Q 接 C A的 D端 , 所 以 I2 C A的输出 Q Q Q Q 依次变为 “ ” o 123 1 。当测
试开 始 ,或非 门 C 40 (C B 输 出 “ ” D 0 1 I1 ) O ,该低 电
图 3 多谐振荡器 电路

6・
1 1 设计 任 务 .
等电路 。它涉及 的内容覆盖了脉冲与数字逻辑 电路 课 程 的多个 方 面 ,为 学生理 解 和应 用数字 逻辑 电路
基 本知 识提 供 了一个很 好 的实践 平 台 。这 个 实验 可 以让学 生得 到 比较全 面 的实践锻 炼 。特别 是 它 的脉 冲 电路 部 分 ,它 采 用 普 通 数 字 集 成 电路 与 一 些 电 阻 、电容外 围 电 路 构 成 初 始 状 态 设 置 电路 和 振 荡 器 ,拓宽 了学 生对 脉 冲电路构 成 的理解 ,可 以起 到
为移位寄存器提供时钟脉冲。 电路 工 作 过 程 中, 即使 I1 的 输 入 变 为 CC

6 V
“” 0 ,但 双 稳 态 电 路 I I C D输 出端 仍 能 保 证 输 出
“” l 。按 下 K 后 ,电容 C 2 放 电,使 I 1 或非 C A( 门) 一输入端信号 为 “ ” ( 0 另一输入接 I 1 C B输 出
第 9卷 第 4期 21 0 1年 8月
实验科学与技术
E p r n c e c n e h oo y x e me t i n e a d T c n lg i S
Vo. . 1 9 No 4 Au u t2 1 g s. 0 1
人体 反 应 速 度 测 试 器 的 实验 研 究
向:电子技 术应 用实验教 学与研 究。
源自文库
人体 反应 速度 测试 器 电路 中 ,它的核 心 电路是
第 9卷

第 4期
李春梅 :人体反应速度 测试 器的实验研究
・5・
个减法计数器 电路控制测试信号灯依次点亮或依
平又从移位寄存器串行输入端输入 ,使移位寄存器
输出依次变成 “ ” 0。
12 电路框 图和原 理 图¨叫 .
1 综合 实验设计
综合实验人体反应速度测试器可以测出被测试 者对信号的反应速度 , 并且可以将反应速度分为 8 段 ,段数越高表示反应速度越快。
收稿 1期 :2 1 0—2 ;修改 日期 :2 1 5 1 00—1 5 00—1 —2 1 3 作者简介 :李春 梅 ( 9 0一 ) 17 ,女 ,硕 士,讲 师 ,研 究 方
李春梅
( 电子科技大学 电子工程学院 , 成都 60 5 ) 10 4
摘要: 对人体反应速度 测试 器实验教 学设 计与 实践进行 了探 讨。提 出了用中规模 集成 电路 移位 寄存 器 4 1,或 非 门 电路 05 4 0 ,施密特反 相器 4 1 6和反相 器 4 6 01 00 0 9构成的电路驱动 8只发光二极管动态显示 来实现一个 实验 电路 的方法。 实验 电路 包括 了脉 冲电路和数字逻辑电路 ,并要 求学生在 万用版上安装和焊接 元 器件 ,完成 电路调 试。通过对 实验 电路 的搭 接 与实 验 结果的分析 ,强化 了学生对数 字电路应 用的理解和动手能力的培养。 关 键 词 :脉 冲电路 ;数 字逻辑 电路 ;反应速度
igo u eaddgM cc t n p l i t i u. f sn i ri Ke od :pl i ut d a l cc u ;r ci pe yw r s us cr i i lo i i e t ns d e c ; t g r t a o e i c
电子科技大学电子技术开放性实验 ,旨在激发 学生主动学习的兴趣 ,促进动手能力的培养。反应 速度测试器的实验设计正是基于这个 目的来开设 的。反应速度测试器 能够 定量地反 映人 的反应速 度。而该实验 的特色是采用全硬件电路设计 ,实验 电路中包含 了由脉冲电路构成的振荡器和初始状态
端电压不能突变,所 以 C 上 电压仍为 0 , ,或非 门 I1 输 出 l CB ,指示灯 L D 不亮 。但 c E1 会通过 尺 。
对 c 充 电,使得 c 上电压升高 ,当 c 上电压升 , , 到大于 C O M S门的阈值 电压 时,或非 f 1 -I B输 出 iC 发生翻转 ,由高变低 ,经两级反相 门时 间延迟后 , 使发光二极管 L D 点亮 ,表示测试开始。 E,
设 置 电路 ,也包 含 了数字逻 辑 电路 中 的移 位 寄存 器

电路主要由 4种共 4只 C O 数字集成电路构 MS 成 ,其原理 图见 图 2 。其 中 I 是 双 4位 静态 移 位 C 寄存器 C 4 1 ,其 内部含有 2 D05 组独立 的 4位 串人 并出移位寄存器 ,在本 电路 中将 2 组级联使用。
(c ol f lc oi E gneig U iesyo lc oi S i c n ehooyo hn , hn d 10 4,C ia Sho o et nc nier , nvri Eet nc ce eadT c nl C ia C eg u6 05 E r n tf r n gf hn )
c md TCMO 0 O ae D 0 9t d v L D h i ut a us i ut n i t g i u .T x e m n Sh it O I 16adN T gt C 46 r e E .T ec c ihsplec ci addg M l cc ci h eepr e t N n o i 8 r r i o i r t i
Ab ta t T s c r uto u n ra t n s e s p e e td T e c ru tu e du sz hf r g s r CD 01 s r c : e t ic i f h ma e c i p d i rs ne . h i i s s me i m i s i e it 4 5, NO C 0 1 o e c e t e R D4 0 ,
端 ,也为 “ ” ,则 I 1 输 出 “ ” 0 ) CA l ,控 制 R S触 发器 I 1 C D输 出 “ ” 该 低 电平 使 二 极 管 I4 4 0。 N 18
导通 ,多谐振荡器 因接低而导致停振 。移位寄存器 没有时钟信号触发 ,状态保持不变。L D 一L D E: E,
13 3 驱 动 显 示 电路 原 理 ..
次熄灭 ,该电路利用移位 寄存器 的移位功 能实现。
测试开始和结束 ,由一个控制 电路实现。此外 ,电 路还需脉冲时钟 电路 、开机延时电路和驱动显示 电 路。电路方框图如图 1 。
移位寄存器的 8 位输 出分别经 8个 C 4 6 D 0 9构 成的反相器驱 动 L : E , 8只发光二极 管发 E ~L D 共 光。电源接通时 ,移位寄存器输 出 1 ,反相后为 0 , 对应二极管导通 ,L D 一 E 9 E : L D 被依次点亮 。当测 试开始 ,移位 寄存器输 出变为 0 ,反相后为 l ,控 制对应发光二极管截止 ,L D ~ E E : L D 依次熄灭 。
很好 的教 学效 果 。
闭合 电源 开关 ,电源 指示 灯点 亮 ,一个 减法计 数 器 电路在 时钟 的作用 下 控制 由 L D E ~L D E 组 成
的测试信号灯依次点亮。再延迟几秒后 ,测试信号
灯 L D 点亮,表示测试开始 ,减法计数器电路在 E, 时钟脉 冲的作用下依次递减,由控制 L D ~ E E L D 组成的测试信号灯依次熄灭 ,在此过程中,当被测 试人按下停止按钮时,一个双稳态 电路被触发 ,它 控制时钟 电路 停振 ,减法 计数 器 处于保 持状态 。 LD 一 E , E L D 的熄灭个数将记录为被测试者的反应 速度。熄灭的信号灯个数越多说明说明被测试者的 反应速度越慢 ,反应能力段数越低 ,反之则说明被 测试者反应速度快 ,反应 能力段数高。
e u e t d n sf ih w l ig a d t t ic i r q r ssu e t n s ed n n sig c ru t h r u h t e e p r n , td n sc ud e h c h i c p b l y Ol h n esa d i i e n .T o g h x i e me t su e t o l n a et e r a a i t i t e u d rtn - n i
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