有趣的人体反应速度测试电路

2012-08-14 11:00:31来源: 21ic
一、电路介绍

这里介绍的人体反应速度测试器主要由4只数字电路芯片和10只LED等组成,可以测出人体对信号的反应时间,并将反应时间分为8段,段数越高反应速度越快,经常进行反应测试训练,可以逐步提高人体的反应速度。

反应测试器由开机延时、测试信号灯、时钟脉冲、减法计数、启动显示、停止控制等部分组成。下图是控制原理方框图。

控制原理方框图。


控制原理方框图。

本电路主要由3种共4只CMOS数字集成电路构成。电路原理图如下图所示。IC1是四2输入端或非门电路4001,IC3、IC4是反相器4069,每个芯片内含有6个独立的反相器,具有较大的电流驱动能力,可以直接驱动发光二极管。各集成电路的引脚序号标注在原理图中,欲了解更详细的芯片特性可查阅相关资料。

其中IC2选用的是双4位静态移位寄存器4015。引脚功能如右图(略)所示。它的内部含有2组独立的4位串入一并出移位寄存器,在本电路中将两组级联使用。每组寄存器都有时钟端CLK,一个清零端RST,和串行数据输入端D。每位寄存器单元的输出端都引出,因此既可以做串行输出,又可以做并行输出。加在D端上的数据在时钟上升沿的作用下向右移位。当在清零端RST上加“1”时,则寄存器内全部为零。在本电路中将两组寄存器级联使用。4015的真值表见下表。

4015的真值表


4015的真值表

IC2选用的是双4位静态移位寄存器4015


IC2选用的是双4位静态移位寄存器4015

二.电路的工作过程

电源开关K1闭合后,电源指示灯LED10点亮,之后延迟数秒,测试信号灯LED1点亮,减法计数器电路在时钟脉冲的作用下开始递减,由LED2~LED9组成的测试显示发光管依次熄灭,在这过程中,当被测试人按下停止按钮K2时,则时钟脉冲停振,减法计数器处于保持状态,LED2一LED9的熄灭个数将记录为被测试者的反应时间。

三、电路的工作原理

由IC4E、IC4F、R16、R17、C4等组成多谐振荡器,作为时钟脉冲,其振荡周期约为212×R17×C4,按照图3中参数周期约为44rns,IC2(4015)组成8位右移寄存器,IC1B、R1、C1等组成开机延迟电路。当刚闭合电源开关K1时,IC1B的输出端为“1”,在时钟脉冲的作用下,IC2的8位寄存单元迅速全为“1”,几秒后,IC1B的输出端变为“0”,经过IC3A、IC3B两级反向后,驱动测试信号灯LED1点亮。同时IC2的8位寄存单元将在时钟脉冲的作用下,从左到右依次变为“0”,当被测试者按下停止按钮K2时,由IC1C、IC1D组成的RS触发器置“O”,使IC4E、IC4F停振,IC2处于保持状态,结果通过IC3C~IC4D驱动发光二极管显示。这里的IC1A的作用是只有当测试信号灯LED1点亮后,按下停止按钮K2才能有效。提前按下K2无效。

电路的工作原理
电路的工作原理

四、制作过程

这款测试器的全套元件照片如下图(略)所示。元件清单见下表。建议在装配前,先比照元件清单逐一检查一下元件参数、数量等是否一致。无误后即可开始装配。焊接元件的顺序原则上遵循先矮后高、先小后大。

测试器的全套元件
测试器的全套元件

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关键字:LED  速度测试  CMOS  时钟脉冲

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0814/article_5675.html
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