自動(dòng)化前沿-生理刺激反應(yīng)時(shí)間測試儀

PAGE1目錄

TOC\o"1-3"\h\u9891生理刺激反應(yīng)時(shí)間測試儀 221020第一章設(shè)計(jì)指標(biāo) 216178設(shè)計(jì)指標(biāo) 212637第二章系統(tǒng)概述 2222162.1設(shè)計(jì)思想 2148992.2可行性論證 3324062.3各功能的組成 4267382.4總體工作過程 415620第三章單元電路設(shè)計(jì)與分析 690413.1各單元電路的選擇 6135813.2設(shè)計(jì)及工作原理分析 158161第四章電路的組構(gòu)與調(diào)試 18300774.1遇到的主要問題 1840464.2現(xiàn)象記錄及原因分析 1859134.4功能的測試方法、步驟、設(shè)備、記錄的數(shù)據(jù) 1918290結(jié)束語 22186725.1對(duì)設(shè)計(jì)題目的結(jié)論性意見及進(jìn)一步改進(jìn)的意向說明 2274975.2總結(jié)設(shè)計(jì)的收獲與體會(huì) 229331附圖（電路總圖） 235703參考文獻(xiàn) 25設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)指標(biāo)受試者可以按“測試源選擇”鍵選擇刺激信號(hào)光或聲。當(dāng)受試者按“測試開始”按鍵后，系統(tǒng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，“準(zhǔn)備燈”亮，其他指示燈滅，顯示器顯示全零。測試儀在“準(zhǔn)備”燈亮后的1~10s時(shí)間內(nèi)隨機(jī)發(fā)出光刺激信號(hào)（“測試”燈亮）或聲刺激信號(hào)（蜂鳴器響），“準(zhǔn)備”燈滅。當(dāng)刺激信號(hào)發(fā)出后測試儀開始計(jì)時(shí)，直到受試者按下“反應(yīng)”鍵停止計(jì)時(shí)。計(jì)時(shí)單位為0.1ms，為提高精度，最低位要四舍五入。以七段LED數(shù)碼管顯示計(jì)時(shí)測量值的高3位，最低位測量進(jìn)行四舍五入處理，顯示值保持到新的測量開始。若受試者的反應(yīng)時(shí)間超過999.5ms，“溢出”燈亮指示溢出，測試計(jì)數(shù)器立即停止計(jì)時(shí)，“測試”燈滅或蜂鳴器停，“溢出”燈持續(xù)發(fā)光直到下一次實(shí)驗(yàn)開始按下“測試開始”按鍵。若受試者在刺激信號(hào)未發(fā)出前按“反應(yīng)”鍵，“違例”指示燈亮，“準(zhǔn)備”燈滅，并禁止刺激信號(hào)發(fā)出。第二章系統(tǒng)概述2.1設(shè)計(jì)思想我們需要“測試開始”、“反應(yīng)”、“測試源選擇”三個(gè)測試按鍵和“準(zhǔn)備”燈、“測試”燈、蜂鳴器、“溢出”燈、“違例”燈四個(gè)反饋信號(hào)。由石英振蕩器發(fā)出周期性的脈沖信號(hào)，通過前面幾次實(shí)驗(yàn)制作的分頻器產(chǎn)生隨機(jī)信號(hào)。當(dāng)“測試開始”按鍵按下后，用延時(shí)器使隨機(jī)信號(hào)不會(huì)在測試者按下“測試開始”按鍵后直接出現(xiàn)，而是選擇延時(shí)兩秒后的第一個(gè)上升沿脈沖使“測試燈”亮，讓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。通過“測試源選擇”選擇隨機(jī)信號(hào)以測試燈亮或蜂鳴器響的形式顯示，而當(dāng)隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，計(jì)數(shù)器同時(shí)開始計(jì)數(shù)，單位為為ms，最低位四舍五入，數(shù)字由前幾次課制作的動(dòng)態(tài)掃描顯示電路顯示將高三位在儀器的顯示屏上。測試者在觀察到測試信號(hào)后按下“反應(yīng)”按鍵，當(dāng)“反應(yīng)”按鍵按下時(shí)測試燈滅，計(jì)數(shù)器停止計(jì)時(shí)并保持，顯示屏上顯示測試者反應(yīng)時(shí)間。而當(dāng)若受試者的反應(yīng)時(shí)間超過999.5ms，最高位（不顯示在“溢出”燈亮指示溢出，最高位為1時(shí)溢出燈亮，“測試”燈滅或蜂鳴器停，立即停止計(jì)時(shí)?！耙绯觥睙舫掷m(xù)發(fā)光直到下一次實(shí)驗(yàn)開始按下“測試開始”按鍵。若受試者在刺激信號(hào)未發(fā)出前按“反應(yīng)”鍵，加入與非門控制“違例”指示燈亮，“準(zhǔn)備”燈滅，并禁止刺激信號(hào)發(fā)出。2.2可行性論證在具體實(shí)驗(yàn)中，我們可以用QuartusⅡ軟件和FPGA來實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)思想。先利用QuartusⅡ根據(jù)我們的設(shè)計(jì)思想建立設(shè)計(jì)輸入文件（包括圖形文件，文本輸入文件），進(jìn)行分析與綜合和建立方針波形后，將實(shí)驗(yàn)方案在編寫引腳之后下載到FPGA的硬件裝置上，結(jié)合計(jì)算機(jī)計(jì)數(shù)的輔助和可編程邏輯器件的開發(fā)，將設(shè)計(jì)思想應(yīng)用于實(shí)際硬件上。分析系統(tǒng)功能，可以設(shè)置生理刺激反應(yīng)測試儀的主要控制信號(hào)為準(zhǔn)備開始信號(hào)ready、準(zhǔn)備燈信號(hào)readylight、隨機(jī)信號(hào)random（OSC）、刺激信號(hào)test、反應(yīng)信號(hào)response、測試計(jì)數(shù)器溢出信號(hào)overflow和違例信號(hào)wrong。若選擇下降沿有效地點(diǎn)觸鍵為“測試開始”鍵和“反應(yīng)”鍵，比如上的EPF10K上的PS3和PS4，則start和response為響應(yīng)按鍵產(chǎn)生的負(fù)脈沖信號(hào)。readylight、test、response、overflow、wrong設(shè)置為觸發(fā)器產(chǎn)生的電平信號(hào)。在設(shè)計(jì)思想中，我們還提到，除實(shí)驗(yàn)儀器本身自帶的石英振蕩器，按鍵，顯示燈等之外，我們還需要自己制作一個(gè)延時(shí)器，一個(gè)分頻器，一個(gè)計(jì)數(shù)器、一個(gè)動(dòng)態(tài)掃描顯示電路以及若干“0-1”保持器。下面，我將逐一介紹這些器件的制作方法以論證此設(shè)計(jì)方案的可行性：延時(shí)器:可使用一片74LS160作為延時(shí)器。分頻器：可使用7片74LS90連接成一個(gè)8分頻器。計(jì)數(shù)器：可使用5片74LS60異步級(jí)聯(lián)成一個(gè)計(jì)數(shù)器。動(dòng)態(tài)掃描顯示電路：由石英振蕩器連接8分頻器、1片74LS161,、5片74LS153和一個(gè)自己編譯的譯碼器即可組成動(dòng)態(tài)掃描顯示電路?！?-1”保持器：測試中需要時(shí)脈沖信號(hào)由D觸發(fā)器作為0-1保持器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娖叫盘?hào)使用。所以，通過以上論述，我們可以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的可行性。2.3各功能的組成1、刺激信號(hào)隨機(jī)產(chǎn)生信號(hào)：用以控制隨機(jī)信號(hào)的發(fā)生，包括延時(shí)器。時(shí)基信號(hào)產(chǎn)生：可以將石英振蕩器發(fā)出的10MHz信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀兿胍?種頻率的信號(hào)。測試計(jì)時(shí)：計(jì)算并記錄在隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生“測試”燈亮到測試者按下“反應(yīng)”按鍵之間的間隔時(shí)間，最低位四舍五入，最高位為1時(shí)溢出。顯示：將計(jì)數(shù)器的第2到4位十進(jìn)制數(shù)顯示在LED數(shù)碼顯示器上。5、邏輯控制通過“測試開始”、“反應(yīng)”按鍵，“準(zhǔn)備”燈、“測試”燈、“溢出”燈、“違例”燈的亮滅以及顯示器的記數(shù)顯示。2.4總體工作過程系統(tǒng)電路根據(jù)控制功能劃分為刺激信號(hào)隨機(jī)產(chǎn)生、測試計(jì)時(shí)、顯示、邏輯控制、時(shí)基信號(hào)產(chǎn)生燈五個(gè)模塊。其中隨機(jī)信號(hào)采用模1.5的延時(shí)計(jì)數(shù)器，模10的定時(shí)計(jì)數(shù)器及響應(yīng)的控制邏輯產(chǎn)生，測試計(jì)數(shù)器采用可預(yù)置、有使能控制的4級(jí)8421BCD碼十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)。由于正常測試時(shí)間小于1s，所以時(shí)間計(jì)數(shù)值可以不經(jīng)所存直接顯示。邏輯控制電路按控制要求產(chǎn)生各控制信號(hào)，根據(jù)系統(tǒng)工作原理，各信號(hào)時(shí)序關(guān)系如下：“測試開始”按鍵產(chǎn)生的ready負(fù)脈沖出發(fā)readylight信號(hào)有效，控制test、wrong、overflow、無效，并與之測試計(jì)數(shù)器初值。Ready信號(hào)控制延時(shí)計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，延時(shí)時(shí)間1.5s。當(dāng)延時(shí)時(shí)間到，delay信號(hào)有效。Delay信號(hào)等待選通模10定時(shí)計(jì)數(shù)器的溢出信號(hào)產(chǎn)生隨機(jī)脈沖random（osc），等待時(shí)間為0~1000s。這樣，隨機(jī)信號(hào)random比“測試開始”案件的作用時(shí)間之后1~10+1.5s出現(xiàn)。當(dāng)隨機(jī)脈沖random出現(xiàn)后，出發(fā)test信號(hào)有效并控制readylight、delay信號(hào)無效。Test信號(hào)點(diǎn)亮“測試”燈或蜂鳴器鳴響，并允許測試計(jì)數(shù)器開始計(jì)時(shí)。當(dāng)“反應(yīng)”鍵按下后，產(chǎn)生response負(fù)脈沖，使test信號(hào)無效，測試計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。若反應(yīng)時(shí)間超過999.5ms，則測試計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的溢出脈沖出發(fā)overflow信號(hào)有效。Overflow信號(hào)控制測試計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。若test信號(hào)無效時(shí)按下“反應(yīng)”鍵，則response脈沖出發(fā)wrong信號(hào)有效，并控制readylight信號(hào)無效。Wrong信號(hào)禁止隨機(jī)脈沖產(chǎn)生，test信號(hào)始終無效。綜上所示，生理刺激反應(yīng)測試儀的參考設(shè)計(jì)原理框圖如圖所示：

單元電路設(shè)計(jì)與分析3.1各單元電路的選擇按鍵和控制燈（除蜂鳴器）開始信號(hào)（ready)部分：一個(gè)輸入：準(zhǔn)備按鍵；一個(gè)輸出：準(zhǔn)備燈；這部分選擇了兩個(gè)D觸發(fā)器，一個(gè)非門，一個(gè)與門。準(zhǔn)備按鍵連接D觸發(fā)器將ready的隨機(jī)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娖叫盘?hào)，第一個(gè)D觸發(fā)器作為下面用74LS160制作的延時(shí)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)的一個(gè)條件，第二個(gè)D觸發(fā)器作為延時(shí)計(jì)數(shù)器的使能端、控制違例燈的一個(gè)條件以及準(zhǔn)備燈的控制。（2）隨機(jī)信號(hào)random的產(chǎn)生（OSC）一個(gè)輸入：OSC石英振蕩器；這個(gè)部分用了一片74LS160，一個(gè)8分頻器（在下面會(huì)介紹），一個(gè)與門，兩個(gè)非門。輸入OSC接在8分頻的輸入端上，它的輸出頻率為1Hz，與違例燈的非輸出信號(hào)與后接在74LS160的時(shí)鐘信號(hào)端口上。74LS160的使能端接高電平，進(jìn)位端反向接在74LS160清零端處。延時(shí)器部分延時(shí)器的選擇是74LS160，使能端接在readylight信號(hào)上，清零端接QB的反，同時(shí)，QB正向接在一個(gè)D觸發(fā)器的CP上作0-1保持用，這個(gè)觸發(fā)器的D接高電平，用反應(yīng)鍵的反清零。ACOM接高電平。反應(yīng)按鍵和反應(yīng)燈部分一個(gè)輸入：“反應(yīng)”按鍵；一個(gè)輸出：“測試”燈，即testlight這個(gè)部分選用了一個(gè)或非門，一個(gè)D觸發(fā)器，或非門接在D觸發(fā)器的清零端上，它的兩個(gè)輸入是開始信號(hào)和反應(yīng)信號(hào)，D觸發(fā)器的CP端接隨機(jī)信號(hào)，即隨機(jī)信號(hào)部分的74LS160的進(jìn)位端，D端接延時(shí)器部分的D觸發(fā)器的輸出。Test部分的D觸發(fā)器的輸出接測試燈。違例燈部分一個(gè)輸出：違例燈這個(gè)部分選用一個(gè)D觸發(fā)器，兩個(gè)或非門和一個(gè)三輸入的與門。D觸發(fā)器的D接高電平，CP端接三輸入與門，三個(gè)輸入分別為一個(gè)接隨機(jī)信號(hào)和違例燈的或非門，一個(gè)為反應(yīng)信號(hào)，一個(gè)為readylight信號(hào)。另一個(gè)或非門接D觸發(fā)器的清零端，兩個(gè)輸入分別為開始鍵和測試燈。單元總圖這個(gè)單元用以控制隨機(jī)信號(hào)的發(fā)生，包括延時(shí)器。通過“測試開始”、“反應(yīng)”按鍵，“準(zhǔn)備”燈、“測試”燈、“違例”燈的亮滅。這張總圖為前幾個(gè)部分的合成圖，如前圖中描述有所疏漏，所有細(xì)節(jié)都將在這張圖上有所顯示。

2、計(jì)數(shù)器部分四個(gè)輸入：置位，使能，時(shí)鐘，清零；十三個(gè)輸出：第2~4片74LS160的ABCD輸出（D為高位）接動(dòng)態(tài)掃描顯示電路的輸入，第5片74LS160的輸出接溢出燈，并加反后與上使能輸入后接在第一篇74LS160的PT使能端上。這部分選用5片74LS160，第一片的置位數(shù)為0101（D為高位），置位端接置位輸入，時(shí)鐘端接CLK輸入。五片74LS160的清零端都接在清零輸入上。前四片進(jìn)位都反向接在下一片74LS160的時(shí)鐘端上。3、8分頻器部分1分頻器的電路連接如下：8分頻電路的連接如下：8分頻電路由7個(gè)1分頻元件組成，每一個(gè)元件的輸出端端加上輸入直接連接的輸出端構(gòu)成8個(gè)輸出，即為8分頻，每一級(jí)的頻率為上一級(jí)的1/10，第一級(jí)的頻率為石英振蕩器的10MHz。動(dòng)態(tài)顯示部分：,圖中，由21輸入，11輸出。選用了5片74LS153，一個(gè)8分頻器，一個(gè)自己編譯的譯碼器，一個(gè)與非門和一個(gè)74LS161。溢出燈部分：在計(jì)數(shù)器最高位的1出接一個(gè)D觸發(fā)器輸出為溢出燈。D觸發(fā)器將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娖叫盘?hào)輸出保證溢出燈可以常亮。蜂鳴器部分：蜂鳴器由如上電路組成，接入一個(gè)輸入為選擇按鈕，選擇是蜂鳴器響還是信號(hào)燈亮，而信號(hào)燈部分也加入了一個(gè)與門控制了溢出燈與信號(hào)燈不會(huì)同時(shí)亮。3.2設(shè)計(jì)及工作原理分析1、8分頻器的原理分析：74LS90是二—五—十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器，片上有一個(gè)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖CP控制二進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)鐘CLKB，并以五進(jìn)制計(jì)數(shù)器最高位輸出QD控制二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘CLKA，即構(gòu)成5421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，輸出碼從高位到低位順序?yàn)镼A,QD,QC,QB。在每個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的下降沿五進(jìn)制計(jì)數(shù)器加1,；而每個(gè)QD的下降沿QA翻轉(zhuǎn)。每10個(gè)計(jì)數(shù)脈沖周期計(jì)數(shù)器輸出狀態(tài)循環(huán)一周。1分頻器的波形如下：8分頻器由7個(gè)一分頻器級(jí)聯(lián)而成，每一級(jí)輸出的頻率為上一級(jí)的1/10，第一級(jí)輸出頻率為石英振蕩器的信號(hào)頻率10MHz。每一級(jí)的CP端接上一級(jí)的輸出端。動(dòng)態(tài)掃描顯示電路原理分析：LED七段數(shù)碼顯示器內(nèi)部有8個(gè)發(fā)光二極管，它們的陰（陽）極共接。當(dāng)共陰顯示器的公共端接低（高）電平時(shí)，a~g七個(gè)段劃和小數(shù)點(diǎn)dp（本實(shí)驗(yàn)中不用）由高（低）電平驅(qū)動(dòng)，可以點(diǎn)亮相應(yīng)的段。動(dòng)態(tài)掃描方法是將所有顯示器的各個(gè)控制端意義對(duì)應(yīng)連接，二各顯示器的公共端COM由位掃描信號(hào)分別控制。這樣，3位顯示器只需要11個(gè)控制信號(hào)（包括小數(shù)點(diǎn)）。（1）動(dòng)態(tài)顯示掃描控制動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)電路中所有的顯示器由相同的段信號(hào)控制，公共端有效地顯示器將顯示相同的字符。所以，要使各顯示器顯示不同的內(nèi)容，必須控制他們的公共端分時(shí)輪流有效。每個(gè)顯示器只在其公共端為有效電平時(shí)根據(jù)段碼信號(hào)顯示相應(yīng)的字符，公共端無效時(shí)滅顯。動(dòng)態(tài)稻苗顯示電路每位顯示的時(shí)間為一個(gè)CP周期，顯示掃描周期T為時(shí)鐘周期的3倍，每個(gè)顯示器的顯示時(shí)間為1/3.當(dāng)少秒時(shí)鐘CP較低時(shí)，因?yàn)檩喠鲗?dǎo)通可能造成顯示信息閃爍。但當(dāng)少秒頻率提高到使每個(gè)顯示器美妙的導(dǎo)通次數(shù)躲過50次時(shí)，由于人眼的視覺暫留效應(yīng)，就不會(huì)感覺顯示器閃爍。但掃描位數(shù)過多時(shí)，顯示亮度將受到影響。顯示譯碼電路在數(shù)字電路中，數(shù)符、文字信息一般用二進(jìn)制編碼表示，信息數(shù)量N和數(shù)碼位數(shù)n滿足n<2^n。因此，表示數(shù)符、文字信息的二進(jìn)制編碼需要通過顯示譯碼器件器件譯成段信號(hào)控制LED顯示相應(yīng)字符。譯碼器的代碼如下：subdesigndecoder1(data_in[3..0]:input;a,b,c,d,e,f,g:output;)begintabledata_in[3..0]=>a,b,c,d,e,f,g;b"0000"=>1,1,1,1,1,1,0;b"0001"=>0,1,1,0,0,0,0;b"0010"=>1,1,0,1,1,0,1;b"0011"=>1,1,1,1,0,0,1;b"0100"=>0,1,1,0,0,1,1;b"0101"=>1,0,1,1,0,1,1;b"0110"=>1,0,1,1,1,1,1;b"0111"=>1,1,1,0,0,0,0;b"1000"=>1,1,1,1,1,1,1;b"1001"=>1,1,1,0,0,1,1;b"1010"=>1,1,1,0,1,1,1;b"1011"=>0,0,1,1,1,1,1;b"1100"=>0,1,1,1,1,0,1;b"1101"=>1,0,0,1,1,1,1;b"1110"=>0,1,1,1,0,1,1;b"1111"=>0,0,0,0,0,0,0;endtable;end;生理刺激反應(yīng)時(shí)間測試儀原理分析：分析設(shè)計(jì)要求可知，生理刺激反應(yīng)測試儀的基本功能是隨機(jī)產(chǎn)生刺激信號(hào)、計(jì)時(shí)顯示以及對(duì)受試者的操作進(jìn)行邏輯判斷。在數(shù)字邏輯電路中，計(jì)數(shù)器具有累計(jì)時(shí)鐘脈沖的作用，可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)、延時(shí)或計(jì)時(shí)功能，所以，生理刺激反應(yīng)測試儀的主要部件是計(jì)數(shù)器和邏輯控制電路。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要解決以下幾個(gè)問題。隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生隨機(jī)信號(hào)是指控制條件滿足后脈沖出現(xiàn)時(shí)間無法確定的信號(hào)。如果以一個(gè)人已出現(xiàn)的控制電平去選通一個(gè)周期性定時(shí)出現(xiàn)的脈沖信號(hào)，由于脈沖出現(xiàn)的時(shí)間與控制電平有效的時(shí)間沒有任何關(guān)聯(lián)，當(dāng)控制信號(hào)有效后，在定時(shí)周期時(shí)間范圍內(nèi)會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)選通脈沖。在數(shù)字電路中，計(jì)數(shù)器的溢出信號(hào)是循環(huán)定時(shí)產(chǎn)生的。比如，計(jì)數(shù)器的模為M、計(jì)數(shù)脈沖頻率為1Hz，則計(jì)數(shù)器的溢出信號(hào)周期為Ms，信號(hào)寬度一般為1s。若用一個(gè)電平信號(hào)通過邏輯門選通該計(jì)數(shù)器的溢出脈沖，則當(dāng)控制電平有效后，邏輯門的輸出在0s到Ms之間產(chǎn)生隨機(jī)脈沖信號(hào)。同樣，若用電平信號(hào)控制一個(gè)模為N、初始值為0、計(jì)數(shù)脈沖頻率為1Hz的計(jì)數(shù)器使能端，當(dāng)使能電平有效后，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出信號(hào)的延時(shí)時(shí)間為在N-1s至Ns之間。最低位計(jì)數(shù)值的四舍五入處理生理刺激反應(yīng)測試儀的時(shí)間測量為4位10進(jìn)制數(shù)，而顯示值為3位10進(jìn)制數(shù)，最低位測量值要求進(jìn)行四舍五入處理。即當(dāng)最低位計(jì)數(shù)值小于5時(shí)，高三位測量值直接顯示；當(dāng)最低位計(jì)數(shù)值大于4時(shí)，高三位測量值直接顯示；當(dāng)最低位計(jì)數(shù)值大于4時(shí)，高3位測量值加1后顯示。數(shù)字電路中實(shí)現(xiàn)數(shù)值四舍五入的方法很多，本設(shè)計(jì)可以利用計(jì)數(shù)器的預(yù)置數(shù)功能，在測量前將測試計(jì)數(shù)器的初始值預(yù)置為5，這樣，測試結(jié)束時(shí)的計(jì)數(shù)值是實(shí)際測量值加5.當(dāng)最低位測量值大于等于5時(shí)，必然產(chǎn)生向高位的進(jìn)位，實(shí)現(xiàn)了測量值的四舍五入功能。邏輯控制電路邏輯控制電路的功能是根據(jù)按鍵信號(hào)控制延時(shí)、定時(shí)電路和測試計(jì)數(shù)器，判斷受試者發(fā)出的反應(yīng)信號(hào)response是否違例，測試計(jì)時(shí)是否溢出，并根據(jù)各信號(hào)控制相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮。在生理刺激反應(yīng)測試儀中，部分控制信號(hào)是相互關(guān)聯(lián)的，比如A信號(hào)使Q信號(hào)置位；B信號(hào)使Q信號(hào)復(fù)位。這樣的邏輯關(guān)系可以由很多方法實(shí)現(xiàn)，本實(shí)驗(yàn)中利用D觸發(fā)器的同步觸發(fā)功能和異步復(fù)位功能，A脈沖的上升沿出發(fā)D觸發(fā)器使其輸出Q置位，B脈沖的有效電平使D觸發(fā)器立即復(fù)位。時(shí)序波形示例和參考電路原理如圖：第四章電路的組構(gòu)與調(diào)試4.1遇到的主要問題測試燈一直不亮。隨機(jī)信號(hào)已經(jīng)產(chǎn)生，測試燈已經(jīng)亮了，計(jì)數(shù)器還未溢出時(shí)，即正常時(shí)按下反應(yīng)按鍵測試燈滅違例燈亮。違例燈亮后按準(zhǔn)備鍵準(zhǔn)備燈不亮，要多按幾次才能亮。4、計(jì)數(shù)器波形正確，但是顯示屏顯示計(jì)數(shù)只有5000。蜂鳴器不響。4.2現(xiàn)象記錄及原因分析測試燈的清零端誤接在開始鍵后的D觸發(fā)器的輸出端上，由于脈沖信號(hào)被轉(zhuǎn)換為了電平信號(hào)所以測試燈的D觸發(fā)器一直在清零，故測試燈不亮。違例燈的D觸發(fā)器清零端只接在了開始鍵上，即只有再按下開始鍵才清零。違例燈亮的時(shí)候隨機(jī)信號(hào)還沒來，但是準(zhǔn)備燈連接的D觸發(fā)器的清零端只連接了隨機(jī)信號(hào)的反，所以只有隨機(jī)信號(hào)倆后準(zhǔn)備燈連接的D觸發(fā)器才清零，準(zhǔn)備燈才才會(huì)再亮。4、計(jì)數(shù)器和顯示屏的高低數(shù)位連接錯(cuò)誤，且計(jì)數(shù)器模塊外的總置位端連接的置位輸入被反向連接在高電平上，置位端一直在置位，所以只能顯示5000。蜂鳴器需要的頻率為20Hz~20kHz。連接的頻率不在此范圍內(nèi)，故蜂鳴器不響。

4.3解決措施及效果將開始鍵后的D觸發(fā)器的清零端直接接在開始鍵上。將違例燈D觸發(fā)器的清零端接ready（開始鍵）和testlight的或非上。將準(zhǔn)備燈的清零端連接在隨機(jī)信號(hào)和wronglight（違例燈）的或非上。重連了計(jì)數(shù)器與顯示屏之間的連線，并將置位端接在OSC的非上。將蜂鳴器連接在分頻器的1kHz上。使用以上方法后以上所有問題都得以解決。4.4功能的測試方法、步驟、設(shè)備、記錄的數(shù)據(jù)測試設(shè)備：裝有QuartusⅡ的電腦一臺(tái)，信號(hào)發(fā)生器一臺(tái)，F(xiàn)PGA器件一臺(tái)。測試方法：進(jìn)行生理刺激反應(yīng)測試，按下開始鍵和選擇鍵看隨機(jī)信號(hào)是否產(chǎn)生，蜂鳴器是否正常工作，測試燈是否會(huì)亮；若隨機(jī)信號(hào)正常發(fā)出，則看信號(hào)是否延遲，即是否會(huì)出現(xiàn)按下測試燈就亮的情況；若沒有，在信號(hào)發(fā)生前按下反應(yīng)鍵看違例燈顯示是否正常；若正常，在信號(hào)源來后看計(jì)數(shù)器運(yùn)行是否正常，顯示器是否正常顯示；若正常，不按下反應(yīng)