2.4 实例解读
——反应时间测试仪

2.4.1 需求分析

反应时间测试仪的功能说穿了非常简单，如图2-24所示，单片机向蜂鸣器输出一个很短的鸣响信号 V _out （比如500ms），测试者听到这个信号后立即按下按钮开关向单片机输入一个信号 V _in ，单片机只要计算出输出信号 V _out 与输入信号 V _in 之间的时间差就得到反应时间（以ms为单位），最后输出到反应时间显示器上显示即可。

在做这个测试时，一般人的反应时间会在200～500ms之间，有的人可达到200ms以下，说明反应非常敏捷。

2.4.2 电路设计

对于图2-24规划的系统来说，因为实在没有过多的外设，所以电路图还是比较简单的，虽然后面章节我们才开始介绍单片机系统电路的具体知识，但现在不妨先对反应时间测试仪的电路图稍微分析一下。

如图2-25所示是反应时间测试仪的电路图，系统由4个模块（部分）组成：单片机、蜂鸣器及驱动电路、按钮开关、反应时间显示器。

图2-25中，每个模块与系统框图是一一对应的，单片机与其他模块之间的信号流向还有箭头表示，比如控制信号 V _out 由单片机的P1.0口流向蜂鸣器及驱动电路，按钮开关信号 V _in 送入单片机的P1.7口等。现在先不必急于搞清楚图2-25是怎么设计出来的，因为稍后会详细谈到。只要把系统框图和电路图对照看一看，找找其中的对应关系就可以。

2.4.3 程序设计

刚才说到单片机程序使用汇编或C51语言来编写，这里我们先不谈具体的程序代码，而先来看看反应时间测试仪程序设计的思路。

根据需求分析，我们知道首先得让蜂鸣器鸣响一会，这样可以让单片机P1.0在 t ₁ 时刻输出一个高电平使驱动电路工作从而使蜂鸣器鸣响，如图2-26（a）所示。同时单片机内部开始计时，等到按钮开关按下时，因开关的短路（图2-25）P1.7变成了低电平，此时为 t ₂ 时刻，单片机计时结束。单片机的计时时长（ t ₂ -t ₁ ）即为反应时间，只要输出到显示器显示即可。

图2-26（b）把这个设计思路形成了一个流程图，这样更方便地描述程序的执行过程。

单片机启动后（开始），单片机从P1.0口输出高电平，蜂鸣器鸣响，同时计时开始。在计时过程中单片机不断检测P1.7口的电平，如果不为低电平就循环检测。如果检测出低电平表示按钮开关被按下，测试者对蜂鸣器的鸣响信号进行了反应。于是计时结束，单片机把时间计算出来并输出到显示器显示后，程序结束。

后面我们还会详细介绍如何把图2-26（b）所示的流程图设计成具体的程序代码，下载到单片机后就可以实现系统功能了。