CN101695448A - 一种用于测量反应延时的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于测量反应延时的测量装置，包括有光敏传感器、带有定时器的单片机和按键，按键的信号端与单片机信号端交互式连接，光敏传感器的信号输出端与单片机的信号输入端连接，所述的单片机为带有晶体振荡器，频率高于100kHz的单片机，电脑主机的信号端与所述单片机信号端交互式连接。单片机与电脑主机之间设有USB转UART接口模块，单片机信号输入端连接有整形电路模块或脉冲发生器。本发明测量精度高，能提供多种刺激信号源，功能更全。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量人体对外界刺激反应时间的测量装置。
背景技术
由于电脑极大的灵活性，在科学研究中，电脑被广泛用于产生和控制对人体各种刺激反应时间的测量。普通电脑键盘和鼠标可以用来测量实验被试者对刺激的反应延时，即感知到刺激到做出反应的时间。但是，由于所测得的时间是电脑程序检测到键盘和鼠标事件的时间，而不是被试者按下键盘和鼠标的时间。而现在的操作系统，如Windows，MAC，Linux等，都是多任务操作系统，从被试者到检测之间的延迟取决于多种因素，包括键盘和鼠标的机械特性和去抖引起的延迟、外设将事件送回操作系统的延迟、操作系统检测到事件的延迟等。这些延迟中，有些是相对固定的，可以进行校正；有些是随机的，无法进行矫正。总的延迟可能是几毫秒，也可能是上百毫秒甚至更糟。这使的普通电脑外设测得的反应时有很大的误差，不能满足高精度科学研究的需要。
目前，有些研究者设计了一些特殊的电脑外设试图解决这个问题。例如美国Empirisoft公司有一种产品http://www.empirisoft.com/directin.aspx，可以在1ms内将被试者按键事件送给电脑操作系统。但其后的工作原理与普通电脑键盘类似，因而不能解决操作系统检测事件所引起的延迟。美国Cedrus公司反应时测量仪http://www.cedrus.com/support/rb_series/的设计很好，有独立的计时系统记录按键时间，避免了操作系统检测事件的延迟。但其可靠性太差，仍然不能满足高精度反应时测定的需要。相关的测试和评论见网页http://psychtoolbox.org/wikka.php？wakka＝PsychtoolboxNews。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，设计开发出了一种测量精度高，能提供多种刺激信号源的用于测量反应延时的测量装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于测量反应延时的测量装置，包括有光敏传感器、带有定时器的单片机和按键，按键的信号端与单片机信号端交互式连接，光敏传感器的信号输出端与单片机的信号输入端连接，所述的单片机为带有晶体振荡器，频率高于100khz的单片机，电脑主机的信号端与所述单片机信号端交互式连接。
一种用于测量反应延时的测量装置，所述的单片机与电脑主机之间设有USB转UART接口模块，所述的单片机信号端与USB转UART接口模块交互式连接，USB转UART接口模块与电脑主机信号端交互式连接。
一种用于测量反应延时的测量装置，所述单片机信号输入端连接有整形电路模块或脉冲发生器。
本发明使用不低于100khz时钟的单片机，可以实现精度高于8.6us的精度，可以有效的提高系统精度，是整个系统精度高于1ms的保障。使用USB转UART接口转换模块，可以使计算机编程更为简单，并且可以在各种操作系统上进行跨平台移植。本发明提供标准的脉冲输入接口，通过整形电路模块或脉冲发生器可以提供更多种类刺激的脉冲信号，实现全方位的感官刺激反应延时测试。
附图说明
附图为结构示意框图。
具体实施方式
实施例1
参见附图所示。
本发明包括有光敏传感器4、带有定时器的单片机3和按键6，按键6的信号端与单片机3信号端交互式连接，光敏传感器4的信号输出端与单片机3的信号输入端连接，单片机3为带有晶体振荡器，频率高于100khz的单片机3，电脑主机1的信号端与USB转UART接口模块2一端信号端交互式连接，USB转UART接口模块2另一端信号端与单片机3信号端交互式连接。
本发明装置测试方法为：首先是上电初始化，然后进行循环检测是否有按键、光信号、脉冲触发信号和取时钟指令事件发生，如果没有则继续检测。否则，就取回反应时测量仪的系统时间和事件类型，并把该事件信息，发送给电脑。定时器在系统上电时复位，设定反应时测量仪的系统时间为0。当定时器溢出时，存储器变量Time+1，从而实现一个精确的时钟，用以提供输入事件的时间戳。电脑可以依据信号的类型很方便的使用公式T＝Tk-Ti计算出反应时。其中T表示反应时；Tk表示按键定义的判断时间戳，可以为按键的释放或者按下；Ti表示刺激呈现的时间戳，可以为电脑的启动信号，光敏探头的光亮、光灭信号，也可以其他设备传来的触发信号。例如：我们要测量一个被试使用按键对光亮的做出反应的反应时。该测量仪会记录到光亮和按键按下的时间戳，并把相关的时间戳信息传送给计算机。计算机把这两个时间的时间戳做减法，就可以得到反应时。
实施例2
用于测量反应延时的测量装置，单片机3信号输入端连接有整形电路模块或脉冲发生器5。整形电路模块或脉冲发生器5用以提供触觉和其它感知脉冲信号。这样装置可以实现多方位的刺激反应时间测试。其余同实施例2。
实施例3
单片机3与电脑主机1之间通过数据线连接，其余同实施例1。
Claims (3)
1.一种用于测量反应延时的测量装置，包括有光敏传感器、带有定时器的单片机和按键，按键的信号端与单片机信号端交互式连接，光敏传感器的信号输出端与单片机的信号输入端连接，其特征在于所述的单片机为带有晶体振荡器，频率高于100khz的单片机，电脑主机的信号端与所述单片机信号端交互式连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量反应延时的测量装置，其特征在于所述的单片机与电脑主机之间设有USB转UART接口模块，所述的单片机信号端与USB转UART接口模块交互式连接，USB转UART接口模块与电脑主机信号端交互式连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于测量反应延时的测量装置，其特征在于所述单片机信号输入端连接有整形电路模块或脉冲发生器。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107847194A (zh) * | 2014-06-30 | 2018-03-27 | 塞罗拉公司 | 用于使非实时操作系统pc与远程实时数据收集微控制器同步的系统及方法 |
| CN110313924A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-10-11 | 中国科学院心理研究所 | 一种抗磁化无触碰式时间估计记录触发器 |
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2009
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