本實(shí)用新型屬于心理學(xué)教學(xué)與科研領(lǐng)域，具體來說涉及一種基于分布式技術(shù)的心理實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

根據(jù)使用的技術(shù)手段，可以把國內(nèi)外現(xiàn)有的心理學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺歸為兩大類：第一類是以單片機(jī)為控制核心的心理實(shí)驗(yàn)臺；第二類是以個人計(jì)算機(jī)(Personal Computer，PC)為核心的心理實(shí)驗(yàn)臺，其通過在PC上運(yùn)行軟件實(shí)現(xiàn)。

以單片機(jī)為核心的心理實(shí)驗(yàn)臺一般擁有多個分立單機(jī)，如：計(jì)時器、計(jì)數(shù)器、速示器、聲(光)刺激器和亮點(diǎn)閃爍儀等，通過單獨(dú)使用或組合完成心理學(xué)實(shí)驗(yàn)，其主要優(yōu)點(diǎn)是：采用微控制器為核心，實(shí)現(xiàn)精確定時。因此對信息呈現(xiàn)的時間控制比較準(zhǔn)確，對被試者的反應(yīng)時間測量也比較準(zhǔn)確，滿足了心理學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求；其缺點(diǎn)是：(1)不能直接處理圖片文字等多媒體信息，多用紙卡片作為信息的載體。(2)實(shí)驗(yàn)流程比較復(fù)雜，需要主試者具體安排，工作量很大。

以PC為核心實(shí)現(xiàn)的心理實(shí)驗(yàn)臺是以PC為載體的軟件實(shí)驗(yàn)平臺，其優(yōu)點(diǎn)是：(1)使用靈活方便，實(shí)驗(yàn)流程可自動化。因?yàn)镻C的大規(guī)模普及，而且易于編程，目前有很多運(yùn)行于PC的心理學(xué)軟件。(2)PC機(jī)多媒體信息處理能力很強(qiáng)，可以用LCD直接呈現(xiàn)刺激。各種格式的文字、圖片都可以需要作為心理學(xué)實(shí)驗(yàn)的素材。但是，這種平臺也有嚴(yán)重的缺點(diǎn)：大多數(shù)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)對時間的控制測量非常嚴(yán)格，PC刺激呈現(xiàn)時間和反應(yīng)時間的測量有非常大的誤差，不能滿足心理學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于分布式技術(shù)的心理實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)，該心理實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)不但可解決上述兩種心理實(shí)驗(yàn)臺的不足，而且還可將其優(yōu)點(diǎn)融合。

本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。

一種基于分布式技術(shù)的心理實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)，包括：SD卡接口、主試PS/2鍵盤、被試反應(yīng)鍵、主控微控制單元、主試屏LCD多功能顯示終端和被試屏LCD多功能顯示終端，其中，所述主試屏LCD多功能顯示終端和被試屏LCD多功能顯示終端為一個或多個，所述主控微控制單元分別與所述主試屏LCD多功能顯示終端、被試屏LCD多功能顯示終端、SD卡接口、主試PS/2鍵盤和被試反應(yīng)鍵電連接，用于接收主試PS/2鍵盤和被試反應(yīng)鍵輸入的信息；

每個所述主試屏LCD多功能顯示終端包括：從控微控制單元、Nor Flash存儲器、LCD驅(qū)動芯片、存儲圖片SD卡和LED調(diào)光電路，所述從控微控制單元與Nor Flash存儲器電連接，用于讀取Nor Flash存儲器中的字符；所述從控微控制單元與主控微控制單元電連接，用于接收所述主控微控制單元的指令并向主控微控制單元發(fā)送信息；所述從控微控制單元與LCD驅(qū)動芯片電連接，用于向所述LCD驅(qū)動芯片發(fā)送信息并接收所述LCD驅(qū)動芯片的反饋信息；所述從控微控制單元與存儲圖片SD卡電連接，用于讀取存儲圖片SD卡內(nèi)的圖片信息；所述LED調(diào)光電路與從控微控制單元電連接，用于接收從控微控制單元的信息并調(diào)節(jié)液晶顯示器背光源亮度以及控制液晶顯示器背光源開通或關(guān)閉；所述LCD驅(qū)動芯片分別與一液晶顯示器和同步動態(tài)隨機(jī)存儲器電連接用于向同步動態(tài)隨機(jī)存儲器寫入緩存；

所述被試屏LCD多功能顯示終端與所述主試屏LCD多功能顯示終端的結(jié)構(gòu)相同。

在上述技術(shù)方案中，所述主控微控制單元通過RS232接口與從控微控制單元電連接。

在上述技術(shù)方案中，所述SD卡接口連接有一SD卡，用于存儲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

在上述技術(shù)方案中，所述主試屏LCD多功能顯示終端一個,所述被試屏LCD多功能顯示終端為一個。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的心理實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)的有益效果：

(1)以液晶顯示器作為顯示設(shè)備，可以直接呈現(xiàn)文字和圖片等心理學(xué)實(shí)驗(yàn)素材，顯示的內(nèi)容直接美觀，與使用PC的效果相同。

(2)可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制刺激呈現(xiàn)時間和測量反應(yīng)時間，時間精度達(dá)到1ms。沒有使用PC中的多任務(wù)操作系統(tǒng)，不會出現(xiàn)任務(wù)調(diào)度導(dǎo)致的隨機(jī)誤差。程序使用C語言編寫，直接控制微處理器的內(nèi)部定時器等設(shè)備，內(nèi)部定時器的定時分辨率小于0.1us，可以實(shí)現(xiàn)毫秒級的精確定時。多媒體數(shù)據(jù)按統(tǒng)一格式排放，并按地址順序存儲在固態(tài)存儲器中，刺激信息從讀取呈現(xiàn)的時間是一個常數(shù)。

(3)實(shí)驗(yàn)流程自動化，使用方便。內(nèi)部軟件根據(jù)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求，已經(jīng)自動安排好實(shí)驗(yàn)步驟，主試者只需要選擇要做的實(shí)驗(yàn)即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不需再安排實(shí)驗(yàn)的流程。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的心理實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1為SD卡接口，2為主試PS/2鍵盤，3為被試反應(yīng)鍵，4為主控微控制單元，5a為主試屏LCD多功能顯示終端，5b為被試屏LCD多功能顯示終端，5-1為Nor Flash存儲器，5-2為LED調(diào)光電路，5-3為從控微控制單元，5-4為存儲圖片SD卡，5-5為LCD驅(qū)動芯片，5-6為同步動態(tài)隨機(jī)存儲器,5-7為液晶顯示器。

具體實(shí)施方式

在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，LCD驅(qū)動芯片選用MT210G16，支持16位真彩色顯示，可驅(qū)動1280*720及以下分辨率的LCD(液晶顯示器)；液晶顯示器為TFT—LCD。

主試屏LCD多功能顯示終端有獨(dú)立的微控制器(Micro Controller Unit,MCU)——從控微控制單元，從控微控制單元5-3(從控MCU)是主試屏LCD多功能顯示終端5a的核心，被試屏LCD多功能顯示終端5b的結(jié)構(gòu)與主試屏LCD多功能顯示終端5a的結(jié)構(gòu)相同。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，主試屏LCD多功能顯示終端和被試屏LCD多功能顯示終端均選用ARM芯片。主試屏LCD多功能顯示終端和被試屏LCD多功能顯示終端可以作為一個串口模塊，通過串口向其發(fā)送命令，根據(jù)指令，主試屏LCD多功能顯示終端和被試屏LCD多功能顯示終端可以完成功能有：讀取存儲圖片SD卡的BMP圖片并在LCD上顯示和切換；顯示包括漢字在內(nèi)的各種字符；完成區(qū)域更新操作和清屏功能；調(diào)節(jié)液晶顯示器背光源的亮度并控制其開通和關(guān)斷。

主控微控制單元4(主控MCU)是實(shí)驗(yàn)臺的核心，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)流程控制，實(shí)現(xiàn)精確的定時、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量和保存。而多媒體文件數(shù)據(jù)量大，處理費(fèi)時，因此，從控MCU只負(fù)責(zé)接收主控MCU的指令，按指令要求讀取存儲圖片SD卡中的圖片并發(fā)送到液晶顯示器上或者按指令要求清除液晶顯示器的刺激信息；并將當(dāng)前刺激已呈現(xiàn)或已經(jīng)清除的命令立即反饋給主控MCU。主控MCU根據(jù)返回的刺激呈現(xiàn)狀態(tài)可以決定內(nèi)部定時器的開啟和停止，保證定時精確。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的心理實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例

如附圖1所示，包括：主控微控制單元、SD卡接口1、主試PS/2鍵盤2、被試反應(yīng)鍵3、一個主試屏LCD多功能顯示終端5a和一個被試屏LCD多功能顯示終端5b，主控微控制單元分別與主試屏LCD多功能顯示終端、被試屏LCD多功能顯示終端、SD卡接口、主試PS/2鍵盤和被試反應(yīng)鍵電連接。SD卡接口連接有一SD卡，用于保存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

主試屏LCD多功能顯示終端包括：從控微控制單元(在本實(shí)施例中為ARM芯片)、Nor Flash存儲器5-1、LCD驅(qū)動芯片(實(shí)施例中型號為MT210G16)、存儲圖片SD卡5-4和LED調(diào)光電路5-2，任意從控微控制單元分別與主控微控制單元、Nor Flash存儲器、LCD驅(qū)動芯片5-5、存儲圖片SD卡和LED調(diào)光電路電連接，其中，主控微控制單元通過RS232接口與兩個從控微控制單元電連接，RS232接口是主試屏LCD多功能顯示終端的通信接口，可以接受指令信息。LCD驅(qū)動芯片分別與液晶顯示器5-7和同步動態(tài)隨機(jī)存儲器5-6電連接，LCD驅(qū)動芯片外接同步動態(tài)隨機(jī)存儲器(SDRAM)作為顯示緩存，內(nèi)置SDRAM(控制器)對緩存進(jìn)行控制，將SDRAM分為兩個緩存區(qū)，快速進(jìn)行雙緩存的切換。Nor Flash存儲器用于存放漢字字庫，從控微控制單元的FSMC接口與Nor Flash存儲器電連接用于讀取Nor Flash存儲器中的字符，可以提高文字字模數(shù)據(jù)的讀取速度。LED調(diào)光電路是液晶顯示器背光源電路，從控微控制單元與LED調(diào)光電路電連接用于調(diào)節(jié)液晶顯示器背光源亮度并控制其開通或關(guān)斷。從控微控制單元能完成區(qū)域更新操作和清屏功能。存儲圖片SD卡用于存放BMP圖片文件，從控微控制單元的SDIO接口與存儲圖片SD卡電連接用于讀取存儲圖片SD卡內(nèi)的圖片信息，存儲圖片SD卡工作在SD模式。

測試者使用主試屏LCD多功能顯示終端，被測試者使用被試屏LCD多功能顯示終端，主控MCU通過串口分別與主試屏LCD多功能顯示終端和被試屏LCD多功能顯示終端相連接。為避免主試屏對被試(者)情緒的干擾，采用了被試屏LCD多功能顯示終端與主試屏LCD多功能顯示終端視野分離的實(shí)驗(yàn)操作方式。主試屏LCD多功能顯示終端顯示實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浐蛯?shí)驗(yàn)過程中所測試的數(shù)據(jù)等信息。被試屏LCD多功能顯示終端用于呈現(xiàn)圖片文字等心理學(xué)素材。在系統(tǒng)里面共有三個微控制器(一個主控MCU和兩個從控MCU),每個微控制器負(fù)責(zé)不同的任務(wù)和功能，體現(xiàn)了分布式設(shè)計(jì)思想。

被試者使用被試反應(yīng)鍵作選擇判斷，輸入設(shè)備選用微動按鍵，并連接到主控MCU的中斷功能管腳。按鍵采用分離設(shè)計(jì)，避免掃描和去抖導(dǎo)致的延時，當(dāng)按鍵按下后可立即觸發(fā)中斷，并控制主控MCU的定時器開啟或停止。而從中斷觸發(fā)到定時器開關(guān)只有幾個指令周期的時間，其數(shù)量級為微秒級。PS/2鍵盤，用于主試屏LCD多功能顯示終端操控實(shí)驗(yàn)臺，如選擇實(shí)驗(yàn)和保存數(shù)據(jù)等，做到類似PC實(shí)驗(yàn)臺的靈活易用。

本實(shí)用新型的心理實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)的工作方法為：通過主試PS/2鍵盤向主控MCU輸入指令，主控MCU分別向多個從控MCU發(fā)送指令，從控MCU讀取存儲圖片SD卡中的圖片或讀取Nor Flash存儲器中的字符并發(fā)送到LCD驅(qū)動芯片，LCD驅(qū)動芯片將圖片或文字呈現(xiàn)到LCD的指定區(qū)域上，LCD驅(qū)動芯片將當(dāng)前刺激已呈現(xiàn)的命令通過從控MCU立即反饋給主控MCU。被試者通過被試反應(yīng)鍵作選擇判斷。在測試期間，主控MCU可通過從控MCU控制LCD驅(qū)動芯片清除液晶顯示器的刺激信息，并將當(dāng)前刺激已清除的命令通過從控MCU立即反饋給主控MCU。

從控MCU向LCD驅(qū)動芯片發(fā)送指令，LCD驅(qū)動芯片向同步動態(tài)隨機(jī)存儲器寫入液晶顯示器的緩存數(shù)據(jù)。

從控MCU向LED調(diào)光電路發(fā)送指令，LED調(diào)光電路執(zhí)行液晶顯示器背光源的開通、關(guān)斷和亮度調(diào)節(jié)等指令(液晶顯示器背光源位于液晶顯示器的后方，液晶顯示器背光源其自身的開通、關(guān)斷和亮度直接影響到液晶顯示器的開通、關(guān)斷和亮度)。

測試完成后，主控MCU可向SD卡接口中的SD卡保存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

以上對本實(shí)用新型做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本實(shí)用新型的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動的等同替換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。