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

背景技術(shù)：

根據(jù)使用的技術(shù)手段，可以把國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的心理學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)歸為兩大類(lèi)：第一類(lèi)是以單片機(jī)為控制核心的心理實(shí)驗(yàn)臺(tái)；第二類(lèi)是以個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer，PC)為核心的心理實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其通過(guò)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(tái)一般擁有多個(gè)分立單機(jī)，如：計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、速示器、聲(光)刺激器和亮點(diǎn)閃爍儀等，通過(guò)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(shí)。因此對(duì)信息呈現(xiàn)的時(shí)間控制比較準(zhǔn)確，對(duì)被試者的反應(yīng)時(shí)間測(cè)量也比較準(zhǔn)確，滿(mǎn)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(tái)是以PC為載體的軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其優(yōu)點(diǎn)是：(1)使用靈活方便，實(shí)驗(yàn)流程可自動(dòng)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(tái)也有嚴(yán)重的缺點(diǎn)：大多數(shù)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)時(shí)間的控制測(cè)量非常嚴(yán)格，PC刺激呈現(xiàn)時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間的測(cè)量有非常大的誤差，不能滿(mǎn)足心理學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)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(tái)系統(tǒng)，該心理實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)不但可解決上述兩種心理實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(guò)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(tái)系統(tǒng)，包括：SD卡接口、主試PS/2鍵盤(pán)、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(gè)或多個(gè)，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(pán)和被試反應(yīng)鍵電連接，用于接收主試PS/2鍵盤(pán)和被試反應(yīng)鍵輸入的信息；

每個(gè)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(chǔ)器、LCD驅(qū)動(dòng)芯片、存儲(chǔ)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(chǔ)器電連接，用于讀取Nor Flash存儲(chǔ)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(dòng)芯片電連接，用于向所述LCD驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送信息并接收所述LCD驅(qū)動(dòng)芯片的反饋信息；所述從控微控制單元與存儲(chǔ)圖片SD卡電連接，用于讀取存儲(chǔ)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(kāi)通或關(guān)閉；所述LCD驅(qū)動(dòng)芯片分別與一液晶顯示器和同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器電連接用于向同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器寫(xiě)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(guò)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(chǔ)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(gè),所述被試屏LCD多功能顯示終端為一個(gè)。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的心理實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(shí)間和測(cè)量反應(yīng)時(shí)間，時(shí)間精度達(dá)到1ms。沒(méi)有使用PC中的多任務(wù)操作系統(tǒng)，不會(huì)出現(xiàn)任務(wù)調(diào)度導(dǎo)致的隨機(jī)誤差。程序使用C語(yǔ)言編寫(xiě)，直接控制微處理器的內(nèi)部定時(shí)器等設(shè)備，內(nèi)部定時(shí)器的定時(shí)分辨率小于0.1us，可以實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的精確定時(shí)。多媒體數(shù)據(jù)按統(tǒng)一格式排放，并按地址順序存儲(chǔ)在固態(tài)存儲(chǔ)器中，刺激信息從讀取呈現(xiàn)的時(shí)間是一個(gè)常數(shù)。

(3)實(shí)驗(yàn)流程自動(dòng)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(dòng)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(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的心理實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(pán)，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(chǔ)器，5-2為L(zhǎng)ED調(diào)光電路，5-3為從控微控制單元，5-4為存儲(chǔ)圖片SD卡，5-5為L(zhǎng)CD驅(qū)動(dòng)芯片，5-6為同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)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(dòng)芯片選用MT210G16，支持16位真彩色顯示，可驅(qū)動(dòng)1280*720及以下分辨率的LCD(液晶顯示器)；液晶顯示器為T(mén)FT—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(gè)串口模塊，通過(guò)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(chǔ)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(kāi)通和關(guān)斷。

主控微控制單元4(主控MCU)是實(shí)驗(yàn)臺(tái)的核心，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)流程控制，實(shí)現(xiàn)精確的定時(shí)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量和保存。而多媒體文件數(shù)據(jù)量大，處理費(fèi)時(shí)，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(chǔ)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(shí)器的開(kāi)啟和停止，保證定時(shí)精確。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的心理實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)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(pán)2、被試反應(yīng)鍵3、一個(gè)主試屏LCD多功能顯示終端5a和一個(gè)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(pán)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(chǔ)器5-1、LCD驅(qū)動(dòng)芯片(實(shí)施例中型號(hào)為MT210G16)、存儲(chǔ)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(chǔ)器、LCD驅(qū)動(dòng)芯片5-5、存儲(chǔ)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(guò)RS232接口與兩個(gè)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(dòng)芯片分別與液晶顯示器5-7和同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器5-6電連接，LCD驅(qū)動(dòng)芯片外接同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SDRAM)作為顯示緩存，內(nèi)置SDRAM(控制器)對(duì)緩存進(jìn)行控制，將SDRAM分為兩個(gè)緩存區(qū)，快速進(jìn)行雙緩存的切換。Nor Flash存儲(chǔ)器用于存放漢字字庫(kù)，從控微控制單元的FSMC接口與Nor Flash存儲(chǔ)器電連接用于讀取Nor Flash存儲(chǔ)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(kāi)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(chǔ)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(chǔ)圖片SD卡電連接用于讀取存儲(chǔ)圖片SD卡內(nèi)的圖片信息，存儲(chǔ)圖片SD卡工作在SD模式。

測(cè)試者使用主試屏LCD多功能顯示終端，被測(cè)試者使用被試屏LCD多功能顯示終端，主控MCU通過(guò)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(duì)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(guò)程中所測(cè)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(gè)微控制器(一個(gè)主控MCU和兩個(gè)從控MCU),每個(gè)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(dòng)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(shí)，當(dāng)按鍵按下后可立即觸發(fā)中斷，并控制主控MCU的定時(shí)器開(kāi)啟或停止。而從中斷觸發(fā)到定時(shí)器開(kāi)關(guān)只有幾個(gè)指令周期的時(shí)間，其數(shù)量級(jí)為微秒級(jí)。PS/2鍵盤(pán)，用于主試屏LCD多功能顯示終端操控實(shí)驗(yàn)臺(tái)，如選擇實(shí)驗(yàn)和保存數(shù)據(jù)等，做到類(lèi)似PC實(shí)驗(yàn)臺(tái)的靈活易用。

本實(shí)用新型的心理實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)的工作方法為：通過(guò)主試PS/2鍵盤(pán)向主控MCU輸入指令，主控MCU分別向多個(gè)從控MCU發(fā)送指令，從控MCU讀取存儲(chǔ)圖片SD卡中的圖片或讀取Nor Flash存儲(chǔ)器中的字符并發(fā)送到LCD驅(qū)動(dòng)芯片，LCD驅(qū)動(dòng)芯片將圖片或文字呈現(xiàn)到LCD的指定區(qū)域上，LCD驅(qū)動(dòng)芯片將當(dāng)前刺激已呈現(xiàn)的命令通過(guò)從控MCU立即反饋給主控MCU。被試者通過(guò)被試反應(yīng)鍵作選擇判斷。在測(cè)試期間，主控MCU可通過(guò)從控MCU控制LCD驅(qū)動(dòng)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(guò)從控MCU立即反饋給主控MCU。

從控MCU向LCD驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送指令，LCD驅(qū)動(dòng)芯片向同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器寫(xiě)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(kāi)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(kāi)通、關(guān)斷和亮度直接影響到液晶顯示器的開(kāi)通、關(guān)斷和亮度)。

測(cè)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(duì)本實(shí)用新型做了示例性的描述，應(yīng)該說(shuō)明的是，在不脫離本實(shí)用新型的核心的情況下，任何簡(jiǎn)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(dòng)的等同替換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。