運動(dòng)員(聽(tīng)覺(jué))神經(jīng)-運動(dòng)反應時(shí)的測量系統

　　運動(dòng)檢測模塊

　　運動(dòng)檢測模塊選用了美國ADI公司生產(chǎn)的單片加速度傳感器ADXL105作為運動(dòng)檢測傳感器，內含加速度傳感器和信號調理器。這是一種差容式力平衡加速度傳感器，利用變間隙的方法，把被測的加速度轉換為電容器的電容量變化。內部的電容分壓電路，提供與加速度大小成正比的模擬輸出電壓，其相位則取決于加速度的方向，無(wú)需外加任何有源器件即可接到ADC的輸入端。既可以用來(lái)測量靜態(tài)加速度(如重力加速度或傾角等)，又可用來(lái)測量動(dòng)態(tài)加速度(如振動(dòng)等)。

　　由于A(yíng)DXL105可直接輸出模擬信號，因此只需要通過(guò)比較器將ADXL105的輸出電壓與閾值電壓相比較，當加速度大于某一閾值時(shí)輸出高電平。其原理電路如圖3所示。LM339的OUT3腳輸出運動(dòng)檢測信號，接單片機的P1.4口;OUT4腳輸出運動(dòng)自檢信號，接單片機的P1.5口。

　　圖3 運動(dòng)檢測模塊電路原理圖

　　無(wú)線(xiàn)數傳模塊

　　本系統中采用基于RF芯片nRF401的無(wú)線(xiàn)數傳PTR2000模塊。nRF401是NORDIC公司最新推出的單片無(wú)線(xiàn)收發(fā)一體的芯片，包括高頻發(fā)射、高頻接收、PLL合成、FSK調制、FSK解調及多頻道切換等部件，是目前集成度最高的一種無(wú)線(xiàn)數傳芯片。PTR2000既可與80C51、89C2051、68HC08、PIC等各種單片機的串口或I/O口直接連接，也可通過(guò)電平轉換芯片MAX232與PC機進(jìn)行串口通信。

　　系統軟件設計

　　根據本系統的設計要求，將系統軟件劃分為發(fā)射端軟件和接收端軟件兩部分分別進(jìn)行設計。

　　發(fā)射端軟件

　　單片機部分的軟件主要可以分為以下幾個(gè)模塊：自檢模塊、發(fā)射模塊和計時(shí)模塊。單片機主程序流程圖如圖4所示。

　　圖4 單片機端主程序流程圖

　　接收端軟件

　　在本系統中接收端為PC機，采用VB語(yǔ)言進(jìn)行編程。在標準RS-232串口通信方面，VB提供了具有強大功能的通信控件Mscomm。該控件可設置串行通信的數據發(fā)送和接收，對串口狀態(tài)及串口通信的信息格式和協(xié)議進(jìn)行設置。這是一個(gè)標準的10位串口通信，包括8位數據、1位起始位和1位停止位。在發(fā)送或接收數據過(guò)程中觸發(fā)OnComm事件，通過(guò)編程訪(fǎng)問(wèn)CommEvent的屬性了解通信事件的類(lèi)型，進(jìn)行各自的處理。每個(gè)通信控件對應一個(gè)串口，可以設計多個(gè)通信控件來(lái)訪(fǎng)問(wèn)多個(gè)通信口?？丶峁┝斯δ芡晟频拇跀祿陌l(fā)送和接收功能，Mscomm控件具有兩種處理方式：事件驅動(dòng)方式，由Mscomm控件的OnComm事件捕獲并處理通信錯誤及事件;查詢(xún)方式，通過(guò)檢查CommEvent屬性的值來(lái)判斷事件和錯誤。在本系統中采用的是事件驅動(dòng)方式。

　　通過(guò)VB編程工具強大的圖形編程方法，可以實(shí)現運動(dòng)員反應曲線(xiàn)圖的繪制。并可對圖形進(jìn)行放大、縮小以及移動(dòng)，方便地顯示出運動(dòng)員反應時(shí)的變化趨勢?；谝陨细鱾€(gè)程序模塊的設計，本軟件實(shí)現了對數據的實(shí)時(shí)采集與發(fā)射/接收以及穩定顯示，使得整個(gè)系統具有很高的實(shí)用價(jià)值。

　　結語(yǔ)

　　　　本測量系統采用的方法在國內處于領(lǐng)先水平，與之前的起跑反應時(shí)模擬測定儀相比，不但可以在運動(dòng)場(chǎng)上直接、精確地測定運動(dòng)員的起跑反應時(shí)，而且可以對反應時(shí)進(jìn)行分析和綜合，促進(jìn)對運動(dòng)員反應時(shí)的研究以及提高運動(dòng)員的訓練水平，為運動(dòng)員的選材和訓練提供科學(xué)的參考依據。