1.项目介绍

具体要求：随机点亮板上的一个LED，按下板上的一个按键，在显示屏上显示出从灯亮到按键之间的时间。

实现方式：显示屏最开始显示“Are you ready ?”,测试者按k2按键表示准备好，然后通过软件产生一个随机数，经产生的随机数延时后，板子上其中一个WS2812B灯会亮，系统会开始计时，测试者看到灯亮以后，立即按下k1按键。处理器会计算灯亮到按键被按下的时间差，并根据测试时间长短给予评价，同时显示到PC上和OLED上。

2.所用到的硬件介绍

（1）硬禾版本树莓派Pico核心模块：用来计算时间差并控制OLED的显示。它具有双核32位ARM Cortex -M0+处理器。运行在48MHz，但可以超频到133MHz。30个GPIO引脚(26个暴露)。可支持USB主机或设备模式。8 可编程I/O（PIO）状态机。

（2）两个按键输入：用来表示测试者准备好和看到灯亮反应好。

（3）一个WS2812B RGB三色灯：系统延时后点亮灯用来提醒测试者测试开始。它内置RGB三色灯珠，每个灯珠控制需要24位数据，8Bit绿色亮度+8Bit红色亮度+8Bit蓝色亮度，每个像素点的三基色颜色可实现256级亮度显示，完成16777216种颜色的全真色彩显示。

（4）一个128*64OLED显示屏：显示测试者的测试时间成绩并显示beautiful或 keep going。SSD1306是一款带控制器的用于OLED点阵图形显示系统的单片CMOS OLED/PLED驱动器。它由128个SEG（列输出）和64个COM（行输出）组成。该芯片专为共阴极OLED。

                                                     图1  所用到的硬件图

3.设计思路

游戏开始时，先控制屏幕显示“Are you ready ?”提醒用户准备，当测试者准备完毕，可以按下k2按键，处理器接收到k2键被按下的信号后，利用random（）函数生成一个随机数，系统会让这个随机数成为延时的时间，当延迟结束后，处理器会控制WS2812其中的一个灯亮，并利用time库中的ticks_ms（）函数开始计时。当测试者看到LED灯亮起后立即按下k1按键。处理器接收到按键按下信号，计时结束，并计算这一段的时间差。判断测试时间是否小于500ms，若小于500ms，处理器会控制OLED显示“Your reaction time was （） ms”并且给予“Beautiful”评价，否则OLED会显示“Your reaction time was （） ms”并且显示“Keep going”让测试者继续加油。等约2秒后，屏幕会继续显示“Are you ready ?”提醒测试者进行下一轮的测试。

4.设计流程图

                                                             图2  设计流程图

5.主要部分代码

while True:
    if k2.value()==1:   #判断k2按键是否按下
        time.sleep(random.uniform(2,4))
        ws2812b.on(2,color = "#0f0000")
        timer_start=time.ticks_ms()
        time.sleep(6)
    else:
        display2("Are you ready ?",0,32)
        time.sleep(0.5)
        clear()

上述代码为主函数，用来判断k1按键是否被按下，没被按下前，控制OLED显示“Are you ready ?”若被按下后，延时随机数秒，然后点亮一个LED灯，开始计时。

def k1_callback(pin):      #回调函数
    global timer_start
    timer_end=time.ticks_ms()
    reaction_time=timer_end-timer_start   #计算时间差
    display1("Your reation tim",0,22)
    display1("e was "+str(reaction_time)+"ms",0,32)
    if reaction_time<500:    #判断时间差是否小于500ms
        display1("Beautiful",25,42)
    else:
        display1("Keep going",25,42)
    ws2812b.off_all()
    time.sleep(4)
    clear()

上述代码部分为k1的回调函数，当k1按键被按下后。程序进入到回调函数，先记录当前的时间并计算时间差。然后控制OLED显示屏显示测试的反应时间。最后判断反应的时间是否大于500ms，显示系统的评价：“Beautiful”or“Keep going”。

def display1(date,x,y):    #显示并打印函数
    print(date)
    oled.text(date,x,y)
    oled.show()

该代码为显示函数，控制OLED的显示，并且打印到PC上。输入的参数为显示的数据和从哪行哪列开始显示。

6.实物结果  

                         图3   测试前提醒准备

                         图4  小于500ms测试结果

                              图5   不小于500ms测试结果

上面三个图分别为实物测试前OLED显示，以及测试者按下k1键后测试结果的两种结果下的屏幕显示。

7.遇到难题及解决方案

在本次的项目中，我遇到了两个主要问题。第一个问题是在判断k2键是否按下，没按下的情况，OLED屏幕显示“Are you ready ?”屏幕闪烁的问题，经过分析，发现每次调用显示函数之后，都会调用clear（）函数清除屏幕显示。导致屏幕不能在一段时间内一直显示字母。解决方案：在显示函数调用后，用sleep（）函数延时一段时间，再使用clear函数，这样的话，肉眼就不会感受到屏幕闪烁的问题。第二个问题是不知道如何使屏幕进行换行操作，屏幕只能显示前几个字符。通过查阅资料，明白SSD1306是如何显示的，它是128*64的OLED，一个英文字母需要8*8的像素。因此只需要计算出显示的字母到哪一个要进行换行，在需要换行的字母的起始字母传入它在屏幕显示的起始位置，这样就解决问题了。

8.未来的计划建议

该项目已经实现了反应测试器的基本功能，但同时还有很多可以改进的方面：

• 本项目只实现了英文的显示，可以通过取字模的方法，实现汉字的显示提 醒测试者进行测试。
• 可以在测试者没有准备好的时候，利用蜂鸣器实现一些轻松音乐的播放让测试者放平心态。
• 本次项目只是实现延时随机数后亮灯，但是亮灯的位置是固定的，可以通过随机数让亮灯的位置也是随机的来增加难度。

• 建议：

  首先非常感谢硬禾学堂能提供给我这次机会，让我对嵌入式有了一定的了解，同时也了解了Python和Pico一些基本操作。建议硬禾学堂可以对教学视频进行完善，建立更加全面的视频以便小白进行学习。相信硬禾学堂以后一定会越办越优秀。

• '''
      本项目用到的库
  '''
  import ws2812b
  from oled import oled
  from button import button,k2
  from board import pin_cfg
  
  import time
  from machine import Pin
  import random
  
  def display1(date,x,y):    #显示并打印函数
      print(date)
      oled.text(date,x,y)
      oled.show()
      
  def clear():   #清除屏幕函数
      oled.fill(0)
      oled.show()
     
      
  def display2(date,x,y):     #显示函数
      oled.text(date,x,y)
      oled.show()
      
  def k1_callback(pin):      #回调函数
      global timer_start
      timer_end=time.ticks_ms()
      reaction_time=timer_end-timer_start   #计算时间差
      display1("Your reation tim",0,22)
      display1("e was "+str(reaction_time)+"ms",0,32)
      if reaction_time<500:    #判断时间差是否小于500ms
          display1("Beautiful",25,42)
      else:
          display1("Keep going",25,42)
      ws2812b.off_all()
      time.sleep(4)
      clear()
  k1=button(pin_cfg.k1, k1_callback, trigger=Pin.IRQ_FALLING)  
  
  while True:
      if k2.value()==1:   #判断k2按键是否按下
          time.sleep(random.uniform(2,4))
          ws2812b.on(2,color = "#0f0000")
          timer_start=time.ticks_ms()
          time.sleep(6)
      else:
          display2("Are you ready ?",0,32)
          time.sleep(0.5)
          clear()