1 项目需求及实现方式

项目需求：

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，进行使用者的反应时间测试

实现方式：通过软件产生随机数，程序启动以后在随机数控制的时间下点亮板上的LED，被测试者按下按键以后，处理器计算从点亮灯到接收到按键之间的时间差，并将时间差通过USB显示在PC上，也可以将OLED用起来，在OLED上显示时间信息。

2 完成的功能及达到的性能

2.1 随机指示灯显示

在板卡上一共有编号为1-12的十个LED信号灯，测试开启后，oled屏幕上将显示时长为1s的“Game Start！！”字样，随后将在设置的2-5s的随机等待时间后，板卡上的12个LED信号灯将随机点亮

2.2 反应时间测试

在随机的LED信号灯亮起后，测试者需迅速按下k1按钮来测试其反应时间，测试结果将立即呈现在oled屏幕上：

测试结果显示3s后，将进入下一次测试的3s倒计时

（由于拍摄帧数原因未能完全展示oled屏幕上字样，详情效果请见视频）

以此实现反应测试功能。

3 实现思路

将已知的资料button函数、board函数等录入到pico板卡中

利用函数进行程序编译

在oled屏幕上利用坐标的形式显示全部文字信息

记录并刷线每次的led灯点亮时间，并利用按键时间相减的形式计算反应时间

随机函数的应用，回调函数使用等

4 实现过程

4.1 程序流程图

4.2 主要代码片段说明

from oled import oled

from button import button

from board import pin_cfg

import ws2812b

import time

from machine import Pin

import random

上述代码主要用于调用在测试前储存在pico板卡中的oled、button、board、ws2812b等程序，并调用部分函数

def k1_callback(pin):                                    #回调函数
    global timer_start
    timer_reaction = time.ticks_ms() - timer_start       #通过按键时间减去初始亮灯时间计算出测试者的反应时间
    print("Your reaction time was:" + str(timer_reaction) + "ms")
    oled.fill(0)
    oled.text("Score:",5,25)                             #oled上展示分数
    oled.text(str(timer_reaction) + "ms",45,35)
    oled.show()
k1 = button(pin_cfg.k1, k1_callback, trigger=Pin.IRQ_FALLING)

这一部分代码首先定义了k1_callback的回调函数，设计了当按下k1按键以后的程序显示，包括了如何计算反应时间，如何在板卡的oled屏幕上进行成绩的显示

oled.fill(0)
oled.show()
ws2812b.off_all()                                         #测试开始前，关闭所有oled显示灯并清空屏幕

此部分代码用于测试的初始化，即清空oled屏幕并关闭所有led信号灯

while True:                                               #进入测试循环
    oled.fill(0)
    oled.text("Game Start!!",20,25)                       #28-30行，显示“游戏开始”字样，持续1s
    oled.show()
    time.sleep(1)
    oled.fill(0)
    oled.show()
    rand_time = random.uniform(2,5)                       #33-35行，设置随机等待时间，在2-5s的随机时间等待后，编号1-12的随机指示灯亮起
    time.sleep(rand_time)
    ws2812b.on(int(random.uniform(1,12)),"#111111")
    timer_start = time.ticks_ms()                         
    time.sleep(3)                                         #程序终止3s显示用户反应时间 
    ws2812b.off_all()
    oled.fill(0)
    oled.show()

这一部分为测试循环的运行代码，当测试开始时，会显示3s的“Game Start!!”字样用于提示测试者测试开始，随后将会有默认2-5s的随机等待时间，等待时间过后1-12个信号指示灯随机亮起，测试者需在这时迅速按下k1按键进行反应测试。

k1按键按下后，oled屏幕上会显示3s的用户测试时间，随后将oled屏幕清空，led信号灯关闭，进入下一次测试

 i = 3                                           #42-50行，3s等待时间结束以后，oled显示屏上进入下一次反应测试3s倒计时
    while i>0:
        oled.text("Reset Game",25,25)
        oled.text(str(i) + "s",55,35)
        oled.show()
        time.sleep(1)
        oled.fill(0)
        oled.show()
        i = i - 1

在测试中我们加入了重新测试的提示信息，在下一次测试开始前，oled屏幕上会有"Reset Game"的3s倒计时，倒计时结束后将重新进行下一次测试。

5 遇到的主要难题

5.1 反应时间测试公式

在反复调试代码的测试过程中，我尝试了许多不同的方式来测算反应时间，其中持续最久的问题就在于，当反应测试公式使用timer_reaction = time.ticks_ms() - timer_start时，一开始我将timer_start = time.ticks_ms() 的timer_start重置公式放在了 time.sleep(3) 后，导致了每次测算的时候反应时间都增加了3s，但是在简单的调试，增加了timer_reaction = timer_reaction - 3000后我发现，这样虽然能让第二次以后的反应测算时间达到精确，但是每次的第一次反应测试都为一个600多s的随机数，在反复研究代码后，完成了准确测量这一改良。

5.2 oled显示屏信息投放问题

在没有加入坐标以前，我曾经尝试使用"Your reaction time was:" + str(timer_reaction) + "ms"的信息投放在oled屏幕上，但是由于oled屏幕的大小问题，屏幕信息没有办法展示完全，所以最后只能用Score代替，在查询相关资料以后，加入了坐标的概念，由此便可以增加了测试前的”Game Start!!“以及测试后的Reset倒计时

6 未来的计划建议

虽然本程序已经达成了基本的反应测试要求，并在具体实现过程中加入了测试开始和重新测试的标识，但是在测试中仍然发现了一些可以改进的地方

第一，在具体的测试过程中，一旦我们进行了k1按键的误触，在信号指示灯亮前按下k1，反应时间将会变为负数，此处可以增加防止误触指令

第二，可以充分利用到button函数中，k2的按键指令，使用k2按键控制测试的开始与停止

第三，在将反应测试数据记录完毕后，可以增加多测测试测算平均值的功能，使用户得到更精确的反应速度测试结果。