1 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。

2 设计思路

  通过随机函数产生随机数，程序启动以后，在随机数控制的时间下点亮板上的LED，且点亮哪一个LED灯也由随机数控制。在灯随机亮起之后，被测试者需要凭自身反应按下按键，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，并将时间差显示在在OLED屏幕上。

3 程序流程

4 实现过程展示

每一轮实验过程开始时，所有绿灯亮起并闪烁一秒，表示实验开始，提醒被测试者做好准备。

在绿灯熄灭后，经过随机一段时间，十二个LED中的随机一个会以黄灯形式短暂闪烁，被测试者需要在看到黄灯闪烁之后的本能反应时间内按下左侧按钮，以完成测试。

为了保证每次测试的随机性和准确性，每次黄灯亮起的位置和时间都是不同的，分别由两个随机数控制。如图，下为几次实验中黄灯亮起的位置。

在被测试者按下按钮时，内部的数据处理器会根据预先设置，计算按下按钮时刻与黄灯亮起时刻的差值，即可作为被测试者的反应时间，并将反应时间以毫秒为单位显示在OLED屏幕上。

反应时间的显示即表示一轮实验结束。如想继续进行多次实验，只需稍微等待片刻，程序会自动重置，并开始新一轮实验。新一轮实验中，随着被测试者按下按钮，处理器会自动清除上次实验的数据，并将新的反应时间计算出来并显示在屏幕上。

5 代码实现

     wb.on_all("#00ff00")
     time.sleep(1)
     wb.off_all()

这是实验开始部分。在程序开始运行之后，12个LED灯以绿灯状态全部亮起，延时一秒后关闭，以此达到闪烁的效果，用以提醒被测试者集中注意力，准备实验。

     time.sleep(random.uniform(2,5))
     light_random = int(random.uniform(1,13))
     wb.on(light_random, "#ffff00")
     time.sleep(0.2)
     wb.off(light_random)

此处是两个随机数函数，第一个随机数函数用于控制黄灯亮起的时间，即在绿灯熄灭之后随机2至5秒内亮起。第二个随机函数用于控制黄灯亮起的位置。引入变量“light_random”，变量的值是先从1至13中取一个随机数，取整之后赋予的，即变量的值是1至12中的随机一个整数。该变量的值与12个LED灯一一对应，不同的值会导致不同位置的LED灯亮起，用于控制黄灯亮起的位置。黄灯亮起后延时0.2秒关闭，即短暂闪烁，为被测试者提供视觉信号。

末尾部分的代码用于记录时间，精确地记录黄灯亮起的时刻，为计算反应时间做准备。

def k1_callback(pin):
    global timer_start
    timer_reaction = time.ticks_ms() - timer_start
    print_result(str(timer_reaction) + "ms")
    
k1 = button(pin_cfg.k1, k1_callback, trigger=Pin.IRQ_FALLING)

该部分代码用于设定按钮以及计算反应时间。在被测试者按下按钮时，记录对应时刻，与起始时刻作差计算出反应时间，并赋予给输出，最终通过之后的输出代码显示在OLED屏幕上。

完整代码见最底部。

6 遇到的主要难题

本项目相对比较简单，主要难点在于如何使用随机函数控制黄灯亮起的时间和位置，以及如何调用按钮，编写合适的程序使得按钮能够完成相应的功能。最初进行试验时，我在编写按钮代码部分一直遭遇到瓶颈，测试过程中证明按钮功能和OLED屏幕显示的功能正常运作，但是在黄灯亮起之后按下按钮的同时，并没能像与其一样，在屏幕上显示反应时间。后来为了找到问题所在，我重新更加详细的学习了老师的课程相关部分，老师讲解的十分详细，也给出了相关的资源，有相关的帮助文档，深刻的学习之后，我对相关部分的代码有了更深的认识，了解了自己最初设计的代码问题所在，通过不断的设计和修改，最终顺利实现了预期功能。此外，随机数部分也因为程序设计的思路出现了一些失误，使用同一个随机函数来控制黄灯亮起的时间和位置，导致黄灯亮起的位置被限制在很小的一个范围内，降低了实验的准确性。后来调整思路，重新设计了程序结构，使用额外的随机数变量来控制黄灯亮起的位置，重新编写了代码，保证黄灯在十二个位置都有相等的可能亮起，增大了实验的随机程度。

7 未来规划

这次是我第一次尝试参加硬禾学堂的电子森林项目，由于缺乏经验选择了相对简单轻松的项目。在学习过程中我学到了许多有意义的知识，除了与项目相关的知识，也尝试了解并实践了老师拓展的部分。最终顺利完成了本次项目，并且在项目完成后尝试了许多额外的部分，发现对相关内容十分感兴趣，计划之后通过硬禾学堂了解更多相关方面的知识，也可能会选择更加困难一些的项目，锻炼自己的思维能力和动手能力，在不断思考和动手实践中提升自己。

8  完整代码

import ws2812b as wb
from oled import oled
from button import button
from board import pin_cfg

import time
from machine import Pin
import random


def print_result(msg):
    oled.text(msg,40,32)
    oled.show()
    
timer_start = 0

def k1_callback(pin):
    global timer_start
    timer_reaction = time.ticks_ms() - timer_start
    print_result(str(timer_reaction) + "ms")
    
k1 = button(pin_cfg.k1, k1_callback, trigger=Pin.IRQ_FALLING)

while True:
     wb.on_all("#00ff00")
     time.sleep(1)
     wb.off_all()
     time.sleep(random.uniform(2,5))
     light_random = int(random.uniform(1,13))
     wb.on(light_random, "#ffff00")
     time.sleep(0.2)
     wb.off(light_random)
     timer_start = time.ticks_ms()
     oled.fill(0)
     time.sleep(10)