嵌入式系统在智能型中小学生心理辅导信息平台中的应用设计

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嵌入式系统在智能型中小学生心理
辅导信息平台中的应用设计
摘 要
伴随计算机科学技术的发展和现代教育水平的提高，实验心理学已经对医
学，教育等各个行业领域产生了广泛影响，推动了中小学生心理健康教育飞速
发展。本文给出了一种嵌入式系统在心理辅导信息平台上的应用设计。
本文主要的研究重点是中小学生认知风格心理辅导信息平台的研究和设计
实现。通过对实验心理学的相关知识进行分析和总结，根据它对认知测试在心理
学上的要求，研究提出了一种比较新的测试方案。根据此方案设计实现了以嵌入
式微处理器 LM3S3749 为硬件核心，编写终端应用程序，构建简易内核架构
的OS(操作系统)，在简易 OS 下，控制 SD 卡的文件读写，实现液晶显示触摸
屏的基本功能，达到了良好的人机交互的效果，实现通过 USB 主从机通讯实现
平台终端采集的数据传输。以基于 C/S(Client-Server)架构的软件为数据分析
系统的“智能型中小学生认知心理辅导信息平台”，简称信息平台。
将嵌入式系统应用到智能型中小学生心理辅导信息平台中是信息技术发展
的必然趋势，同时该平台的数据采集终端的准确性，分析软件的可靠性，智能
性等性能都得到了明显提高，它是嵌入式技术和实验心理学结合的一个良好体
现，说明心理健康事业在我国即将迅猛发展。
在文章的最后对整个信息平台系统进行了总结和展望。
关键词：实验心理学 嵌入式系统 LM3S3749 C/S架构 信息平台
ABSTRACT
With the development of computer science and technology and the increasing
levels of education, experimental psychology has a broad impact on the medicine,
education and other industries, promoted the rapid development of primary mental
health education. This paper presents the application of design which an embedded
system on the counseling information platform.
The main point of this research is the primary focus on the research of
counseling information platform and design to achieve. Through the experimental
knowledge of psychology to analyze and summarize, based on its cognitive
psychology on testing requirements and study, proposes a relatively new design.
According to this program design , implemented the embedded microprocessor
LM3S3749 for the core hardware, compiled terminal applications, building the OS
(operating system) of the easy kernel architecture, then implemented the data
transmission of the platform terminal collecting through USB master and slave
communication. As basing on the C/S (client server) architecture software in the data
analysis—“intelligent Primary and secondary cognitive psychological counseling
information platform”, it is short for “Information Platform”.
Make the Embedded system apply in the intelligent primary and secondary
cognitive psychological counseling information platform is an inevitable trend for the
development of information technology. What is more, the accuracy of the platform’s
data collecting terminal, the Reliability of the analyzing software, and more than the
Intelligence all have Got an obvious improvement. It is a good combination for
embedded technology and experimental psychology indicating that mental health is in
a rapid development in China.
At the end of dissertation the conclusion and prospect of the whole information
platform system are given.
Key words: Psychology Guidance, Embedded System, LM3S3749,
Client Server Architecture, Information Platform
目 录
摘 要
ABSTRACT
第一章 绪 论.................................................................................................................................1
§1.1 论文研究背景及意义...............................................................................................1
§1.2 论文研究现状...........................................................................................................1
§1.2.1 国外研究现状................................................................................................1
§1.2.2 国内研究现状................................................................................................2
§1.3 论文研究的主要内容...............................................................................................4
§1.4 论文章节安排.............................................................................................................4
第二章 信息平台在心理学上的测试方案论述...................................................................5
§2.1 认知风格实验测试概述..........................................................................................5
§2.2 认知风格测试方案和功能设计............................................................................6
§2.2.1 认知风格测试方案设计............................................................................6
§2.2.2 认知风格实验功能设计............................................................................7
第三章 信息平台系统分析........................................................................................................9
§3.1 嵌入式系统发展概述.............................................................................................9
§3.2 信息平台设计目标..................................................................................................9
§3.3 MCU 的选择.................................................................................................................9
§3.4 RTOS 的选择.............................................................................................................12
§3.5 上位机软件的选择................................................................................................13
第四章 信息平台终端的硬件结构描述与设计................................................................14
§4.1 终端系统硬件配置................................................................................................14
§4.2 各模块硬件功能描述...........................................................................................14
§4.3 主模块硬件电路设计...........................................................................................15
§4.3.1 液晶显示触摸屏硬件接口设计............................................................15
§4.3.2 USB 主从机通讯硬件电路接口设计....................................................16
§4.3.3 SD 卡硬件接口设计..................................................................................16
§4.3.4 棒框(电机)硬件接口..............................................................................18
§4.3.5 扬声器接口设计........................................................................................19
第五章 信息平台软件设计.....................................................................................................20
§5.1 信息平台终端仪器软件设计.............................................................................20
§5.1.1 液晶显示触摸屏软件设计.....................................................................22
§5.1.2 USB 通讯软件设计....................................................................................25
§5.1.3 SD 卡控制程序设计..................................................................................29
§5.1.4 棒框(电机)软件设计..............................................................................32
§5.2 信息平台数据分析系统软件设计概述...........................................................32
第六章 信息平台调试心得和实验测试..............................................................................36
§6.1 信息平台调试心得.................................................................................................36
§6.1.1 工程文件编译..............................................................................................36
§6.1.2 目标镜像下载..............................................................................................36
§6.1.3 程序调试.....................................................................................................37
§6.2 信息平台实验测试................................................................................................37
§6.2.1 信息平台展示............................................................................................37
§6.2.2 信息平台实验测试...................................................................................37
第七章 总结与展望...................................................................................................................41
§7.1 总结...........................................................................................................................41
§7.2 展望...........................................................................................................................41
参考文献........................................................................................................................................45
第一章 绪 论
第一章 绪 论
§1.1 论文研究背景及意义
21 世纪将是一个全球信息化的网络时代，而嵌入式系统是智能化信息时代
的一个新技术方向。随着计算机技术、多媒体通信技术和网络技术的发展，目前，
以智能手机、智能电话、车载监控等为代表的嵌入式系统应用的广泛发展，嵌入
式系统已经越来越走进人们的生活，可以预见在不久的将来人们日常生活的衣、
食、住、行等方方面面都将与嵌入式系统息息相关，嵌入式系统的发展对人类科
学技术的进步起着重要的作用。
由于嵌入式技术已渗透到各行各业，它的发展也推动着心理学仪器的进步
与发展，使得心理学实验仪器越来越向智能化、标准化、集成化的方向发展[1]。
华东师范大学科教仪器厂依据教育部颁布的《中小学心理健康教育指导纲要(教
基(2002)14 号》及《上海市学校心理健康教育三年行动计划》，建设好学生健康
促进工程，不断提高学生心理健康和体质水平。各级各类学校普遍设置科学化和
规范化的心理辅导(活动)室，在各区(县)设立青少年心理辅导中心，以帮助学
生树立心理健康意识，形成良好的心理品质和高尚的完满人格。 心理辅导室的
建设除了配备有专业资质的心理辅导教师外，还需要遵循心理科学基本规律，
配置具有实用意义的现代化工具。这些仪器装备的设计理念必须以心理健康的实
际效用为出发点，可为教师对学生进行针对性的训练、咨询和辅导，实施因材施
教提供科学依据，能使中小学生实现以下的卓越功能[2]。
培养学习观念：提高学习兴趣，改善学习方法，发展学习功力；
了解自己情绪：调整压抑心态，学会容忍理解，抑制冲动行为；
加强自我修养：客观评价自己，适应社会生活，获得爱心体验；
形成良好意志：适应环境变化，培养耐受能力，积极应对挫折；
发展创新思维：开发智慧潜能，确立职业志向，做好择业准备。
为适应心理辅导室的建设，开发出包括有情绪、注意、记忆、学习思维、感知
运动、个性特征等几大类系列智能化心理仪器已成为促进青少年健康成长的必须
§1.2 论文研究现状
§1.2.1 国外研究现状
实验心理学发展的好坏往往与一个国家的经济水平高低密切相关，在国外，
许多发达国家对心理学、包括学校学生心理学的研究开始很早，到目前为止也趋
于成熟。围绕中小学生心理健康教育国外专家专门开设了一门学科叫学校心理学
[3]，它产生于 20 世纪初，之后逐渐开始发展起来，特别是在近年来发展非常快。
学校心理学主要研究 5 岁至 18 岁这一年龄段有学习困难、学习成绩差、学习障碍
或行为障碍等的儿童和青少年。目前国际上针对该状况已经成立了一个叫做学校
心理学联合会的专门机构。
在经济发达的美国，学校心理健康教育现已形成了较完备和成熟的体系，
现在美国所有的大学几乎都设有心理咨询机构、专业的学生心理辅导仪器、心理
卫生，配有专职的心理人员。可见学校心理健康教育已经成为美国教育系统的一
1
摘要：

嵌入式系统在智能型中小学生心理辅导信息平台中的应用设计摘要伴随计算机科学技术的发展和现代教育水平的提高，实验心理学已经对医学，教育等各个行业领域产生了广泛影响，推动了中小学生心理健康教育飞速发展。本文给出了一种嵌入式系统在心理辅导信息平台上的应用设计。本文主要的研究重点是中小学生认知风格心理辅导信息平台的研究和设计实现。通过对实验心理学的相关知识进行分析和总结，根据它对认知测试在心理学上的要求，研究提出了一种比较新的测试方案。根据此方案设计实现了以嵌入式微处理器LM3S3749为硬件核心，编写终端应用程序，构建简易内核架构的OS(操作系统)，在简易OS下，控制SD卡的文件读写，实现液晶显示触摸...

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