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1、作品制作说明课题 基于单片机的模拟射击游戏设计学 院 电子信息工程学院专业（方向） 应用电子技术（通信电子）班 级 电子 104学 号 100202428姓 名 刘洋完成日期 2012 年 12 月指导教师 居金娟南通职业大学电子信息工程学院作品制作说明1基于单片机的模拟射击游戏设计作品简介本作品是基于单片机的模拟射击游戏设计，电路由单片机最小系统、电源电路、LED160128A 液晶显示屏、开关电路、单片机 STC12C5A80S2、蜂鸣器、晶振电路组成。本设计是利用 STC12C5180S2 单片机与 160*128 的液晶组合设计的模拟射击游戏，实现模拟简单的射击游戏，在像素为 160*
2、128 的液晶上显示模拟的手枪图标，并可通过按键控制手枪的上下移动和射击并判断是否击中目标然后统计得分显示出来，每次击中目标时蜂鸣器会发出击中音效，另有重新开始的功能键。本课题是基于单片机技术和160*128 的广泛应用而提出。本次做的模拟射击游戏是以单片机为核心，结合LCM160128ALCD 显示器，再配以相应的软件，达到实现模拟射击游戏的目的。本作品通过 K1、K2、K3、K4 四个按键对游戏进行控制，其中 K1 为“向上”键，K2 为“向下”键，K3 为“发射”键，K4 为“重新开始”键。通过上下键使射击器与射击目标保持同一水平线上，然后开始射击，如射中即可获得一分得分，否则得分不变。
3、当子弹弹数为 0 时，按“重新开始”键游戏即可重新开始，进行新一轮的挑战。南通职业大学电子信息工程学院作品制作说明2引言当今是一个信息化的时代，信息的重要性是不言而喻的，获取手段显得尤其重要。人们所接受的信息有 70%来自于人的视觉，无论用何种方式获取的信息最终需要有某种显示方式来表示。在各种显示技术中，以液晶显示器 LCD(Liquid Crystal Display)为代表的平板显示器发展最快、应用最广。液晶显示技术的普及应用和发展，给仪器、设备的小型化及智能化带来了光辉的前景，特别是点阵图形式液晶显示模块，它具有体积小、重量轻、低电压、底功耗之优点，因而在显示内容和显示功能等方面表现出了
4、独特的性能。由于液晶显示器已成为日常工作和生活中各种显示仪器、仪表、和袖珍电子产品的重要组成部分，因此对于点阵图形液晶显示器件（模块）的开发、设计、应用和研究具有重要意义。该设计是基于 LCD 的广泛应用，用单片机为控制中心，以键盘为输入设备，用LCD 为显示器，实现了汉字和图片的显示以及键盘控制等功能。1 工作原理及系统组成系统启动后 LCD 首先初始化，接着从左上角开始清屏，接着显示预置好的游戏界面。延迟五秒再次清屏，在第一行显示“射击训练游戏” ，中间显示游戏主图像，最下面调用 Show_Score_and_Bullet()函数显示游戏得分和剩余子弹数目。接着打开定时器 T0,定时器 T
5、1 和外部中断 INT0,定时器 T0 控制屏幕每秒通过随机函数刷新应该被击中的目标位置，定时器 T1 模拟命中后的枪声，并将剩余子弹数目和得分在液晶上同步显示。南通职业大学电子信息工程学院作品制作说明3图 1 系统组成框2 系统硬件总体设计系统硬件主要包括 Atmel 公司的 8 位单片机 STC12C5A80S2、LCM60128ALCD,电源以及开关电路组成。下面将对这些分别予以介绍：2.1 电源电路本子模块电路中由于需要 5V 电源所以我们没有从主模块中获取，而是在本模块中采用 7805 模块作为降压模块，本电路仅由 4 个电容和一片 7805 组成，在电路中电解电容容量较大用于滤除中
6、低频杂波。当 7805 有足够面积的散热器时，可以提供超过1.5A 的输出电流。7805 具有精度高、易于安装使用等特点，被广泛使用在要求并不是很高的场合。首先将 220V 交流电通过变压器为 12V 的交流电，然后再通过整流电路和电容一次滤波得到 15V 的直流电，接着该直流电通过 7805 的输入端 1 脚输入，2 脚接地，3 脚输出，再经过电容的二次滤波得到 5V 的直流电，提供给整个系统工作。电源电路如图图 2 电源电路图南通职业大学电子信息工程学院作品制作说明42.2 STC12C5A80S2 单片机STC12C5A60S2/AD/PWM 系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(
7、1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代 8051 单片机，指令代码完全兼容传统 8051,但速度快 8-12 倍。内部集成 MAX810 专用复位电路,2 路 PWM,8 路高速 10 位 A/D 转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。1.增强型 8051 CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统 8051；2.工作电压：STC12C5A60S2 系列工作电压：5.5V-3.3V（5V 单片机）STC12LE5A60S2 系列工作电压：3.6V-2.2V（3V 单片机） ；3.工作频率范围：0 - 35MHz，相当于普通 8051 的 0420MHz；4.用户
8、应用程序空间 8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K 字节；5.片上集成 1280 字节 RAM；6.通用 I/O 口（36/40/44 个） ，复位后为：准双向口/弱上拉（普通 8051 传统 I/O口） ，可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏，每个 I/O 口驱动能力均可达到 20mA，但整个芯片最大不要超过 55Ma；7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程） ，无需专用编程器，无需专用仿真器 可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片；8.有 EEPROM 功
9、能(STC12C5A62S2/AD/PWM 无内部 EEPROM)；9. 看门狗；10.内部集成 MAX810 专用复位电路（外部晶体 12M 以下时，复位脚可直接 1K 电阻到地） ；11.外部掉电检测电路:在 P4.6 口有一个低压门槛比较器，5V 单片机为 1.32V，误差为+/-5%,3.3V 单片机为 1.30V，误差为+/-3%；12.时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部 R/C 振荡器(温漂为+/-5%到+/-10%以内) 1 用户在下载用户程序时，可选择是使用内部 R/C 振荡器还是外部晶体/时钟，常温下内部 R/C 振荡器频率为：5.0V 单片机为：11MHz15.5MHz，3
10、.3V 单片机为：8MHz12MHz，精度要求不高时，可选择使用内部时钟，但因为有制造误差和温漂，以实际测试为准；13.共 4 个 16 位定时器 两个与传统 8051 兼容的定时器/计数器,16 位定时器 T0和 T1，没有定时器 2，但有独立波特率发生器 做串行通讯的波特率发生器 再加南通职业大学电子信息工程学院作品制作说明5上 2 路 PCA 模块可再实现 2 个 16 位定时器；14. 2 个时钟输出口，可由 T0 的溢出在 P3.4/T0 输出时钟，可由 T1 的溢出在P3.5/T1 输出时钟；15.外部中断 I/O 口 7 路,传统的下降沿中断或低电平触发中断,并新增支持上升沿中断
11、的 PCA 模块， Power Down 模式可由外部中断唤醒，INT0/P3.2,INT1/P3.3,T0/P3.4, T1/P3.5, RxD/P3.0,CCP0/P1.3(也可通过寄存器设置到 P4.2 ), CCP1/P1.4 (也可通过寄存器设置到 P4.3)；16. PWM(2 路）/PCA（可编程计数器阵列,2 路）：也可用来当 2 路 D/A 使用也可用来再实现 2 个定时器也可用来再实现 2 个外部中断(上升沿中断/下降沿中断均可分别或同时支持)；17.A/D 转换, 10 位精度 ADC，共 8 路，转换速度可达 250K/S(每秒钟 25 万次)18.通用全双工异步串行口
12、(UART)，由于 STC12 系列是高速的 8051，可再用定时器或 PCA软件实现多串口；19. STC12C5A60S2 系列有双串口，后缀有 S2 标志的才有双串口，RxD2/P1.2(可通过寄存器设置到 P4.2)，TxD2/P1.3(可通过寄存器设置到 P4.3)；20.工作温度范围：-40 - +85(工业级) / 0 - 75(商业级)21.封装：PDIP-40,LQFP-44,LQFP-48 I/O 口不够时，可用 2 到 3 根普通 I/O 口线外接 74HC164/165/595（均可级联）来扩展 I/O 口, 还可用 A/D 做按键扫描来节省 I/O 口，或用双 CPU
13、,三线通信，还多了串口。南通职业大学电子信息工程学院作品制作说明6图 3 STC12C5A60S2 引脚图 2.3 LCM160128A 液晶显示屏LCM160128A 是一种图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器/列驱动器 160128全点阵液晶显示器组成。他能显示各种字符、图形、汉字，基于 T6963C 内核控制，其在 Proteus 中的元器件图形如下:南通职业大学电子信息工程学院作品制作说明7图 4 LCM160128 引脚图2.4 按键控制模块K1,K2,K3,K4 四个按键的左触点分别与四输入与门 74LS21 的输入端相连，右触点并联接地，同时从 74LS21 的输入端引出四根阴线
14、 1，2，3，4 分别与单片机的P1.4,P1.5,P1.6,P1.7 相连，当有按键按下时，74LS21 输出为低电平，进入外部中断 0 的服务子程序，在子程序中具体判断是 1，2，3，4 的哪个线为低电平从而判断哪个键按下并进行相应响应。按键控制模块如下所示：南通职业大学电子信息工程学院作品制作说明8图 5 按键控制电路图3 所需原件及焊接3.1 所需原件STC12C5A80S2 芯片一个，12MHz 晶振一个，NE555 振荡器一个，10K 电阻一个，22PF 电容两个，10F 电解电容一个,LCM160128ALCD 显示器，电源接口一个，导线若干，74HC04 非门一个，74LS21
15、 与门一个，按键 4 个。3.2 元件的焊接方法手工焊接是传统的焊接方法，虽然批量电子产品生产已较少采用手工焊接了，然而在日常生活中电子产品的维修、调试还是要用到手工焊接。手工焊接握电烙铁一般有三种方法：正握、反握及握笔式。焊接元器件及维修电路板时以握笔式为主。3.3 手工焊接有四步准备焊接:对被焊元件处的积尘及油污进行清洁处理,然后将被焊元器件周围的器件瓣瓣,确保电烙铁头能够触到被焊元器件的焊锡处,以免烙铁头烫坏其他元器件。加热焊接:将沾有少许焊锡和松香的电烙铁头接触被焊元器件约几秒钟。若是要拆下印刷板上的元器件,则待烙铁头加热后,用手或银子轻轻拉动元器件,看是否可以取下。清理焊接面:若所焊
16、部位焊锡过多,可将烙铁头上的焊锡甩掉(注意不要烫伤皮肤,也南通职业大学电子信息工程学院作品制作说明9不要甩到印刷电路板上),用光烙锡头沾些焊锡出来。若焊点焊锡过少、不圆滑时,可以用电烙铁头蘸些焊锡对焊点进行补焊。检查焊点:看焊点是否圆润、光亮、牢固,是否有与周围元器件连焊的现象。3.4 焊接质量不高的原因焊锡用量过多，形成焊点的锡堆积；焊锡过少，不足以包裹焊点。焊剂过量，焊点明围松香残渣很多。当少量松香残留时，可以用电烙铁再轻轻加热一下，让松香挥发掉，也可以用蘸有无水酒精的棉球，擦去多余的松香或焊剂。夹松香焊接，焊锡与元器件或印刷板之间夹杂着一层松香，造成电连接不良。若夹杂加热不足的松香，则焊点下有一层黄褐色松香膜；若加热温度太高，则焊点下有一层碳化松香的黑色膜。对于有加热不足的松香膜的情况，可以用烙铁进行补焊。焊锡连桥。指焊锡量过多，造成元器件的焊点之间短路。这在对超小元器件及细小印刷电路板进行焊接时要尤为注意。
