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1、乒乓球比赛实验报告 学号 0 东南大学东南大学 乒乓球比赛乒乓球比赛 微机课程设计微机课程设计实验实验报告报告 姓姓 名：名： 学学 号：号： 专专 业：业： 吴健雄学院 实实 验验 室：室： 实验实验时间：时间： 2013 年年 00 月月 00 日日 报告时间：报告时间： 2013 年年 00 月月 00 日日 评定成绩：评定成绩： 审阅教师：审阅教师： 乒乓球比赛实验报告 学号 1 目 录 一、实验目的与内容2 二、总方案设计及原理3 （一）比赛规则 3 （二）面板设计 3 （三）方案流程图 3 三、方案实现与测试5 （一）各模块硬件设计 5 （二）整体硬件连线图6 （三）系统框图 7
2、（四）主程序设计 7 （1）主程序流程图7 （2）主要程序片段9 （五）子程序设计 11 （1）延时子程序 11 （2）屏幕显示子程序 12 （3）数码管扫描比分子程序13 （4）移动速度选择子程序 16 （5）规定等待时间选择子程序 17 四、程序设计中遇到的问题及解决方法18 五、分析与总结18 附录19 乒乓球比赛实验报告 学号 2 一一. . 实验实验目的与目的与内容内容 1）基本要求 用 8 个 LED 发光管(红黄绿)的来回滚动显示来模拟打乒乓球时乒乓球在两边球台上的来回运动。比赛 双方用按钮/开关(双方各用 1 个按钮/开关)来模拟发球与接球，即发球方按动其控制的按钮/开关，球从
3、 发球方一侧向另一方运动(LED 发光管从发球方到对方逐个点亮，滚动显示)，当球运动至接球方时，接球 方立即按动其控制的按钮/开关， “击球”使球“弹回”发球方一侧，如此周而复始，直至在规定的击球时 间内有一方未能完成击球动作， 从而对方得一分， 然后继续比赛。 比赛规则可参照一般的乒乓球比赛规则。 要求： (1) 球以每 0.5 秒滚过 1 个 LED 的速度移动； (2) 回球需在球到达后的 0.5 秒内进行(按下按钮)，否则按失球计； (3) 球未到达提前按下按钮按失球处理，不起回球作用； (4) 在 PC 机上显示比赛过程，同时用 2 个八段数码管显示比分（按 10 进制计数，初始值
4、0:0，可自行 设计显示及规则，可简化为 0-9，也可为 0-99)； (5) 要求精确计时。 2）设计提示 球到达接球方后，立即读接球方的按钮状态，若未按则有效(若已按下则按失球计)，并开始 0.5 秒的 计时，在这个 0.5 秒内不断读接球方按钮状态，直到按下代表“击球”动作。 3）进一步设计要求 （1）通过拨动开关控制球的移动速度，即可设置每个 LED 点亮时间（0.5 秒、0.3 秒、0.2 秒） ； （2）通过拨动开关控制允许击球的时间（0.3 秒、0.2 秒、0.1 秒） ； （3）用 88 点阵配合比赛过程，显示比分； （4） 用一个开关控制进入智能模式， 智能模式要求： 球移动
5、速度取决于击球时间， 球移动速度(每个 LED 点 亮时间)在 0.20.5 秒内可变，具体取决于球到达接球方后击球所花的时间 00.5 秒，如花费的时间短则 回球后球移动速度快，反之回球后移动速度慢，如下表所示。 球移动速度与击球时间对应表 球到达至击球时间 00.2 秒 0.20.3 秒 0.30.4 秒 0.40.5 秒 球移动速度(灯点亮时间) 0.2 秒 0.3 秒 0.4 秒 0.5 秒 乒乓球比赛实验报告 学号 3 二二. . 总方案设计及原理总方案设计及原理 （一）比赛规则 对题目进行理解和深化后，将乒乓球比赛的规则规定如下： (1) 使用两个开关 K0、K7 模拟左方和右方的
6、发球和接球，拨向 0 表示不做任何动作，拨向 1 则表示接球和发球。 (2) 球未到达提前将开关拨向 1 则按失球处理，不起回球作用。 (3) 回球需在球到达后的规定时间内进行(按下按钮)，否则按失球计。接球的规定时间默认为 0.5 秒，但是可以通过相应开关 K4/K5 选择其它规定时间，如 0.3 秒、0.2 秒和 0.1 秒。 (4) 球的移动速度默认为 0.5 秒，但是可以通过相应开关 K2/K3 选择其它速度，如 0.3 秒、0.2 秒。 (5) 该比赛采取 9 分制，即先得到 9 分的选手获胜，即一场比赛结束。 (6) 每次发球由上一次失分方执行（输方发球） 。 (7) 在 PC 机
7、上显示比赛过程，同时用两个八段数码管显示比分。 (8) 使用 K6 控制是否进入智能模式 （二）面板设计 实验方案的面板设计如下：（三）方案流程图K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0 控制右边选手的发球和接球 控制左边选手的发球和接球 8 盏 灯显 示 乒乓 球 的移动 共同调节控制球的移动速度 共同调节控制接球的规定时间 数码管显示比赛分数 PC 显示比赛进程 乒乓球比赛实验报告 学号 4 N N Y N Y Y N N 开 始 显示 “比赛开始” 显示“请右边队员发球” 右 边 是 否 发 球 （K0 是否已拨） Y N 显示“请左边队员接球” 球向左移动一次，并判断移动 速度的
8、开关状态并做出改变 是否到达最左边 Y N 是否提前接球 （是否拨K7） 判断接球规定时间的开关状态并做出改变。 并在规 定时间内监测是否接到球（K7 是否已拨） Y 显示“请右边队员接球” 左边第二个灯亮并开始向右移球向右移动一次，并判断移动 速度的开关状态并做出改变 是否到达最右边 Y 左边失球 右边得一分 N 数码管显 示比分， 并 判断得分 是否满 9 显示 “比 赛结束” 显示“请左边 队员发球” 左 边 是 否 发 球 （K7 是否已拨） 退出比赛 结束 乒乓球比赛实验报告 学号 5 三三. . 方案实现与测试方案实现与测试 （一）各模块硬件设计 通过分析，确定需要用到芯片 825
9、5 监测开关状态、输出灯的动态流向和输出数码管的段选。需要用到芯片 8253 精确计时。需要芯片 74LS273 用于位选。 （1）8255 8255 是实现并行输入输出功能的芯片，对于流水灯和数码管显示有很好的实现效果。8255 有三个口供选择，我将其设定为方式 0，A、B 口输出、C 口输入，C 口对应的 PC0PC7（除 PC1、PC6 外）分别与开关 K0K7（除 K1、K6 外）相对应，用于监测左方和右方的发球与接球、改变灯移动时间间隔和改变规定的等待时间。 A口对应的PA0PA7与LED灯L0L7相连接， 通过A口并行输出控制灯的流动。 B口对应的PB0PB7与八段数码管的 ah
10、相对应，通过 B 口并行输出控制数码管断码的选择。 （2）8253 8253 用于精确定时，由于用于定时器要定时到 0.5 秒、0.3 秒、0.2 秒和 0.1 秒，又由于最大初始值为 65536，所以需要计数器通道 0 和 1 级联使用。GATE0、GATE1 都接 5V 高电平，CLK0 输入接 1MHZ 脉冲信号，计数器通道 0 输出的 OUT0 与计数器通道 1 的输入 CLK1 相连接，最终的通道 1 的输出 OUT1 与 8255 的PC1 口相连接，监测是否计数已满，计数器通道 0 采用计数方式 3，计数器通道 1 采用计数方式 2。 （3）74LS273 由于 8255 的口都
11、被占用了，所以要使用 74LS273 对数码管的位选进行选择。数码管的显示在比赛过程中一直显示，两个数码管的显示要用动态显示，即通过位选，使数码管一位一位地显示，由于显示的速度过快，则肉眼看到觉得两个数码管是一起亮的。74LS273 的输出 Q1 接位选的 S0，输出 Q2 接位选的 S1，而 74LS273 的输入接实验箱的 D0、D1 的数据输出。但是不能一直对其进行位选，所以应该将数码管显示程序多放在整个程序当中，使得数码管看上去在整个比赛过程中一直亮着。 N Y N Y 是否提前接球 （是否拨K0） 判断接球规定时间的开关状态并做出改变。 并在规 定时间内监测是否接到球（K0 是否已拨
12、） Y Y 右边失球 左边得一分 N 数码管显 示比分， 并 判断得分 是否满 9 乒乓球比赛实验报告 学号 6 （二）整体硬件连线图 乒乓球比赛实验报告 学号 7 （三）系统框图 （四）主程序设计 （1）主程序流程图 Out1 并行输出流水灯状态 8255 并行输入开关状态 PC1 并行输出数码管断码 流水灯 开关（K1 除外） 数码管 初始值 8253 计数 74LS273 数码管位选 位选 数值 乒乓球比赛实验报告 学号 8 Y Y N N Y Y N N N N Y N Y 开 始 初始化 8255，读取开关设置 显示欢迎信息 显示 “ Please Serve the Ball” 调
13、用比分扫描子程序 8255C 口输入数据 最右边是否为 1 显示“ please Get Ready.” 8255A 口输出 01H， CL=8 左移一位，A 口输出，调用 比分扫描子程序，CL 减一 调用比分扫描子程序、延时子程序 CL=1 8255C 口输入最高位是否为 1 调用等待响应时间子程序 调用扫描比分子程序 8255C 口输入最高位是否为 1 8255C 口输入右边第二位是否为 0 8255A口 输出 00H， 右边比分 加一 调用扫描比 分子程序 显示“ get Goal!” 调用屏幕显示子 程序、扫描子程序 得分是否达到 9 显示游戏结束 显示“ win!” 调用扫描比 分子程序 退 出 显示请左边准备 8255A 口 输 出 01H，CL=7 乒乓球比赛实验报告 学号 9 (2)主要程序片段 、8255 设置控制字 InitializeFor8255: MOV DX,IO8255 ;给 8255 控制字 MOV AL,89H ;方式 0，A、B 输出，C 口输入 OUT DX,AL 、8255C 口监测开关状态及计数器计数状态 A：是否发球（右方） ： WaitFor_Right_ToServeTheBall: Y N Y Y N N N N Y N Y 调用比分扫描子程序 8255C
