《基于单片机的乒乓球游戏系统的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的乒乓球游戏系统的设计（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 基于单片机的乒乓球游戏系统的设计1. 引言1.1设计背景众所周知，在日常娱乐生活中，智能化的娱乐产品非常流行。单片机具有功能强、可靠性高、使用方便、体积小及重量轻等优点。国外已广泛应用于自动化控制的各个领域。近年来，国内的单片机技术与产品开发应用方面的发展也很快，各种电子产品已越来越多地采用单片机控制系统且性价比高。本次课程设计我们从实用的角度以AT89C51单片机为核心设计了一种智能“乒乓球”游戏机。乒乓球是中国的国球，在中国拥有众多的喜爱者。此次设计不仅融入了现实比赛的娱乐性，更结合了传统的电子产品的小巧和便携性。本系统由AT89C51单片机，LCD显示屏，按键等组成系统。以51系列单片
2、机为中心控制器件，用液晶显示器来模拟乒乓球的运动，实现2人游戏，乒乓球的运动速度分级可调，能显示游戏比分，有击、接球的声音效果等，还可以扩展开、关机音乐，语音对话功能等。1.2功能说明本次设计的乒乓球游戏机是以AT89C51单片机为核心的，选用12864-12型LCD显示屏，通过LCD显示点阵依来模拟乒乓球的运动。设计中选用了左右各3个游戏按键来模拟球拍和方向选择判断，其中两个键模拟左右2个球拍，按下代表球拍击球。“左拍”按下可使LCD点阵从左向右依次点亮，如图乒乓球从左向右飞来；反之，“右拍”按下则可使LCD点阵从右向左依次点亮，代表球从右向在运动。而第三个键则作为方向选择键，可增加游戏的趣
3、味性。本游戏供一到两人玩，以一方按键（发球）开始，这时乒乓球就向对方运动，接球方应在乒乓球到达终点之前击球。如果击球时机合适，则把球击回，算得分；否则就算失误，由对方重新发球。游戏过程中，LCD显示屏上还要显示双方比分。对游戏实现方法做如下说明：（1）乒乓球移动速度是可调的，通过拨盘开关可实现改变乒乓球移动速度；（2）接球方的接球动作应在球到达本方最后一位LCD点阵之前发出，若接球成功则球向相反方向运动，接球方得分，乒乓球移动到最后一位后停止运动，此后接球方变为发球方，游戏继续； （3） 如果接球方提前或迟后击球，则接球方失误，双方都不得分，乒乓球停止运动，LCD显示屏上显示得分，原发球方重新
4、发球，游戏继续。2设计要求2.1基本要求1设计内容采用LCD液晶显示，51单片机为中心控制器件来模拟乒乓球的运动。2基本要求必须实现2人单打游戏，要求实现乒乓球的来回运动，能显示比分。3. 提高要求要求实现4人双打游戏，乒乓球的速度分级可调，能显示双方的比分和局数，可开关复位，有击球，接球的声音效果等。4. 扩展要求除1，2项功能必须达到之外，还要求有简单的语音功能(音乐伴奏)或者开机画面。2.2 技术指标1“乒乓球”移位一次的过程中，分别进行50次，37次，25次，12次测试（既20s一次）查询是否有击球动作。2接球方的击球动作应发生在“乒乓球”到达本方最后三格内，如接球方在规定的地点内按键
5、，则接球成功，然后乒乓球向对方运动。3接球方提前或滞后击球，则接球失误，由对方得分。这时“乒乓球”熄灭，LED显示双方比分，然后等待发球方发球。4每一局中，哪方的得球个数首先满11个，判断哪方的在当局中获胜，打满三局后，系统将显示整体局分比表示哪方获得胜利。5用左右按键分别模拟左拍击球和右拍击球，双方比分由LED显示。6用喇叭模拟击球声音，发球声音频率为1kHZ，接球失误提示声音频率为2kHZ。每局结束蜂鸣器报警频率为1.5kHZ.3.硬件设计 3.1硬件电路框图本次实习设计的乒乓球游戏机的硬件电路方面包括:单片机主电路（复位电路、振荡电路、电源）；LCD显示接口电路；语音放大电路；按键设定电
6、路。其结构框图如下：单片机AT89C51按键控制电路（模拟球拍）LCD显示接口电路复位电路语音放大电路振荡电路3.2各部分电路图1）51单片机最小系统：2）复位电路和振荡电路3）LCD显示屏接口电路4）语音放大电路3.3元器件的选择综合设计元器件清单元件名称需要数量元件名称需要数量单片机STC511个电容 4.7u1个晶振50MHz1个电容 22u1个喇叭、麦克各1个电容 220u1个LED灯2个电容 0.001u1个开关11个电阻1K2个电源接口1个电阻10K8个液晶显示器1个电阻100K3个锁存器74LS3731个电阻 4702个与非门74LS001个电阻 5101个电位器 20K1个电位
7、器20K1个二极管1个电容 30P2个74LS001个电容 0.1u4个工具清单名称数量电烙铁1个钳子1个镊子1个平头螺丝刀1个焊锡、松香、导线若干3.4重要原件简介3.4.1 AT89C51单片机将CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及输如输出（I/O）接口电路等主要计算机部件，集成在一块电路芯片上。这样所组成的芯片机的微型计算机称为单片微型计算机，又称为单片微机或单片机。AT89C51是51系列单片机的一种，属8位高档单片机，它采用CMOS技术制造而成，具有集成度高，速度快，功耗低的特点，较之其他类型单片机在方面功能都有了很大提高。其图示如下：电源和晶振：Vcc运行和程序校验时加+5V
8、。Vss接地。X1输入到震荡器的反相放大器。X2反相放大器的输出，输入到内部时钟发生器。I/O：4个端口，32各I/O：P08位、漏极开路的双向I/O口。当使用片外存储器时，作地址和数据分时复用。在程序校验期间，输出指令字节（这时需加外部上拉电路）。P0口（作为总线时）能驱动8个LSTTL负载。 P18位、准双向I/O口。在编程/校验期间，用做输入低字节地址。P1口可以驱动4个LSTTL负载。 P28位、准双向I/O口。 当使用片外存储器时，输出高8位地址。P2可以驱动4个LDTTL负载。 P38位、准双向I/O口，具有内部上拉电路。 P3提供各种替代功能。在提供功能时，其输出锁存器应由程序置
9、1。 P3口可以输入/输出4个LSTTL负载。 串行口: P3.0RXD（串行输入口），输入。 P3.1RXD（串行输出口），输出。 中断： P3.2INT0外部中断0，输入。 P3.3INT2外部中断1，输入。 定时器/计数器： P3.4T0定时器/计数器0的外部输入，输入。 P3.5T1定时器/计数器1的外部输入，输入。 数据存储器选通：P3.6WR低电平有效，输出，片外存储器写选通。P3.7RD 低电平有效，输出，片外存储器写选通。3.4.2 中文字库液晶显示模块12864-121、液晶显示模块概述液晶显示模块是12864-12点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192
10、个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。可与CPU直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8-位并行及串行两种连接方式。具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等。2、模块引脚说明引脚名称方向说明引脚名称方向说明1VSS-GND（0V）11DB4I数据42VDD-Supply VoltageFor Logic (+5v)12DB5I数据53VO-（+5v）13DB6I数据64RS (CS)OH: DataL: Instruction Code14DB7I数据75R/W (SID)OH: Read L: Write15PSBOH: P
11、arallel ModeL: Serial Mode串口低电屏6E (SCLK)OEnable Signal16NC-空脚7DB0I数据017/RSTOReset Signal低电平有效8DB1I数据118NC-空脚9DB2I数据219LEDA-背光源正极（LED+5V）10DB3I数据320LEDK-背光源负极（LED-OV）3、具体指令介绍：（1）、清除显示CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLLLH功能：清除显示屏幕，把DDRAM位址计数器调整为“00H”（2）、位址归位CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4
12、DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLLHX功能：把DDRAM位址计数器调整为“00H”，游标回原点，该功能不影响显示 DDRAM（3）、位址归位CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLHI/DS功能：执行该命令后，所设置的行将显示在屏幕的第一行。显示起始行是由Z地址计数器控制的，该命令自动将A0-A5位地址送入Z地址计数器，起始地址可以是0-63范围内任意一行。Z地址计数器具有循环计数功能，用于显示行扫描同步，当扫描完一行后自动加一。（4）、显示状态 开/关CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2
13、 DB1 DB0LLLLLLHDC B 功能： D=1；整体显示ON C=1；游标ON B=1；游标位置ON（5）、游标或显示移位控制CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLHS/CR/LX X 功能：设定游标的移动与显示的移位控制位：这指令并不改变DDRAM的内容（6）、功能设定CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLHDLX0 REX X 功能：DL=1（必须设为1） RE=1；扩充指令集动作 RE=0：基本指令集动作（7）、设定CGRAM位址CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2
