基于单片机的乒乓球游戏系统的设计.docx

电子综合设计报告书——基于单片机的乒乓球游戏系统的设计引言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20μs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，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