微控制器应用及系统设计课程设计报告-基于MSP430单片机的猜数拆弹游戏精选.doc

微控制器应用及系统设计 课程设计报告 姓 名 学 号 学院(系) 自动化学院 专 业 自动化 标 题 基于MSP430单片机的猜数拆弹游戏 南京理工大学 2012 年 4 月 目 次 1 引言 1 2 系统总体设计 2 2.1 系统组成结构及工作原理 2 2.2 系统工作流程 3 2.3 系统核心器件选型 4 3 系统硬件设计 5 3.1 电源模块设计 5 3.2 LED显示模块设计 6 3.3 KEY模块设计 7 4 系统软件设计 8 4.1 系统软件总体结构及总流程图 8 4.2 LED显示模块程序设计 9 4.3 KEY模块程序设计 10 4.4 温度数据采集模块程序设计 11 5 系统调试与结果分析 12 5.1 系统调试步骤 12 5.2 遇到的问题及解决方案 13 5.3 实验结果 14 6 结论与心得体会 15 参考文献 16 附录 17 摘要：本文设计并实现了一款基于MSP430单片机的通过猜数进行拆弹的游戏。主要讨论了包括LCD、键盘、时钟模块在内的硬件电路的设计和软件编程方案，并在调试通过后将程序下载到开发板上检验其功能的实现。最终的结果表明,本设计运行稳定，人机界面友好，可较好的实现该款游戏的功能。 关键字：MSP430单片机，猜数游戏，键盘，LCD 1 引言 随着经济的发展，社会生活节奏进一步加快，越来越多的人希望通过一些轻松的游戏来减轻工作生活的压力，因此游戏在人们休闲娱乐中的地位日益提高。本设计正是基于这一点，利用MSP430开发板的资源，实现了一款简单轻松的猜数拆弹游戏。 本设计采用的MSP430系列单片机是美国TI 公司推出的一种16位超低功耗、具有精简指令集的混合信号处理器。MSP430F449 具有强大的中断功能及输出、功能选择、中断等多个寄存器，使得功能口和通用I/O口复用。 2 系统总体设计 2.1系统功能介绍及总体工作流程 该款游戏设定了如下背景：一个定时炸弹即将于两分钟之后爆炸，需要游戏参与者通过猜取系统预先设定的0—99之间的一个数进行拆弹。两分钟倒计时开始后游戏者可以通过键盘输入数字(以“#”键结束)，系统将会通过LCD显示界面提示所猜的数是否正确，如果正确的话会停止倒计时，拆弹成功；如果错误会提示是偏大还是偏小，以缩小范围增大猜对的概率，但与此同时作为猜错的惩罚会将倒计时的时间自动减去10秒。两分钟内若游戏者猜出正确的数即游戏胜利，危险成功解除，如果未能猜出正确的数则游戏失败，炸弹爆炸，游戏结束后可按“*”键重新开始。 大致工作流程图如下： 2.2 系统组成结构及工作原理 本次设计的主要硬件电路可分为以下几个模块：键盘输入模块、点阵LCD显示模块、LED数码管显示模块，MSP430F449作为主控制器实现各个模块的连接。系统硬件连接图及端口配置如下： 由上图可分析系统的工作过程：通过键盘接收外部的按键信息，单片机经按键处理程序判断键值后对LCD和LED分别做出相应的处理。LED数码管与单片机相连的P3.0~3.7端口为数据线，P4.0和P4.1是用来控制输入段码数据和位选数据，六个数码管共分两部分使用，其中四个负责显示倒计时的时间，剩下的两个显示操作者所猜的数字。点阵LCD负责切换显示各个界面，与单片机相连的P3.0--P3.7端口为数据线，P2.0--P2.3和P2.6--P2.7为控制端口。 2.3 系统核心器件选型 经以上分析可知系统对微处理器的要求如下： 含3*4行列式键盘模块 含LED显示模块 含LCD显示模块 本系统对单片机的要求较为简单，因此可直接使用实验室配置的MSP430F449开发板。开发板结构如下图所示： 3 系统硬件设计 3.1 键盘电路 开发板上自带的键盘接口采用复用模式，是将3*4行列式按键、独立按键以及比较器欠压检测电路集成共用一个端口，具体电路原理图如下： 由原理图可知，键盘电路功能的选通与否是通过拨动开关P_KEY 开关来实现的，本次设计使用的是3*4行列式键盘，实验时需将开关打在正确的位置。 作行列式键盘使用时，P1.1--P1.3 为行线、P1.4--P1.7 为列线，列线分别由上拉电阻上拉到VCC，在行线与列线的每一个交界处有个按键，按键的