單片機(jī)課程設(shè)計(jì)--玩乒乓球

1、<p><b>　　1 引言</b></p><p>　　單片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要分支,以其高可靠、高性能價(jià)格比、低電壓、低功耗等優(yōu)勢(shì)，贏得了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)是一門(mén)實(shí)用性很強(qiáng)的應(yīng)用學(xué)科，在目前和今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)仍有著廣泛的應(yīng)用前景。作為自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，更應(yīng)該熟練掌握各種電路編輯軟件，作為專(zhuān)業(yè)必需的技能更要及時(shí)地對(duì)這一類(lèi)軟件的更新版本進(jìn)行學(xué)習(xí)，其日趨強(qiáng)大的功能是對(duì)

2、我們專(zhuān)業(yè)技能的補(bǔ)充。之前由于培養(yǎng)過(guò)自己的動(dòng)手能力，在本次課程設(shè)計(jì)中，本人使用單片機(jī)作為這次作業(yè)的核心。課程設(shè)計(jì)通過(guò)使用90C51單片機(jī)和共陽(yáng)極二位數(shù)碼管，綜合應(yīng)用基礎(chǔ)電子電路和單片機(jī)的知識(shí)，來(lái)實(shí)現(xiàn)該電路的制作。</p><p>　　通過(guò)實(shí)際程序設(shè)計(jì)和調(diào)試，逐步掌握塊化程序設(shè)計(jì)方法和調(diào)試技術(shù)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)，掌握一單片機(jī)核心的電路設(shè)計(jì)的基本方法和技術(shù)，了解有關(guān)電路參數(shù)的計(jì)算方法，通過(guò)完成一個(gè)包括電路設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

3、的完整過(guò)程，了解開(kāi)發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的全過(guò)程，為今后從事相應(yīng)工作打下基礎(chǔ)。</p><p>　　2 設(shè)計(jì)方案及原理 </p><p><b>　　2.1 題目要求</b></p><p>　　8支連續(xù)排列的發(fā)光二極管，發(fā)光二極管的依次點(diǎn)亮代表乒乓球的運(yùn)動(dòng)。用兩個(gè)按鍵模擬左右兩個(gè)球拍，鍵按下代表球拍擊球。“左拍”按下可使發(fā)光二極管從左向右依次點(diǎn)亮，

4、如同乒乓球從左向右飛來(lái)；反之，“右拍”按下則可使發(fā)光二極管從右向左依次點(diǎn)亮，代表乒乓球從右向左運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　本游戲供兩人玩耍，以一方按鍵開(kāi)始，這時(shí)“乒乓球”就向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)，接球方應(yīng)在“乒乓球”到達(dá)終點(diǎn)時(shí)刻擊球。如擊球時(shí)機(jī)合適，則把球擊回，算得分；否則就算失誤，由對(duì)方重新發(fā)球。在游戲過(guò)程中，以LED顯示器顯示雙方比分。</p><p><b>　　2.2 題目分析<

5、;/b></p><p>　　(1) “乒乓球”移動(dòng)速度是固定的，假定每秒鐘移動(dòng)1位LED。</p><p>　　(2) 在“乒乓球”移位一次的過(guò)程中，進(jìn)行50次測(cè)試，查詢(xún)接球方是否有擊球動(dòng)作。</p><p>　　(3) 接球方的擊球動(dòng)作應(yīng)發(fā)生在“乒乓球”到達(dá)最后一位LED1秒鐘時(shí)間之內(nèi)。如接球方在此1秒鐘時(shí)間之內(nèi)按鍵，則接球成功，接球方得分?！捌古仪颉?/p>

6、轉(zhuǎn)為相反方向運(yùn)動(dòng)。此后，原接球方變?yōu)榘l(fā)球方，原發(fā)球方變?yōu)榻忧蚍?。游戲繼續(xù)進(jìn)行。</p><p>　　(4) 如接球方提前或滯后擊球，則接球方失誤，雙方都不得分。這時(shí)“乒乓球”熄滅，LED顯示器顯示出雙方比分，然后仍由原發(fā)球方發(fā)球。</p><p><b>　　2.3 解決方案</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用90C51單片機(jī)系統(tǒng)，任何軟

7、件的設(shè)計(jì)首先都應(yīng)該對(duì)模型進(jìn)行抽象畫(huà)，使用實(shí)用化語(yǔ)言對(duì)對(duì)任務(wù)進(jìn)行描述，對(duì)于具體到本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，最需要描述和處理的事件是擊球動(dòng)作，比賽雙方的任何一方按下鍵都是一個(gè)擊球動(dòng)作，需要判斷是發(fā)球還是擊球，是提前擊球還是滯后擊球還是準(zhǔn)確擊球，這是本設(shè)計(jì)把乒乓球游戲抽象為系統(tǒng)模型的關(guān)鍵點(diǎn)。</p><p>　　是否準(zhǔn)確擊球是具體體現(xiàn)為：若有鍵按下時(shí)則先判斷A還是B擊球，再根據(jù)球所在位置就可以判斷擊球準(zhǔn)確還是失球。比如現(xiàn)在A按鍵擊

8、球，而同時(shí)LED當(dāng)前顯示值為01H，則判斷A正確擊球，反之若LED點(diǎn)亮處于其他任何狀態(tài)都判A失球B得分，同樣B的有效擊球時(shí)間應(yīng)為L(zhǎng)ED顯示值為80H額時(shí)間段內(nèi)，其他時(shí)間段B有擊球動(dòng)作都判B時(shí)分。</p><p>　　球移動(dòng)的動(dòng)作抽象到系統(tǒng)模型即為L(zhǎng)ED的逐個(gè)點(diǎn)亮，而具體設(shè)計(jì)程序時(shí)，需要設(shè)計(jì)一個(gè)LED顯示的子程序，再用不同的亮燈數(shù)值通過(guò)調(diào)用LED顯示子程序刷新LED顯示即可完成。另外定時(shí)中斷在本實(shí)驗(yàn)中也有相當(dāng)大的

9、比重，LED逐個(gè)點(diǎn)亮的時(shí)間間隔，擊球是否在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，這些都需要使用定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生所需要的時(shí)間標(biāo)度。</p><p><b>　　3 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 I/O地址分配</p><p>　　由90C51組成的單片機(jī)系統(tǒng)通常情況下，P0口分時(shí)復(fù)用作為地址、數(shù)據(jù)總線，P2口提供A15-A8即高8位地址，P3口用作第二功能

10、，只有P1口通常用作I/O口。8051的P1口作為基本I/O口使用，P1口是8位準(zhǔn)雙向口，它的每一位都可獨(dú)立地定義為輸入或輸出，因此，既可作為8位的并行I/O口，也可作為8為的輸入輸出端。</p><p>　　3.2 系統(tǒng)硬件模擬圖</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用硬件與軟件相結(jié)合，對(duì)所求題目進(jìn)行仿真，proteus仿真圖如圖3.1所示，硬件實(shí)物圖如圖3.2所示。</p>&l

11、t;p>　　圖3.1 proteus硬件電路圖</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主程序流程圖如圖4.1所示。</p><p>　　具體程序見(jiàn)附錄。5 總結(jié)</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)了三個(gè)階段的程序設(shè)計(jì)，第一階段是了解打乒乓球的工作方式及其原理，確定設(shè)計(jì)的方向與方法以及

12、確定設(shè)計(jì)過(guò)程中需要的軟件及工具。第二階段是熟悉用keil軟件編寫(xiě)C語(yǔ)言的方法，這一階段側(cè)重于對(duì)C語(yǔ)言的基本掌握，第三階段是學(xué)校單片機(jī)AT89C51芯片的工作原理，并設(shè)計(jì)原理圖，在Proteus里畫(huà)好原理圖然后加載程序后進(jìn)行仿真驗(yàn)證?？傮w上，本設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，在軟件上做了相關(guān)的功能仿真和時(shí)序仿真，最終實(shí)現(xiàn)了正常打乒乓球。</p><p>　　在本課程設(shè)計(jì)中，最初遇到了很多的棘手問(wèn)題，比如如何實(shí)現(xiàn)發(fā)球的控制。

13、通過(guò)查閱大量資料和虛心請(qǐng)教他人慢慢解決掉了設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的這一系列的問(wèn)題。</p><p>　　本設(shè)計(jì)也存在一些不足，比如記分板顯示并不清晰，只能單方發(fā)球。因此，這需要改進(jìn)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李華,王思明.單片機(jī)應(yīng)用及原理[M].蘭州大學(xué)出版社,2001:30-40.</p>

14、<p>　　[2] 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)[M].北京航空航天大學(xué)出版社,1994:45-48.</p><p>　　[3] 房小翠.單片機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)[M].國(guó)防工業(yè)出版社,1999:33-45.</p><p>　　[4] 張金敏,董海棠.單片機(jī)原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].西南交通大學(xué)出版社,2010:35-56.</p><p><b>

15、　　附錄</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　/*******************************************宏定義***************************************************/</p><p>　　#define uint un

16、signed int</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　sbit LSB=P1^0;</p><p>　　sbit RSB=P1^1;</p><p>　　uchar d_s=2;</p><p>　　bit HLSB=0;</p><

17、p>　　bit HRSB=0;</p><p>　　uchar code wei_code[]={0x0e,0x0d,0x0b,0x07};</p><p>　　uchar code duan_code[]={~0x3F, ~0x06, ~0x5B, ~0x4F, ~0x66, ~0x6D, ~0x7D, ~0x07, ~0x7F, ~0x6F};</p><p&

18、gt;　　uchar code dis_led[] = {0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f,0xff};</p><p>　　uchar i=0,num=0;</p><p>　　uchar Li=0,Ri=0;</p><p>　　uchar count=0;</p><p>　　uc

19、har LN=0,RN=0;</p><p>　　uchar dis[]={0x3f,0x3f,0x3f,0x3f};</p><p>　　void TimeInit(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD=0X11;</p><p>　　TH0=(655

20、36-50000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p>　　TH1=(65536-6000)/256;</p><p>　　TL1=(65536-6000)%256;</p><p><b>　　ET0=1;</b></p><p><

21、b>　　TR0=1;</b></p><p><b>　　ET1=1;</b></p><p><b>　　TR1=1;</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　}</b></p>

22、<p>　　void ReadLK(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(HLSB==1&&LSB==0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(i==1)</b></

23、p><p><b>　　d_s=1;</b></p><p><b>　　if(i==9)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　i=1;</b></p><p><b>　　d_s=1;

24、</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　HLSB=LSB;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Re

25、adRK(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(HRSB==1&&RSB==0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(i==8)</b></p><p><

26、;b>　　d_s=0;</b></p><p><b>　　if(i==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　i=8;</b></p><p><b>　　d_s=0;</b></p>

27、;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　HRSB=RSB;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void discode(void)</p&g

28、t;<p><b>　　{</b></p><p>　　dis[0]=LN/10;</p><p>　　dis[1]=LN%10;</p><p>　　dis[2]=RN/10;</p><p>　　dis[3]=RN%10;</p><p><b>　　}</b&g

29、t;</p><p><b>　　main()</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　TimeInit();</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b>

30、</p><p><b>　　ReadRK();</b></p><p><b>　　ReadLK();</b></p><p>　　P0=dis_led[i];</p><p>　　discode();</p><p><b>　　}</b></

31、p><p><b>　　}</b></p><p>　　void timer0() interrupt 1</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TH0 = (65536 - 50000) / 256;</p><p>　　TL0 = (65536 - 50

32、000) % 256; //給T1裝初值</p><p><b>　　num++;</b></p><p>　　if(num==10)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　Li=i;</b></p><p><

33、;b>　　Ri=i;</b></p><p>　　if(d_s==1)</p><p><b>　　i++;</b></p><p>　　else if(d_s==0)</p><p><b>　　i--;</b></p><p>　　else if(d_s

34、==2)</p><p><b>　　i=i;</b></p><p><b>　　num=0;</b></p><p>　　if(Li==8&&i==9)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　d

35、_s=2;</b></p><p><b>　　LN++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(Li==1&&i==0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b

36、>　　d_s=2;</b></p><p><b>　　RN++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(i>9)i=9;</p><p>　　if(i&

37、lt;0)i=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***************************************顯示數(shù)據(jù)*********************************************/</p><p>　　void timer1() interrupt 3</p

38、><p><b>　　{</b></p><p>　　TH1 = (65536 - 6000) / 256;</p><p>　　TL1 = (65536 - 6000) % 256;</p><p>　　P2=duan_code[dis[count]];</p><p>　　P3=wei_code[