【正文】 H H H H H L L H L L H H H H L H H H H L L H L H H H H H H L H H H L L H H L H H H H H H L H H L L H H H H H H H H H H L 發(fā)光二極管簡(jiǎn)介 發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為 LED，是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。譯碼器 74LS138 的管腳及其功能如表。 譯碼器簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)采用 74LS138 譯碼器進(jìn)行譯碼。暫停和開始按鍵電路設(shè)計(jì)圖如圖 所示。當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，相應(yīng)端口感應(yīng)輸入為低電平 0。模擬球拍按鍵分為左右兩邊，左右各四個(gè)。按鍵 共有 4個(gè)引腳，當(dāng)未按下按鍵時(shí)， 2 引腳和 3 引腳是導(dǎo)通的， 1引腳和 4 引腳是導(dǎo)通的。當(dāng)上電后，電容緩慢充電，單片機(jī)的復(fù)位管腳電壓由高向低轉(zhuǎn)化，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，復(fù)位管腳處于穩(wěn)定的低電平狀態(tài)，此時(shí)單片機(jī)復(fù)位完畢，系統(tǒng)從 0000H 執(zhí)行程序。 圖 時(shí)鐘電路圖 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī) STC89C51 第九引腳為硬件復(fù)位端。此電路在加點(diǎn)延遲 10ms 后振蕩起振，在 XTAL2 引腳產(chǎn)生正弦時(shí)鐘信號(hào)。單片機(jī)內(nèi)部含有一個(gè)可以構(gòu)成振蕩器的放大電路。因此本設(shè)計(jì)采用三端穩(wěn)壓器 7805 輸出 5V電壓。 固定三端穩(wěn)壓器主要有 78XX系列的正電壓輸出穩(wěn)壓器和 79XX系列的負(fù)電壓穩(wěn)壓器。 端口引腳 第二功能 RXD (串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) /INT0 (外中斷 0) /INT1 (外中斷 1) T0 (定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0) T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) /WR (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 ) /RD (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 XTAL2：反向振蕩器的輸出。 P3口作為第二功能使用時(shí)各端口引腳的作用，如表 所示。 P3口（ 10～ 17 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P3 口。作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，因?yàn)閮?nèi)部上拉將輸出電流。在 Flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低八位地址。當(dāng) Flash 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，必須接上拉電阻。 P0 口是一個(gè)三態(tài)雙向口，每個(gè)引腳可吸收八個(gè) TTL 門電流。在芯片擦除中，代碼陣列全被寫“ 1”，且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，必須執(zhí)行該操作。就乒乓游戲機(jī)而言， STC89C51 能通過(guò)程序的編寫實(shí)現(xiàn)所需的功能。并且采用 C語(yǔ)言編程，移植性強(qiáng)，使端口的程序控制變得簡(jiǎn)單。 STC89C51 是 ISP 的系統(tǒng)可編程芯片，可以直接將程序燒錄到芯片中，方便程序的修改和實(shí)物調(diào)試 。 FPGA 設(shè)計(jì)屬于硬件范疇，它的硬件即 FPGA 是可編程的，是一個(gè)通過(guò)硬件描述語(yǔ)言在 FPGA 芯片上自定義集成電路的過(guò)程。若乙方提前擊球或沒有擊到球，則判乙方失分，甲方自動(dòng)加分，重新發(fā)球比賽繼續(xù)進(jìn)行到一方記分到 11分，該局結(jié)束，記分牌清零，可以開始新的一局比賽。 通過(guò)對(duì)各部分編寫 VHDL 程序，然后進(jìn)行編譯、仿真、邏輯綜合、邏輯適配，最后進(jìn)行編程下載，并通過(guò)程序驗(yàn)證結(jié)果。 回球程序：當(dāng)球在 A邊時(shí)， A 可在相應(yīng) delay_1(t)中感應(yīng) A按鍵組的數(shù)據(jù)并作出相應(yīng)處理；當(dāng)球在 B邊時(shí)，同理。 按鍵程序：在回球和發(fā)球時(shí)，按鍵按下給單片機(jī)傳入數(shù)據(jù)作出相應(yīng)處理。譯碼電路設(shè)計(jì)：本設(shè)計(jì)中采用 16個(gè)發(fā)光二極管，而單片機(jī)的端口較少，因此采用 38 譯碼器節(jié)約端口。 按鍵電路設(shè)計(jì)：包含兩個(gè)按鍵組，一個(gè)是模擬球拍按鍵電路，一個(gè)是暫停 /開始 單 片 機(jī) 模 塊 模擬球臺(tái)電路 按鍵電路 電源電路 LCD 顯示屏 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 和復(fù)位按鍵電路。因此，單片機(jī)需要時(shí)鐘電路支持，否則不能執(zhí)行程序。軟件設(shè)計(jì)包括：主程序、按鍵組程序（球拍模擬和暫停 /開始子程序）、發(fā)球程序、線路程序（包括線路選擇和 LED 點(diǎn)陣子程序）、回球程序、LCD顯示程序。方案二是基于 FPGA 的乒乓游戲機(jī)設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)是 使用 Keil uVision4 軟件 編寫與硬件模塊相應(yīng)的源程序。 （ 3）比賽用 11 分為一局來(lái)進(jìn)行，甲乙雙方都應(yīng)設(shè)置各自的記分牌，任何一方先記滿 11分，該方就算勝了此局。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 本設(shè)計(jì)的任務(wù)和設(shè)計(jì)方法 設(shè)計(jì)任務(wù) 如今各種不同類型的游戲設(shè)備一直是消費(fèi)領(lǐng)域的熱點(diǎn)，本設(shè)計(jì)要求用低廉的成本設(shè)計(jì)出符合要求的游戲設(shè)備，要求操作方便，系統(tǒng)穩(wěn)定度高。隨著電子技術(shù)的突破，電子游戲機(jī)開始朝著“便攜式”和“家庭化”方向發(fā)展，彩色電視的普及使大型游戲機(jī)的顯像管和掃描版部分完全可以被彩色電視取代，使得微處理機(jī)部分與現(xiàn)實(shí)屏幕實(shí)現(xiàn)了分離。于是， 1971 年，世界上第一臺(tái)電子游戲機(jī)出現(xiàn)了。操作的同時(shí)，讓操作者仿佛在真正的打乒乓球?，F(xiàn)代電子產(chǎn)品發(fā)展的越來(lái)越快，于是人們將乒乓球與電子產(chǎn)品結(jié)合在一起，形成了乒乓游戲機(jī)。比賽分團(tuán)體、單項(xiàng)（男單、女單、男雙、女雙、混雙）。I 目錄 1 緒論 ................................................................. 1 本設(shè)計(jì)的研究背景和研究目的 ...................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .................................................. 1 本設(shè)計(jì)的任務(wù)和設(shè)計(jì)方法 .......................................... 2 設(shè)計(jì)任務(wù) .................................................. 2 設(shè)計(jì)方法 .................................................. 2 2 乒乓游戲機(jī)設(shè)計(jì)方案 ................................................... 3 基于單片機(jī)的乒乓游戲機(jī)設(shè)計(jì) ...................................... 3 硬件設(shè)計(jì) .................................................. 3 軟件設(shè)計(jì) .................................................. 4 基于 FPGA 的乒乓游戲機(jī)設(shè)計(jì) ....................................... 4 方案比較與選擇 .................................................. 5 3硬件電路的設(shè)計(jì) ........................................................ 6 硬件核心電路選擇 ................................................ 6 單片機(jī) STC89C51 簡(jiǎn)介 ....................................... 6 單片機(jī)端口分配 ............................................ 6 電源電路的設(shè)計(jì) .................................................. 8 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) .................................................. 9 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) .................................................. 9 按鍵電路的設(shè)計(jì) ................................................. 10 模擬球臺(tái)電路的設(shè)計(jì) ............................................. 11 譯碼器簡(jiǎn)介 .............................................. 11 發(fā)光二極管簡(jiǎn)介 ............................................ 13 模擬球拍電路的設(shè)計(jì) ....................................... 14 顯示電路的設(shè)計(jì) ................................................. 14 LCD1602 簡(jiǎn)介 .............................................. 15 顯示電路的設(shè)計(jì) ........................................... 16 乒乓游戲機(jī)總電路的設(shè)計(jì) ......................................... 16 4 乒乓游戲機(jī)的軟件設(shè)計(jì)及編程 .......................................... 18 II 主程序的設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn) ......................................... 19 按鍵組的設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn) ......................................... 19 球拍模擬子程序 ........................................... 20 暫停 /開始子程序 .......................................... 20 發(fā)球程序的設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn) ....................................... 20 線路程序的設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn) ....................................... 21 線路選擇子程序 ........................................... 21 LED 點(diǎn)陣子程序 ............................................ 21 回球程序的設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn) ....................................... 22 LCD 顯示程序設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn) ..................................... 23 設(shè)計(jì)源程序 ..................................................... 23 5 系統(tǒng)調(diào)試及分析 ...................................................... 24 仿真調(diào)試及分析 ................................................. 24 Proteus 軟件簡(jiǎn)介 .......................................... 24 Keil uVision4 軟件簡(jiǎn)介 .................................... 25 仿真調(diào)試 ................................................. 25 仿真調(diào)試的結(jié)果分析 ....................................... 27 實(shí)物調(diào)試及分析 ................................................. 27 制作實(shí)物的過(guò)程 ........................................... 27 進(jìn)行實(shí)物調(diào)試 ............................................. 27 實(shí)物調(diào)試的結(jié)果分析 ....................................... 30 6 結(jié)論與展望 .......................................................... 31 謝辭（ Acknowledge） ................................................... 32 參考文獻(xiàn) .............................................................. 33 附錄 1：程序 ........................................................... 34 附錄 2：元件清單 ....................................................... 49 乒乓游戲機(jī)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 本設(shè) 計(jì)的研究背景和研究目的 乒乓球，中華人民共和國(guó)國(guó)球，是一種世界流行的球類體育項(xiàng)目。乒乓球的比賽賽制是以 11 分為一局，采用五局三勝（團(tuán)體）或七局四勝制（單項(xiàng)）。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類進(jìn)入 信息化社會(huì)，信息社會(huì)的發(fā)展離不開電子產(chǎn)品的進(jìn)步。因?yàn)樵摦a(chǎn)品不受運(yùn)動(dòng)設(shè)施、空間、場(chǎng)地、環(huán)境等因素的影響，在家即可進(jìn)行操作。電子計(jì)算機(jī)一 代一代的更新的同時(shí)，軟件設(shè)計(jì)也迅速發(fā)展。 如今，大部分益智類游戲機(jī)屬于電子游戲機(jī)，乒乓游戲機(jī)就屬