【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)光二極管簡介 發(fā)光二極管簡稱為 LED，是一種能發(fā)光的半導體電子元件。譯碼器 74LS138 的管腳及其功能如表。 譯碼器簡介 本設(shè)計采用 74LS138 譯碼器進行譯碼。暫停和開始按鍵電路設(shè)計圖如圖 所示。當按鍵按下的時候，相應端口感應輸入為低電平 0。模擬球拍按鍵分為左右兩邊，左右各四個。按鍵 共有 4個引腳，當未按下按鍵時， 2 引腳和 3 引腳是導通的， 1引腳和 4 引腳是導通的。當上電后，電容緩慢充電，單片機的復位管腳電壓由高向低轉(zhuǎn)化，經(jīng)過一定時間，復位管腳處于穩(wěn)定的低電平狀態(tài)，此時單片機復位完畢，系統(tǒng)從 0000H 執(zhí)行程序。 圖 時鐘電路圖 復位電路的設(shè)計 單片機 STC89C51 第九引腳為硬件復位端。此電路在加點延遲 10ms 后振蕩起振，在 XTAL2 引腳產(chǎn)生正弦時鐘信號。單片機內(nèi)部含有一個可以構(gòu)成振蕩器的放大電路。因此本設(shè)計采用三端穩(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 /計數(shù)器 0) T1(定時 /計數(shù)器 1) /WR (外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 ) /RD (外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ) 西南石油大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 XTAL2：反向振蕩器的輸出。 P3口作為第二功能使用時各端口引腳的作用，如表 所示。 P3口（ 10～ 17 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P3 口。作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，因為內(nèi)部上拉將輸出電流。在 Flash 編程和校驗時， P1 口接收低八位地址。當 Flash 進行校驗時， P0輸出原碼，必須接上拉電阻。 P0 口是一個三態(tài)雙向口，每個引腳可吸收八個 TTL 門電流。在芯片擦除中，代碼陣列全被寫“ 1”，且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，必須執(zhí)行該操作。就乒乓游戲機而言， STC89C51 能通過程序的編寫實現(xiàn)所需的功能。并且采用 C語言編程，移植性強，使端口的程序控制變得簡單。 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物調(diào)試 。 FPGA 設(shè)計屬于硬件范疇，它的硬件即 FPGA 是可編程的，是一個通過硬件描述語言在 FPGA 芯片上自定義集成電路的過程。若乙方提前擊球或沒有擊到球，則判乙方失分，甲方自動加分，重新發(fā)球比賽繼續(xù)進行到一方記分到 11分，該局結(jié)束，記分牌清零，可以開始新的一局比賽。 通過對各部分編寫 VHDL 程序，然后進行編譯、仿真、邏輯綜合、邏輯適配，最后進行編程下載，并通過程序驗證結(jié)果。 回球程序：當球在 A邊時， A 可在相應 delay_1(t)中感應 A按鍵組的數(shù)據(jù)并作出相應處理；當球在 B邊時，同理。 按鍵程序：在回球和發(fā)球時，按鍵按下給單片機傳入數(shù)據(jù)作出相應處理。譯碼電路設(shè)計：本設(shè)計中采用 16個發(fā)光二極管，而單片機的端口較少，因此采用 38 譯碼器節(jié)約端口。 按鍵電路設(shè)計：包含兩個按鍵組，一個是模擬球拍按鍵電路，一個是暫停 /開始 單 片 機 模 塊 模擬球臺電路 按鍵電路 電源電路 LCD 顯示屏 時鐘電路 復位電路 西南石油大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 和復位按鍵電路。因此，單片機需要時鐘電路支持，否則不能執(zhí)行程序。軟件設(shè)計包括：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 的乒乓游戲機設(shè)計。軟件設(shè)計是 使用 Keil uVision4 軟件 編寫與硬件模塊相應的源程序。 （ 3）比賽用 11 分為一局來進行，甲乙雙方都應設(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。 西南石油大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 本設(shè)計的任務和設(shè)計方法 設(shè)計任務 如今各種不同類型的游戲設(shè)備一直是消費領(lǐng)域的熱點，本設(shè)計要求用低廉的成本設(shè)計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，使得微處理機部分與現(xiàn)實屏幕實現(xiàn)了分離。于是， 1971 年，世界上第一臺電子游戲機出現(xiàn)了。操作的同時，讓操作者仿佛在真正的打乒乓球。現(xiàn)代電子產(chǎn)品發(fā)展的越來越快，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。比賽分團體、單項（男單、女單、男雙、女雙、混雙）。I 目錄 1 緒論 ................................................................. 1 本設(shè)計的研究背景和研究目的 ...................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .................................................. 1 本設(shè)計的任務和設(shè)計方法 .......................................... 2 設(shè)計任務 .................................................. 2 設(shè)計方法 .................................................. 2 2 乒乓游戲機設(shè)計方案 ................................................... 3 基于單片機的乒乓游戲機設(shè)計 ...................................... 3 硬件設(shè)計 .................................................. 3 軟件設(shè)計 .................................................. 4 基于 FPGA 的乒乓游戲機設(shè)計 ....................................... 4 方案比較與選擇 .................................................. 5 3硬件電路的設(shè)計 ........................................................ 6 硬件核心電路選擇 ................................................ 6 單片機 STC89C51 簡介 ....................................... 6 單片機端口分配 ............................................ 6 電源電路的設(shè)計 .................................................. 8 時鐘電路的設(shè)計 .................................................. 9 復位電路的設(shè)計 .................................................. 9 按鍵電路的設(shè)計 ................................................. 10 模擬球臺電路的設(shè)計 ............................................. 11 譯碼器簡介 .............................................. 11 發(fā)光二極管簡介 ............................................ 13 模擬球拍電路的設(shè)計 ....................................... 14 顯示電路的設(shè)計 ................................................. 14 LCD1602 簡介 .............................................. 15 顯示電路的設(shè)計 ........................................... 16 乒乓游戲機總電路的設(shè)計 ......................................... 16 4 乒乓游戲機的軟件設(shè)計及編程 .......................................... 18 II 主程序的設(shè)計及功能實現(xiàn) ......................................... 19 按鍵組的設(shè)計及功能實現(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)計及功能實現(xiàn) ....................................... 20 線路程序的設(shè)計及功能實現(xiàn) ....................................... 21 線路選擇子程序 ........................................... 21 LED 點陣子程序 ............................................ 21 回球程序的設(shè)計及功能實現(xiàn) ....................................... 22 LCD 顯示程序設(shè)計及功能實現(xiàn) ..................................... 23 設(shè)計源程序 ..................................................... 23 5 系統(tǒng)調(diào)試及分析 ...................................................... 24 仿真調(diào)試及分析 ................................................. 24 Proteus 軟件簡介 .......................................... 24 Keil uVision4 軟件簡介 .................................... 25 仿真調(diào)試 ................................................. 25 仿真調(diào)試的結(jié)果分析 ....................................... 27 實物調(diào)試及分析 ................................................. 27 制作實物的過程 ........................................... 27 進行實物調(diào)試 ............................................. 27 實物調(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 .............................................................. 33 附錄 1：程序 ........................................................... 34 附錄 2：元件清單 ....................................................... 49 乒乓游戲機設(shè)計 1 1 緒論 本設(shè) 計的研究背景和研究目的 乒乓球，中華人民共和國國球，是一種世界流行的球類體育項目。乒乓球的比賽賽制是以 11 分為一局，采用五局三勝（團體）或七局四勝制（單項）。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，人類進入 信息化社會，信息社會的發(fā)展離不開電子產(chǎn)品的進步。因為該產(chǎn)品不受運動設(shè)施、空間、場地、環(huán)境等因素的影響，在家即可進行操作。電子計算機一 代一代的更新的同時，軟件設(shè)計也迅速發(fā)展。 如今，大部分益智類游戲機屬于電子游戲機，乒乓游戲機就屬