基于51单片机的乒乓游戏机设计附Proteus仿真-毕业设计.doc

目录

1 绪论..................................................................1

1.1 本设计的研究背景和研究目的 ......................................1

1.2 国内外研究现状 ..................................................1

1.3 本设计的任务和设计方法 ..........................................2

1.3.1 设计任务...................................................2

1.3.2 设计方法...................................................2

3 硬件电路的设计 ........................................................6

3.1 硬件核心电路选择 ................................................6

3.1.1 单片机 STC89C51 简介........................................6

3.1.2 单片机端口分配.............................................6

3.2 电源电路的设计 ..................................................8

3.3 时钟电路的设计 ..................................................9

3.4 复位电路的设计 ..................................................9

3.5 按键电路的设计 .................................................10

3.6 模拟球台电路的设计 .............................................11

3.6.1 译码器简介...............................................11

4 乒乓游戏机的软件设计及编程...........................................18

4.1 主程序的设计及功能实现 .........................................19

4.2 按键组的设计及功能实现 .........................................19

4.2.1 球拍模拟子程序............................................20

4.2.2 暂停/开始子程序...........................................20

4.3 发球程序的设计及功能实现 .......................................20

4.4 线路程序的设计及功能实现 .......................................21

4.4.1 线路选择子程序............................................21

4.4.2 LED 点阵子程序 ............................................21

4.5 回球程序的设计及功能实现 .......................................22

5.1.3 仿真调试..................................................25

5.1.4 仿真调试的结果分析........................................27

5.2 实物调试及分析 .................................................27

5.2.1 制作实物的过程............................................27

5.2.2 进行实物调试..............................................27

5.2.3 实物调试的结果分析........................................30

6 结论与展望...........................................................31

谢辞（Acknowledge）....................................................32

参考文献...............................................................33

附录 1：程序 ...........................................................34

名称是“table tennis”，即“网上桌球”。乒乓球的名字起源于 1990 年。乒乓球

的比赛赛制是以 11 分为一局，采用五局三胜（团体）或七局四胜制（单项）。比赛

分团体、单项（男单、女单、男双、女双、混双）。

在中国，到处可见打乒乓球的人，以学生居多。因为，随着人们现代化节奏的加

快，工作压力的增大，传统打乒乓球的方式受到运动设施、场地、环境的因素的影响，

让人们对乒乓球运动减少了很多兴趣。随着科学技术的发展，人类进入信息化社会，

信息社会的发展离不开电子产品的进步。现代电子产品发展的越来越快，于是人们将

乒乓球与电子产品结合在一起，形成了乒乓游戏机。通过使用按键模拟球拍，发光二

极管模拟乒乓球，进行乒乓球游戏的操作。

乒乓游戏机的出现解决了人类的很大难题。因为该产品不受运动设施、空间、场

厂商。分别为：SONY、微软和任天堂。

如今，大部分益智类游戏机属于电子游戏机，乒乓游戏机就属于电子游戏机。随

着电子技术的突破，电子游戏机开始朝着“便携式”和“家庭化”方向发展，彩色电

视的普及使大型游戏机的显像管和扫描版部分完全可以被彩色电视取代，使得微处理

机部分与现实屏幕实现了分离。现在制成的游戏机只相当于一个信号发生器。如今乒

乓游戏机已出现 3D 类，体感类等等类型。

乒乓游戏机不仅可以实现人们对乒乓球的热爱，又可以让人们在玩耍的同时进行

身体锻炼和智力提高，具有明朗的前景。

1.3 本设计的任务和设计方法

1.3.1 设计任务

如今各种不同类型的游戏设备一直是消费领域的热点，本设计要求用低廉的成本

1.3.2 设计方法

本设计是基于单片机的乒乓游戏机设计，分别进行了硬件和软件两部分的设计。

硬件设计包括单片机电路、译码电路、发光二极管电路、按键电路、显示电路等电路

的设计。软件设计是使用 Keil uVision4 软件编写与硬件模块相应的源程序。利用

Proteus 软件对电路进行仿真，最后通过制作实物实现设计。

2 乒乓游戏机设计方案

目前，有两种方案来设计乒乓游戏机设计。方案一是基于单片机的乒乓游戏机设

计。方案二是基于 FPGA 的乒乓游戏机设计。

2.1 基于单片机的乒乓游戏机设计

方案一是基于单片机的乒乓游戏机设计，结果用 LCD1602 显示屏显示。软件方面，

使用 Keil uVision4 进行编程。硬件设计包含单片机电路、模拟球台电路、按键电路、

显示电路等电路的设计。软件设计包括：主程序、按键组程序（球拍模拟和暂停/开

电压。

时钟电路设计：单片机可以看成是在时钟驱动下的时序逻辑电路，即单片机必须

在时钟的驱动下才能工作。因此，单片机需要时钟电路支持，否则不能执行程序。

复位电路设计：单片机的复位电路使系统的所有功能部件都处于一个确定的初始

状态，防止单片机执行错误操作、发出错误的指令等失误。单片机的复位方式有：手

动按钮复位和上电复位。本设计采用手动按钮复位方式进行复位。

按键电路设计：包含两个按键组，一个是模拟球拍按键电路，一个是暂停/开始