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

2 乒乓游戏机设计方案....................................................3

2.1 基于单片机的乒乓游戏机设计 ......................................3

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

3.6.2 发光二极管简介 ............................................13

3.6.3 模拟球拍电路的设计........................................14

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

4.6 LCD 显示程序设计及功能实现......................................23

4.7 设计源程序 .....................................................23

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

附录 2：元件清单 .......................................................49

1 绪论

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

地、环境等因素的影响，在家即可进行操作。操作的同时，让操作者仿佛在真正的打

乒乓球。而且该设计属于一种益智类设计，让人既可以锻炼身体，也可以锻炼智力。

1.2 国内外研究现状

第二次世界大战以后，电子计算机技术得到了突飞猛进的发展。电子计算机一代

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。

1.3.1 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

设计出符合要求的游戏设备，要求操作方便，系统稳定度高。设计任务为：

（1）使用乒乓游戏机的甲乙双方各在不同的位置发球或击球。

（2）乒乓球的位置和移动方向由灯亮及依次点燃的方向决定，球移动的速度为

0.1～1s 移动一位。游戏者根据球的位置发出相应的动作，提前击球或出界均判失分。

Proteus 软件对电路进行仿真，最后通过制作实物实现设计。

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

始子程序）、发球程序、线路程序（包括线路选择和 LED 点阵子程序）、回球程序、

LCD 显示程序。基于单片机的乒乓游戏机系统框图如图 2.1 所示。

图 2.1 基于单片机的乒乓游戏机的系统框图

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