基于單片機(jī)的模擬射擊游戲設(shè)計說明書

1、word作品制作說明課題基于單片機(jī)的模擬射擊游戲設(shè)計學(xué) 院電子信息工程學(xué)院專業(yè)方向應(yīng)用電子技術(shù)通信電子班 級電子104學(xué) 號100202428姓 名劉洋完成日期2012年12月指導(dǎo)教師居金娟.word基于單片機(jī)的模擬射擊游戲設(shè)計作品簡介 本作品是基于單片機(jī)的模擬射擊游戲設(shè)計，電路由單片機(jī)最小系統(tǒng)、電源電路、LED160128A液晶顯示屏、開關(guān)電路、單片機(jī)STC12C5A80S2、蜂鳴器、晶振電路組成。本設(shè)計是利用STC12C5180S2單片機(jī)與160*128的液晶組合設(shè)計的模擬射擊游戲，實現(xiàn)模擬簡單的射擊游戲，在像素為160*128的液晶上顯示模擬的手槍圖標(biāo)，并可通過按鍵控制手槍的上下移動和射

2、擊并判斷是否擊中目標(biāo)然后統(tǒng)計得分顯示出來，每次擊中目標(biāo)時蜂鳴器會發(fā)出擊中音效，另有重新開始的功能鍵。本課題是基于單片機(jī)技術(shù)和160*128的廣泛應(yīng)用而提出。本次做的模擬射擊游戲是以單片機(jī)為核心，結(jié)合LCM160128ALCD 顯示器，再配以相應(yīng)的軟件，到達(dá)實現(xiàn)模擬射擊游戲的目的。 本作品通過K1、K2、K3、K4四個按鍵對游戲進(jìn)行控制，其中K1為“向上鍵，K2為“向下鍵，K3為“發(fā)射鍵，K4為“重新開始鍵。通過上下鍵使射擊器與射擊目標(biāo)保持同一水平線上，然后開始射擊，如射中即可獲得一分得分，否那么得分不變。當(dāng)子彈彈數(shù)為0時，按“重新開始鍵游戲即可重新開始，進(jìn)行新一輪的挑戰(zhàn)。 引言 當(dāng)今是一個信息

3、化的時代，信息的重要性是不言而喻的，獲取手段顯得尤其重要。人們所接受的信息有70%來自于人的視覺，無論用何種方式獲取的信息最終需要有某種顯示方式來表示。在各種顯示技術(shù)中，以液晶顯示器LCD(Liquid Crystal Display)為代表的平板顯示器開展最快、應(yīng)用最廣。液晶顯示技術(shù)的普及應(yīng)用和開展，給儀器、設(shè)備的小型化及智能化帶來了光芒的前景，特別是點陣圖形式液晶顯示模塊，它具有體積小、重量輕、低電壓、底功耗之優(yōu)點，因而在顯示內(nèi)容和顯示功能等方面表現(xiàn)出了獨特的性能。由于液晶顯示器已成為日常工作和生活中各種顯示儀器、儀表、和袖珍電子產(chǎn)品的重要組成局部，因此對于點陣圖形液晶顯示器件模塊的開發(fā)、

4、設(shè)計、應(yīng)用和研究具有重要意義。 該設(shè)計是基于LCD的廣泛應(yīng)用，用單片機(jī)為控制中心，以鍵盤為輸入設(shè)備，用LCD為顯示器，實現(xiàn)了漢字和圖片的顯示以及鍵盤控制等功能。 1工作原理及系統(tǒng)組成 系統(tǒng)啟動后LCD首先初始化，接著從左上角開始清屏，接著顯示預(yù)置好的游戲界面。延遲五秒再次清屏，在第一行顯示“射擊訓(xùn)練游戲，中間顯示游戲主圖像，最下面調(diào)用Show_Score_and_Bullet()函數(shù)顯示游戲得分和剩余子彈數(shù)目。接著翻開定時器T0,定時器T1和外部中斷INT0,定時器T0控制屏幕每秒通過隨機(jī)函數(shù)刷新應(yīng)該被擊中的目標(biāo)位置，定時器T1模擬命中后的槍聲，并將剩余子彈數(shù)目和得分在液晶上同步顯示。圖1 系

5、統(tǒng)組成框2 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計 系統(tǒng)硬件主要包括Atmel公司的8位單片機(jī)STC12C5A80S2、LCM60128ALCD,電源以及開關(guān)電路組成。下面將對這些分別予以介紹：2.1 電源電路 本子模塊電路中由于需要5V電源所以我們沒有從主模塊中獲取，而是在本模塊中采用7805模塊作為降壓模塊，本電路僅由4個電容和一片7805組成，在電路中電解電容容量較大用于濾除中低頻雜波。當(dāng)7805 有足夠面積的散熱器時，可以提供超過1.5A的輸出電流。7805具有精度高、易于安裝使用等特點，被廣泛使用在要求并不是很高的場合。首先將220V交流電通過變壓器為12V的交流電，然后再通過整流電路和電容一次濾波得到1

6、5V的直流電，接著該直流電通過7805的輸入端1腳輸入，2腳接地，3腳輸出，再經(jīng)過電容的二次濾波得到5V的直流電，提供應(yīng)整個系統(tǒng)工作。電源電路如圖 圖2電源電路圖2.2 STC12C5A80S2單片機(jī) STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S),針對電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場合。1.增強(qiáng)型8051 CPU，1T，單時鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051；2.

7、工作電壓：STC12C5A60S2系列工作電壓：5.5V-3.3V5V單片機(jī)STC12LE5A60S2系列工作電壓：3.6V-2.2V3V單片機(jī)；3.工作頻率范圍：0 - 35MHz，相當(dāng)于普通8051的 0420MHz；4.用戶應(yīng)用程序空間8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K字節(jié)；5.片上集成1280字節(jié)RAM；6.通用I/O口36/40/44個，復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉普通8051傳統(tǒng)I/O口，可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，推挽/強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，開漏，每個I/O口驅(qū)動能力均可到達(dá)20mA，但整個芯片最大不要超過5

8、5Ma；7. ISP在系統(tǒng)可編程/IAP在應(yīng)用可編程，無需專用編程器，無需專用仿真器 可通過串口P3.0/P3.1直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片；8.有EEPROM功能(STC12C5A62S2/AD/PWM無內(nèi)部EEPROM)；9. 看門狗；10.內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路外部晶體12M以下時，復(fù)位腳可直接1K電阻到地；11.外部掉電檢測電路:在P4.6口有一個低壓門檻比擬器，5V單片機(jī)為1.32V，誤差為+/-5%,3.3V單片機(jī)為1.30V，誤差為+/-3%；12.時鐘源：外部高精度晶體/時鐘，內(nèi)部R/C振蕩器(溫漂為+/-5%到+/-10%以內(nèi)) 1用戶在下載用戶程序時，可選

9、擇是使用內(nèi)部R/C振蕩器還是外部晶體/時鐘，常溫下內(nèi)部R/C振蕩器頻率為：5.0V單片機(jī)為：11MHz15.5MHz，3.3V單片機(jī)為：8MHz12MHz，精度要求不高時，可選擇使用內(nèi)部時鐘，但因為有制造誤差和溫漂，以實際測試為準(zhǔn)；13.共4個16位定時器 兩個與傳統(tǒng)8051兼容的定時器/計數(shù)器,16位定時器T0和T1，沒有定時器2，但有獨立波特率發(fā)生器 做串行通訊的波特率發(fā)生器 再加上2路PCA模塊可再實現(xiàn)2個16位定時器；14. 2個時鐘輸出口，可由T0的溢出在P3.4/T0輸出時鐘，可由T1的溢出在P3.5/T1輸出時鐘；15.外部中斷I/O口7路,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,并新

10、增支持上升沿中斷的PCA模塊， Power Down模式可由外部中斷喚醒，INT0/P3.2,INT1/P3.3,T0/P3.4, T1/P3.5, RxD/P3.0,CCP0/P1.3(也可通過存放器設(shè)置到P4.2 ), CCP1/P1.4 (也可通過存放器設(shè)置到P4.3)；16. PWM(2路/PCA可編程計數(shù)器陣列,2路：也可用來當(dāng)2路D/A使用也可用來再實現(xiàn)2個定時器也可用來再實現(xiàn)2個外部中斷(上升沿中斷/下降沿中斷均可分別或同時支持)；17.A/D轉(zhuǎn)換, 10位精度ADC，共8路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá)250K/S(每秒鐘25萬次)18.通用全雙工異步串行口(UART)，由于STC12系列是高

11、速的8051，可再用定時器或PCA軟件實現(xiàn)多串口；19. STC12C5A60S2系列有雙串口，后綴有S2標(biāo)志的才有雙串口，RxD2/P1.2(可通過存放器設(shè)置到P4.2)，TxD2/P1.3(可通過存放器設(shè)置到P4.3)；20.工作溫度范圍：-40 - +85(工業(yè)級) / 0 - 75(商業(yè)級)21.封裝：PDIP-40,LQFP-44,LQFP-48 I/O口不夠時，可用2到3根普通I/O口線外接 74HC164/165/595均可級聯(lián)來擴(kuò)展I/O口, 還可用A/D做按鍵掃描來節(jié)省I/O口，或用雙CPU,三線通信，還多了串口。 圖3 STC12C5A60S2引腳圖 2.3 LCM1601

12、28A液晶顯示屏 LCM160128A是一種圖形點陣液晶顯示器，它主要由行驅(qū)動器/列驅(qū)動器160128全點陣液晶顯示器組成。他能顯示各種字符、圖形、漢字，基于T6963C內(nèi)核控制，其在Proteus中的元器件圖形如下: 圖4 LCM160128引腳圖2.4按鍵控制模塊 K1,K2,K3,K4四個按鍵的左觸點分別與四輸入與門74LS21的輸入端相連，右觸點并聯(lián)接地，同時從74LS21的輸入端引出四根陰線1，2，3，4分別與單片機(jī)的P1.4,P1.5,P1.6,P1.7相連，當(dāng)有按鍵按下時，74LS21輸出為低電平，進(jìn)入外部中斷0的效勞子程序，在子程序中具體判斷是1，2，3，4的哪個線為低電平從而

13、判斷哪個鍵按下并進(jìn)行相應(yīng)響應(yīng)。按鍵控制模塊如下所示：圖5 按鍵控制電路圖3 所需原件及焊接 3.1 所需原件 STC12C5A80S2芯片一個，12MHz晶振一個，NE555振蕩器一個，10K電阻一個，22PF電容兩個，10F電解電容一個,LCM160128ALCD顯示器，電源接口一個，導(dǎo)線假設(shè)干，74HC04非門一個，74LS21與門一個，按鍵4個。3.2 元件的焊接方法 手工焊接是傳統(tǒng)的焊接方法，雖然批量電子產(chǎn)品生產(chǎn)已較少采用手工焊接了，然而在日常生活中電子產(chǎn)品的維修、調(diào)試還是要用到手工焊接。手工焊接握電烙鐵一般有三種方法：正握、反握及握筆式。焊接元器件及維修電路板時以握筆式為主。3.3手

14、工焊接有四步 準(zhǔn)備焊接:對被焊元件處的積塵及油污進(jìn)行清潔處理,然后將被焊元器件周圍的器件瓣瓣,確保電烙鐵頭能夠觸到被焊元器件的焊錫處,以免烙鐵頭燙壞其他元器件。 加熱焊接:將沾有少許焊錫和松香的電烙鐵頭接觸被焊元器件約幾秒鐘。假設(shè)是要拆下印刷板上的元器件,那么待烙鐵頭加熱后,用手或銀子輕輕拉動元器件,看是否可以取下。 清理焊接面:假設(shè)所焊部位焊錫過多,可將烙鐵頭上的焊錫甩掉(注意不要燙傷皮膚,也不要甩到印刷電路板上),用光烙錫頭"沾"些焊錫出來。假設(shè)焊點焊錫過少、不圓滑時,可以用電烙鐵頭"蘸"些焊錫對焊點進(jìn)行補(bǔ)焊。 檢查焊點:看焊點是否圓潤、光亮、牢固,

15、是否有與周圍元器件連焊的現(xiàn)象。 3.4焊接質(zhì)量不高的原因 焊錫用量過多，形成焊點的錫堆積；焊錫過少，缺乏以包裹焊點。 焊劑過量，焊點明圍松香殘渣很多。當(dāng)少量松香殘留時，可以用電烙鐵再輕輕加熱一下，讓松香揮發(fā)掉，也可以用蘸有無水酒精的棉球，擦去多余的松香或焊劑。 夾松香焊接，焊錫與元器件或印刷板之間夾雜著一層松香，造成電連接不良。假設(shè)夾雜加熱缺乏的松香，那么焊點下有一層黃褐色松香膜；假設(shè)加熱溫度太高，那么焊點下有一層碳化松香的黑色膜。對于有加熱缺乏的松香膜的情況，可以用烙鐵進(jìn)行補(bǔ)焊。 焊錫連橋。指焊錫量過多，造成元器件的焊點之間短路。這在對超小元器件及細(xì)小印刷電路板進(jìn)行焊接時要尤為注意。 冷焊。

16、焊接時烙鐵溫度過低或加熱時間缺乏，焊錫未完全熔化、浸潤、焊錫外表不光亮，有細(xì)小裂紋?？?結(jié) 通過這次畢業(yè)設(shè)計中，對單片機(jī)的知識結(jié)構(gòu)、硬件電路實現(xiàn)和軟件開發(fā)等各個方面有了更進(jìn)一步的了解，初步掌握了開發(fā)硬件電路的根本思路和方法。同時，穩(wěn)固了用PROTEUS工具進(jìn)行電路圖的繪制，加深了對C語言的理解。 另外，通過本次畢業(yè)設(shè)計，綜合運用所學(xué)專業(yè)知識分析、解決了實際問題；掌握了文獻(xiàn)檢索、資料查詢的根本方法以及獲取新知識的能力；動手能力書面表達(dá)及口頭表達(dá)能力都得到了很大的提高。從理論到實踐有了一次系統(tǒng)的梳理。在本次設(shè)計中切身感受到了理論聯(lián)系實際的重要性，從最開始資料的收集到最后硬件檢測成功、畢業(yè)論文初稿的完成都遇到了這樣那樣的困難，但是通過自己的努力和老師同學(xué)的幫助困難最后都迎刃而解。在設(shè)計過程中感受最深的是細(xì)心。從軟件每個模塊的編程調(diào)試到硬件電路板的焊接，稍有不慎就會出錯。 通過本次設(shè)計，使我在走向工作崗位之前對自己的專業(yè)有了更深的體會，我們通過查資料和搜集有關(guān)的文獻(xiàn)，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動手能力，由原先的被動的接受知識轉(zhuǎn)換為主動的尋求知識，這可以說是學(xué)習(xí)方法上的一個很大的突破。在以往的傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式下，我們可能會記住很多的書本知識，但是通過畢業(yè)論文，我們學(xué)會了如何將學(xué)到的知識轉(zhuǎn)化為自己的東西，學(xué)會