第七屆智控大賽設(shè)計(jì)總結(jié)

1、彈磚塊機(jī)設(shè)計(jì)總結(jié)方案比較:以單片機(jī)為控制的彈磚塊機(jī)可以用二極管點(diǎn)陣,液晶顯示屏或 TFT 液晶屏結(jié)合矩陣鍵盤等硬件,加以相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn).綜合考慮到作品成本,程序編成的難度和顯示效果-二極管點(diǎn)陣成本低,程序簡(jiǎn)單,但顯示效果差,難以在比賽中獲得優(yōu)勢(shì);而 TFT 液晶屏技術(shù) 對(duì)我們大一學(xué)生來(lái)說要求較高,預(yù)計(jì)短時(shí)間內(nèi)無(wú)法掌握,故最終選擇成本, 程序要求適 中, 尺寸合適,效果較好的 12864 液晶屏作為作品主要硬件.設(shè)計(jì)與論證:硬件-1.使用 STC52 單片機(jī)學(xué)習(xí)板進(jìn)行編程與控制；2.通過實(shí)驗(yàn)板的按鍵進(jìn)行相應(yīng)的控制，并且將所需的 12864 液晶板接到實(shí)驗(yàn)板上；3.12864 液晶屏含 20 個(gè)引

2、腳,與單片機(jī)之間采用并行通信方式,5V 電壓驅(qū)動(dòng),帶背光,內(nèi)8192 個(gè) 16x16 點(diǎn)陣,128 個(gè)字符(8x16 點(diǎn)陣)及 64x256 點(diǎn)陣顯示RAM.鍵盤,液晶屏的各引腳與單片機(jī)的相應(yīng)端口連接 ,采用 USB 接口為其供電.平時(shí)用外接電池為其保存數(shù)據(jù)而供電.程序1.菜單程序.用于開始時(shí)顯示,先顯示字符“智控大賽”若干秒鐘后開始;2.磚塊的生成，12864 液晶屏上方第一排字符顯示成 16 個(gè)方塊，置于主函數(shù)中；3.小球運(yùn)動(dòng)：由于畫成一顆完整的小球并且控制其進(jìn)行斜向移動(dòng)對(duì)于初學(xué)者而言難度極大，不得不利用 12864 上的一點(diǎn)來(lái)代替小球，通過 Bresenham 畫線算法，畫出斜線的過程中

3、不斷削去前一個(gè)點(diǎn)的顯示，控制 12864 上一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行斜向和反射運(yùn)動(dòng)，小球的運(yùn)動(dòng)置于中斷函數(shù)中；4.小球的反彈：當(dāng)小球觸碰到邊界時(shí)，即其劃線完畢時(shí)進(jìn)行判斷反射方向，利用導(dǎo)數(shù)相反的性質(zhì)進(jìn)行再次畫點(diǎn)，碰到邊界和底板時(shí)能利用蜂鳴器發(fā)出的不同到底板時(shí)斜率會(huì)產(chǎn)生一定的改變，觸碰到磚塊時(shí)磚塊能夠消掉；。當(dāng)小球觸碰5.底板控制程序置于主函數(shù)之中，但是不能控制其移動(dòng)，這是本次制作中遇到的最大難題。理論分析與計(jì)算:1.該單片機(jī)程序用 C 語(yǔ)言編寫, C 語(yǔ)言的功能大多能適應(yīng)單片機(jī)對(duì) 12864 液晶屏的操作控制.但其不能面象的局限性會(huì)影響單片機(jī)的運(yùn)行效率,設(shè)計(jì)的程序會(huì)比較冗長(zhǎng)繁瑣,占用過多內(nèi)存,判斷時(shí)間延長(zhǎng),造

4、成效果不佳的不良現(xiàn)象，該的過程中小球的運(yùn)動(dòng)速率受到很大的限制，導(dǎo)致的難度下降，.此方面需要改進(jìn),精簡(jiǎn)程序,優(yōu)化結(jié)構(gòu)；進(jìn)行更加深入的學(xué)習(xí)，并且不斷2.延遲時(shí)間視單片機(jī)的運(yùn)行速度和 12864 液晶屏的操作時(shí)序而定,根據(jù)說明書上的數(shù)據(jù)可以大致得到需要延遲操作之處相應(yīng)的延遲時(shí)間，在使用蜂鳴器的過程中也使用延時(shí)函數(shù)發(fā)出不同聲調(diào);3.在中斷函數(shù)中,球的運(yùn)動(dòng)限定在一個(gè)可變的封閉區(qū)域,它的鏡面反射是通過先判斷球是否落在限定區(qū)域的邊緣,然后判斷球下一步落在哪條邊上,最后才運(yùn)到到目的點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn),當(dāng)球即將落在底邊時(shí),不斷接受按鈕輸來(lái)的信號(hào),擋板也隨人的控制而或右移.球落在擋板所在的水平線時(shí),判斷擋板是否在球的正前方

5、,若有則發(fā)生鏡面反射繼續(xù)運(yùn)動(dòng),否則結(jié)束；4.球在限定區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng),實(shí)際是一個(gè)點(diǎn)的組合在一個(gè) xoy 平面直角坐標(biāo)內(nèi)的平移,原點(diǎn)在液晶屏的左上角,球在不斷的鏡面反射的過程中有這樣一個(gè)規(guī)律:小球一次鏡面反射前的軌跡斜率與反射后的軌跡斜率互為相反數(shù),也就是說,小球的軌跡的斜率的絕對(duì)值在碰撞左右和上面的邊界時(shí)保持不變，利用這個(gè)性質(zhì)設(shè)計(jì)出一個(gè)判斷函數(shù)，當(dāng)小球碰撞到邊界時(shí)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的計(jì)算和判斷，以確定小球下一次運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)方向，并且在做出判斷后發(fā)出碰撞；5.由于 12864 的控制和自身技術(shù)的限制，磚塊目前只能設(shè)計(jì)出一排，在小球碰撞后磚塊會(huì)，并且蜂鳴器會(huì)發(fā)出聲音；效果圖：（由于小球只有一個(gè)點(diǎn)表示，所以圖像效果看起來(lái)不明顯）測(cè)試方法與儀器:采用 STC52 單片機(jī)學(xué)習(xí)板與 12864 液晶屏進(jìn)行調(diào)試。測(cè)試數(shù)據(jù)與結(jié)果分析