模拟射击训练游戏的设计

ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 本 科 毕 业 论 文 模拟射击训练游戏的设计 The Design of Simulated Firing Training Game 系（院）名称： 计算机科学与信息工程学院 专 业 班 级： 2012届计算机科学与技术 学 生 姓 名： 李 贺 学 生 学 号： 200803020007 指导教师姓名： 江山 指导教师职称： 教授 2012年 5 月 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　 李贺 　 日　 期：　 2012.5.24　 指导教师签名：　 江山 　 日　　期：　 2012.5.24　 使用授权说明 本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 李强 　 　 日　 期：　 2012.5.24　 模拟射击训练游戏的射击 摘要：随着人们物质生活水平的提高，人们对自己精神生活也渐渐的注重起来，在劳累了一天的工作之余，便会想到一些放松的方式，射击游戏就是一个很好的娱乐方式。它不仅能够有效的缓解人们一整天的工作艰辛，还能极大的激发人们的趣味性，让人深深的迷恋。 经过十几年的发展，射击游戏在不断的更新换代，不仅功能更加强大而且其趣味性更强，更吸引人。从最开始的实物打靶射击发展到现在的射击电子屏，射击游戏变得更加方便和安全，老少皆宜。 公园里随处可见射击游戏的摊位，各种射击游戏的俱乐部层出不穷，作为娱乐设施，它是不可缺少的。作为专业的射击训练选手来说，它更是不可或缺的。 现在社会上乃至国际上都有各种各样的大型射击竞技比赛，它不仅可以为选手赢得荣誉，甚至还可以为团队乃至国家争光。但是，完成这些需要一个前提条件，那就是选手们必须有足够强度的 练习 飞向蓝天的恐龙练习非连续性文本练习把字句和被字句的转换练习呼风唤雨的世纪练习呼风唤雨的世纪课后练习 ，必须对比赛足够的了解，对各种射击工具非常熟悉，这样看来，射击游戏就必不可少了。它的方便、趣味、安全可以全方位的给选手提供足够强度的训练却不会让人感到任何厌倦。 本设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 基于考虑市场需求，在设计射击训练游戏部分时，以STC89C52单片机为核心。它是51的增强版，兼容51的指令，使开发者只要有一定的51基础就容易上手，使开发周期大大缩短，且开发板将管脚引脚引出，便于外部扩展，当使用者想要扩展外部设备时，可以很轻松的就能搞定，具有二次开发与学习价值，因此具有比较好的市场前景。 关键词：STC89C52；单片机；蜂鸣器；液晶12864 The Design of Simulated Firing Training Game Abstract：With the improvement of people's living standards, the people to their spiritual life has gradually pay attention to rise, a hard day of work, will think of some way of relaxation, shooting game is a good entertainment. It can not only effectively relieve people work hard all day, still can greatly inspire people's interest, let a person deep love. After this more than 10 years of development, shooting game is also in constant renewal, not only function more powerful and its interesting stronger, more attractive. From the beginning of the physical targeting shooting development up to now shooting electronic screens, shooting game become more convenient and safe, enjoyed by young and old. The park can be seen everywhere shooting game booths, all the shooting game club emerge in endlessly, as entertainment facilities, it is indispensable. As a professional player shooting training, it is indispensable. Now in the society and international with a variety of large shooting sports competitions, it not only can win honor for the players, and even for the team and national honor. But, complete these need a prerequisite conditions, that is the players must have enough strength of practice, we must have enough about the game, to all the shooting tool is very familiar with such a look. It's convenient, interest, and safety can be comprehensive to give players offer enough strength training but won't let a person feel any tired of. This design scheme based on consider the market demand, combined with infrared remote control design is simple, the operation is convenient, low cost and other characteristics, in the design of shooting training game when, with STC89C52 microcontroller as the core. It is 51 enhanced version, compatible with 51 of instructions, and that as long as there is a certain 51 developers based is easy, make development cycle shortens greatly, and development board feet pin tube will be drawn, facilitate external expansion, when users want to expand external equipment, can easily will get it done, with second development and learning value, so has the quite good market prospect. Keywords: STC89C52;Single-chip;LCD 12864;Buzzer 目 录 1引 言 2 第1章 模拟射击训练游戏 2 1.1 背景资料 4 1.2 设计概况 4 1.3 设计思路 5 1.3.1 工作原理 5 1.3.2 可行性论证 6 第2章 STC89C52单片机概述 6 2.1 单片机简介 7 2.2 STC89C52内部寄存器 8 2.3 STC89C52芯片 13 第3章 硬件设计 13 3.1 硬件电路总体设计 13 3.2 各模块的电路设计 13 3.2.1 蜂鸣器模块设计 14 3.2.2 电源模块 15 3.2.3 液晶12864模块 16 3.2.4 按键控制电路 17 第4章 软件设计 17 4.1 字模提取软件zimo 18 4.2 实验板的各个模块的设计 19 4.2.1 液晶12864模块的设计 19 4.2.2 按键电路模块软件设计 20 4.2.3 蜂鸣器模块软件设计 20 4.2.4 字模生成模块 22 4.3 系统调试工具keil c51 23 4.4 下载软件 25 第5章 系统测试 25 5.1 硬件调试方法 25 5.2 软件调试方法 26 结 论 27 致 谢 28 参考文献 29 附 录A 30 附 录B 引 言 经过十几年的发展，射击游戏在不断的更新换代，不仅功能更加强大而且其趣味性更强，更吸引人。从最开始的实物打靶射击发展到现在的射击电子屏，射击游戏变得更加方便和安全，老少皆宜。 公园里随处可见射击游戏的摊位，各种射击游戏的俱乐部层出不穷，作为娱乐设施，它是不可缺少的。作为专业的射击训练选手来说，它更是不可或缺的。 现在社会上乃至国际上都有各种各样的大型射击竞技比赛，它不仅可以为选手赢得荣誉，甚至还可以为团队乃至国家争光。但是，完成这些需要一个前提条件，那就是选手们必须有足够强度的练习，必须对比赛足够的了解，对各种射击工具非常熟悉，这样看来，射击游戏就必不可少了。它的方便、趣味、安全可以全方位的给选手提供足够强度的训练却不会让人感到任何厌倦。 单片机应用的重要意义在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 综上所述，利用单片机射击的模拟射击游戏是单片机与LCD12864的组合应用，可以很好得模拟常见的简单射击游戏，对于开发单片机更深层次的应用有非常现实的意义。 第1章 模拟射击训练游戏 本章主要介绍了模拟射击训练游戏的市场前景和发展现状以及本设计的可行性，然后侧重介绍了此设计的硬件设计和软件设计的思路。 1.1 背景资料 随着人们物质生活水平的提高，人们对自己精神生活也渐渐的注重起来，在劳累了一天的工作之余，便会想到一些放松的方式，射击游戏就是一个很好的娱乐方式。它不仅能够有效的缓解人们一整天的工作艰辛，还能极大的激发人们的趣味性，让人深深的迷恋。 经过十几年的发展，射击游戏在不断的更新换代，不仅功能更加强大而且其趣味性更强，更吸引人。从最开始的实物打靶射击发展到现在的射击电子屏，射击游戏变得更加方便和安全，老少皆宜。 公园里随处可见射击游戏的摊位，各种射击游戏的俱乐部层出不穷，作为娱乐设施，它是不可缺少的。作为专业的射击训练选手来说，它更是不可或缺的。 现在社会上乃至国际上都有各种各样的大型射击竞技比赛，它不仅可以为选手赢得荣誉，甚至还可以为团队乃至国家争光。但是，完成这些需要一个前提条件，那就是选手们必须有足够强度的练习，必须对比赛足够的了解，对各种射击工具非常熟悉，这样看来，射击游戏就必不可少了。它的方便、趣味、安全可以全方位的给选手提供足够强度的训练却不会让人感到任何厌倦。 而且，在军队的训练项目中，野战的射击姿势训练是一个重要的部分。要求学员对在复杂的环境中突然出现的目标，能够根据距离远近和目标大小等特点迅速做出判断，并采用正确姿势几种目标。这样的项目若进行实弹训练，则对环境要求高，比较难以找到封闭的训练场地；进行小组配合训练时，人员危险较大；而且，需要人工统计打靶结果，不利于横纵向比较和训练效果分析。 模拟射击训练游戏的发展也经过了几个艰辛的历程，第一款射击游戏是1973年《迷宫大战》，到1992年《重返德军总部3D》与1993年《毁灭战士》的开始初具雏形，再到4年后的《毁灭公爵3D》掀起了FPS游戏的第一次浪潮，直到CS这款经典的射击游戏了2000年的《反恐精英》首次在全球范围内兴起了射击游戏的“黄金时代”目前国内射击类游戏最为火爆的便是CS与CF了，它们的霸主地位无可动摇。 1．国内外研究现状 现在国内研究模拟射击训练游戏的主要目的在于训练军人以及警务人员。通常，警务人员的射击训练是在实弹射击场进行的。这样的训练系统，无论室内室外都寻妖建立专门的场所，这些场所占用面积大，专用设施多，适合于大规模的人员受训。射击的目标多是单一的标准靶纸，需要人工目测靶环得到射击成绩，受训者通常不能立即得到反馈，及时调整动作。同时实弹射击也使训练成本提高，安全性降低。这样的系统一般只向专业人员开放，而普通射击爱好者很难被允许使用。随着计算机的普及与图像处理技术的发展，越来越多的涉及人类视觉感观的系统都可以由计算机来完成。 现如今有了一种集计算机多媒体、数据库、模式识别、人工智能、数据采集为一体的模拟射击系统。这种系统体积小，可以随时随地安装，使警务人员随时随地接受训练。用于模拟射击的“子弹”是激光束，较实弹更为安全，因而也可作为普通人参加的运动项 目或一种趣味性游戏，宜于普及。这个系统一个突出的优点就是它的智能化并且具有人机交互能力。它模拟了真实射击环境，不要求射击者对系统有额外的技术参与。射击者还可以与系统交互，从资料库中选择感兴趣的资料片作为射击目标，同时选择射击难度等级，设置目标运动参数，从而使射击者进入适合自己的训练阶段。训练中，射击者可以实时得到射击成绩，以及由计算机分析出的射击反应时间、射击命中率等指标，使射击者及时了解自己的射击水平。此外计算机还建议最佳瞄准方案，使射击者及时调整、规范动作，从而达到射击训练的目的。 国外情况大致与国内相似，但国外射击类游戏更为发达。随着对目前射击网游有着更高要求的玩家不断增加，增加机瞄的呼声也会越来越高。如同前文所说，单机领域的机械瞄准流行并非是由首创游戏带动的，越来越多具备机械瞄准操作方式的新一代射击网游的推出。 机械瞄准这种方式，对于许多中国玩家来说也许很陌生，因为受到CS这种经典FPS的游戏的影响，大多数玩家还是习惯只是用屏幕中心的十字准星瞄准。但我认为，随着时间的流逝，游戏的发展，这种传统瞄准射击方式总有一天会被淘汰的，取而代之的就是机械瞄准方式。 2．发展趋势 在单机射击游戏中，机械瞄准很早就被引入了，但不可否认的是，引入机械瞄准并让其发扬光大的非《使命召唤》系列莫属了。经过多年的发展，单机FPS中机械瞄准已经成为主流，而射击网游中机械瞄准还处于开荒状态。 随着对目前射击网游有着更高要求的玩家不断增加，增加机瞄的呼声也会越来越高。如同前文所说，单机领域的机械瞄准流行并非是由首创游戏带动的，越来越多具备机械瞄准操作方式的新一代射击网游的推出。 其实在国外，机械瞄准早就普及了。早在2003年的使命召唤：联合进攻之中，就已经有了机械瞄准射击方式了。只是在我国出现较晚，木前国内有机械瞄准的游戏是《战争前线》《风暴战区》《烈焰行动》这三款。 机械瞄准不同于以往的射击方式，这种射击方式射击时的姿势是将枪托低在肩膀，采用三点一线的射击方式，射击敌人。这种射击方式的好处就是有效的减小武器的后坐力，大大提高精准度。 在现实中，不管是游戏还是正规部队，都是采用这种精准的射击方式。 1.2 设计概况 模拟射击训练游戏主要实现以下功能： 利用串口接收程序，通过液晶12864来显示游戏画面，通过4个按键来控制，按键功能分别为上移，下移，发射，重新开始。上移、下移控制枪支移动，发射控制发射弹药。发射弹药时蜂鸣器会发出枪声。 经过分析，设计具备上面所述功能的模拟射击训练游戏主要需要解决三个主要问题： 1．USB模块与计算机的通信； 2．液晶12864的显示； 3．蜂鸣器的发声。 1.3 设计思路 模拟射击训练游戏的设计分为硬件与软件两部分，其中软件部分需要大量的时间来完成，硬件部分则比软件部分稍简单。其中： 模拟射击训练游戏的硬件设计主要包括： 1．硬件芯片的选择； 2．MAX232模块的设计； 3．蜂鸣器模块的设计； 4．电源电路的设计； 5．液晶12864的设计。 模拟射击训练游戏的软件设计主要包括： 1．液晶12864程序的设计； 2．蜂鸣器发声程序的设计； 3．游戏结果显示程序的设计。 1.3.1 工作原理 利用STC89C52单片机与12864的液晶组合设计的模拟射击游戏，实现模拟简单的射击游戏，在像素为128*64的液晶上显示模拟的手枪图标，并可通过按键控制手枪的上下移动和射击并判断是否击中目标，然后统计得分显示出来，每次击中目标时蜂鸣器会发出击中音效，另有重新开始的功能键。 1.3.2 可行性论证 本系统主控制器拟采用STC89C52系列单片机，STC89C52单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051兼容的微控制器内核，与MCS-51指令集完全兼容。STC89C52 器件是完全集成的混合信号片上系统型 MCU。具有高速的流水线结构的微控制器内核、全速非嵌入式的片内系统调试接口、通用的串行总线控制器、电压稳定等特性。可以满足该系统的需要，调试也相对方便。硬件的设计主要包括电路板的设计制作和焊接，可以实现一定功能的实验操作以及硬件的搭建，经过以下步骤测试： 1．Keil下编译，产生目标HEX文件，Proteus下Program Files选择产生的HEX文件，点击运行开始模拟。 2．按键自上而下分别对应调整上移枪支，下移枪支，发射和重新开始。 3．系统运行时即显示开始界面,通过按键开始进行游戏，调整枪支位置和发射弹药用完以后按下K4重新启动。 4．游戏规则：初始弹药量为20发，每次发射后减少一发，击中得一分，未击中不得分，右下角显示剩余子弹数，20发子弹用完后游戏结束，左下角直接显示得分，游戏结束后需按下K4键重新开始。 综上所属，以上方案和技术路线可行。 第2章 STC89C52单片机概述 2.1 单片机简介 STC89C52是STC89C51RC/RD+系列单片机，是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051兼容的微控制器内核，与MCS-51指令集完全兼容。除具有标准8051的数字外设部件外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件。 MCU中的外设或功能部件包括模拟多路选择器、可编程增益放大器、ADC、DAC、电压比较器、电压基准、温度传感器、SMBus/I²C、UART、SPI、可编程计数器/定时器阵列（PCA）、定时器，数字I/O端口、电源监视器、看门狗定时器（WDT）和时钟振荡器等。所有的FLASH程序存储器和512B的内部RAM，有些器件内部还有位于外部数据存储器空间的RAM，即XRAM。 STC89C51RC/RD+系列单片机采用流水线结构，机器周期由标准的12个系统时钟周期降为1个系统时钟周期，处理能力大大提高，峰值性能可达25MIPS。 STC89C51RC/RD+系列单片机是真正能独立工作的的片上系统（SOC）。每个MCU都能有效地管理模拟和数字外设，可以关闭单个或者全部外设以节省功耗。FLASH存储器还具有系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新8051固件。应用程序可以使用MOVC和MOVX指令对FLASH进行读或改写，每次读或写1个字节。这一特性允许将程序存储器用于非易失性数据存储以及在软件控制下更新程序代码。 片内JTAG调试支持功能允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在线系统调试。该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器,支持断点、单步、运行和停机命令。在使用JTAG调试时,所有的模拟和数字外设都可以全功能运行。 每个MCU都可以在工业温度范围（－45～＋85°C）内用2.7～3.6V的电压工作。端口I/O、/RST及JTAG引脚都容许5V的输入信号电压。 本文讨论的模拟射击训练游戏设计的核心是应用前景极为广泛的STC89C52单片机，与8051相比具有体积小更，速度更快，可靠性更高，功能更强等特点。不仅能满足所需要求而且还有很多功能可供开发，有着广泛的应用前景。 2.2 STC89C52内部寄存器 STC89C52与8051的基本构造一样，CPU是一个字长为二进制8位的中央处理单元，也就是说它对数据的处理是按字节为单位进行的。与微型计算机CPU类似，故其内部CPU也是由运算器(ALU)、控制器（定时控制部件等）和专用寄存器组三部分构成。 1．算术逻辑部件(ALU) ALU是一个性能极强的运算器，它既可以进行加、减、乘、除四则运算，也可以进行与、或、非、异或等逻辑运算，还具有数据传送、移位、判断和程序转移等功能。STC89C52ALU为用户提供了丰富的指令系统和极快的指令执行速度，大部分指令的执行时间为1微妙，乘法指令可达4微妙。STC89C52 ALU由一个加法器，两个8为暂存器（TMP1与TMP2）和一个性能卓著的布尔处理器组成。8051的时钟频率可达12MHZ。 2．定时控制部件 定时控制部件起着控制器的作用，由定时控制逻辑、指令寄存器和振荡OSC等电路组成。指令寄存器IR用于存放从程序存储器中取出的指令码，定时控制逻辑用于对指令寄存器中的指令码进行译码，并在OSC的配合下产生执行指令的时序脉冲，以完成相应指令的执行。 3．专用寄存器组 专用寄存器组主要用来指示当前要执行指令的内存地址、存放操作数和指示指令执行后的状态等。它是任何一台计算机的CPU不可缺少的的组成部件，其他寄存器因机器型号的不同而异。专用寄存器组主要包括程序计数器PC、累加器A、程序状态字PSW、堆栈指示器SP、数据指针DPTR和通用寄存器B等。 （1） 程序计数器PC 程序计数器PC是一个二进制16位的程序地址寄存器，专门用来存放下一条需要执行指令的内存地址，能自动加1。 （2） 累加器A 累加器A又记作ACC，是一个具有特殊用途的二进制8位寄存器，专门用来存放操作数或运算结果。在CPU执行某种运算前，两个操作数中的一个通常应放在累加器A中，运算完成后累加器A中便可以得到运算结果。 （3） 通用寄存器B 通用寄存器B是专门为乘法和除法设置的寄存器，也是一个二进制8位的寄存器，由8个触发器组成。该寄存器在乘法或除法前用来存放乘数或除数，在乘法或除法完成后用于存放乘积的高8位或除法的余数。 （4） 程序状态字PSW PSW是一个8位标志寄存器，用来存放指令执行后的有关状态。PSW中各位的状态通常是在指令执行过程中自动形成的，但也可以由用户根据需要采用传送指令加以改变。 （5） 数据指针DPTR 数据指针DPTR是一个16位的寄存器，由两个寄存器DPH和DPL拼成。其中DPH为DPTR的高8为，DPL为DPTR的低8位。DPTR可以用来存放片内ROM的地址，也可以用来存放片外RAM和片外ROM的地址。 2.3 STC89C52芯片 由于STC89C51RC/RD+系列的功能强，许多公司生产了种类繁多的8051为核心的单片机，功能或多或少有些变化，以满足不同的需求，其中STC89C52就是这几年在我国非常流行的单片机芯片，它是宏晶公司推出的一款具有全速USB功能的混合信号flash微控制器芯片，该器件内部集成有2304 Byte RAM和16k Byte的flash存储器。实际上，STC89C52是一个完整的小型片上系统(SOC)。本设计就是采用USB功能比较强大的STC89C52单片机。图2-1所示是STC89C52单片机的原理图，表2-1所示为它的引脚定义： 图2-1 STC89C52单片机原理 表2-1 STC89C52引脚定义 引脚名称 引脚号 引脚类型 说 明 VDD 6 电源输入 电源输出 2.7V – 3.6V电源电压输入 3.3V稳压器输出。见第8章。 GND 3 地 /RST C2CK 9 数字I/O 数字I/O 器件复位。内部上电复位或VDD监视器的漏极开路传输。一个外部源可以通过讲该引脚驱动为低电平（至少15μs）来启动一次系统复位。 P3.0 C2D 10 数字I/O 数字I/O 端口P3.0 C2调试接口的双向数据信号。 REGIN 7 电源输入 稳压器的5V输入。该引脚是片内稳压器的输入。 VBUS 8 数字输入 VBUS监测输入。该引脚应被连接到USB网络的VBUS信号。该引脚上出现5V信号表示有USB连接。 D+ 4 数字I/O USB的D+ D- 5 数字I/O USB的D- P0.0 2 数字I/O 端口P0.0 P0.1 1 数字I/O 端口P0.1 P0.2 XTAL2 32 数字I/O 模拟输入 端口P0.2 外部时钟输入。对于晶体或陶瓷谐振器，该引脚是外部振荡电路的反馈输入。 P0.3 XTAL2 31 数字I/O 模拟I/O或 数字输入 端口P0.3 外部时钟输出。该引脚是晶体或陶瓷谐振器的激励驱动器。对于CMOS时钟、电容或rc震荡配置，该引脚是外部时钟输入 P0.4 30 数字I/O 端口P0.4 P0.5 29 数字I/O 端口P0.5 PO.6 CNVSTR 28 数字I/O 数字输入 端口PO.6 ADC0外部转换启动输入 P0.7 VREF 27 数字I/O 模拟I/O 端口P0.7 外部VREF输入或输出 P1.0 26 数字I/O或 模拟输入 端口P1.0 P1.1 15 数字I/O或 模拟输入 端口P1.1 P1.2 14 数字I/O或 模拟输入 端口P1.2 P1.3 13 数字I/O或 模拟输入 端口P1.3 P1.4 22 数字I/O或 模拟输入 端口P1.4 P1.5 21 数字I/O或 模拟输入 端口P1.5 P1.6 20 数字I/O或 模拟输入 端口P1.6 P1.7 19 数字I/O或 模拟输入 端口P1.7 P2.0 18 数字I/O或 模拟输入 端口P2.0 P2.1 17 数字I/O或 模拟输入 端口P2.1 P2.2 16 数字I/O或 模拟输入 端口P2.2 P2.3 15 数字I/O或 模拟输入 端口P2.3 P2.4 14 数字I/O或 模拟输入 端口P2.4 P2.5 13 数字I/O或 模拟输入 端口P2.5 P2.6 12 数字I/O或 模拟输入 端口P2.6 P2.7 11 数字I/O或 模拟输入 端口P2.7 图2-2所示为STC89C52引脚图(顶视图) DIP封装： 图2-2 STC89C52引脚图(顶视图) DIP封装 图2-3 所示为STC89C52的PLCC封装图： 图2-3 STC89C52的PLCC封装图 图2-4所示为STC89C52的FPFQ-44封装图： 图2-4 STC89C52的FPFQ-44封装图 第3章 硬件设计 本课题设计的硬件电路由单片机主控模块，蜂鸣器模块，液晶12864模块，电源电路（电池供电）等组成。先从总体电路设计入手，然后详细介绍各个部分的设计。 3.1 硬件电路总体设计 硬件设计是整个系统的基础，要考虑的方方面面很多，硬件设计至关重要，除了实现此设计基本功能以外，主要还要考虑如下几个因素： 1．系统稳定度； 2．器件的通用性或易选购性； 3．软件编程的易实现性； 4．系统其它功能及性能指标。 总体设计框图： 根据题目要求系统可以分为以下几个基础模块，如图3-1所示： 图3-1 硬件总体设计框 3.2 各模块的电路设计 3.2.1 蜂鸣器模块设计 1．无源蜂鸣器工作原理 蜂鸣器可以分为有源和无源两种，区别在于有源蜂鸣器直接加上额外电压就能发声，而无源蜂鸣器需要加上脉冲电压才能持续发声。但是有源蜂鸣器能够发出的声音比较单调，而无源蜂鸣器可以发出不同音阶的声音，甚至可以用来演奏简单的乐曲。无源蜂鸣器的发声靠的是一种电磁感应，给她不同的脉冲信号，可以发出不同的声音。 从时钟设计的电路图中可以看到，无源蜂鸣器外接在一个三极管上，这是因为AT89C52的I/O口驱动能力不足以驱动蜂鸣器发声，所以要外接一个三极管将电流放大。如图3-2所示： 图 3-2 蜂鸣器模块电路图 2．无源蜂鸣器的声音控制 在时钟设计中的蜂鸣器是采用T0定时器中断控制的，通过控制中断的次数，来实现蜂鸣器发声的高低音，发出“叮咚”声。但是要注意不能设置周期过长，否则蜂鸣器有可能就无法工作了。在蜂鸣器发声中，给它的脉冲越短它的发生越尖锐，但声音就越小，反之，脉冲越长，发声越低沉，声音也越大。蜂鸣器在电路设计中只占用一个I/O口P1.0。 3.2.2 电源模块 STC89C52片上的参考电源校准器支持USB总线电源操作；校准器的Bypass模式支持USB内部电源操作。本系统设计的电源供电模式有两种USB供电和直流电源供电。其电路图如图3-3所示： 图 3-3 电源模块电路图 3.2.3 液晶12864模块 12864是128*64点阵液晶模块的点阵数简称，业界约定俗成的简称。模块的显示效果为黄绿底黑字。该点阵的屏显成本相对较低，适用于各类仪器，小型设备的显示领域。 表3-1 12864与MCU的接口 图3-4所示为液晶12864与MCU管脚相连图： 图3-4 液晶12864与MCU管脚相连图 3.2.4 按键控制电路 按键控制电路如图3-5所示： 图3-5 按键控制电路 K1，K2，K3，K4四个按键的左触点分别与四输入与门74LS04的输入端相连，右触点并联接地，同时从74LS04的输入端引出四根阴线1，2，3，4分别与单片机的P1.4，P1.5，P1.6，P1.7相连，当有按键按下时，74LS04输出为低电平，进入外部中断0的服务子程序，在子程序中具体判断是1，2，3，4的哪个线为低电平，从而判断哪个键按下并进行相应响应。 第4章 软件设计 本章介绍多功能51实验板的软件设计环境keil c51及过程，主要根据51实验板的硬件资源的相关软件设计。在掌握了硬件的电路设计，熟悉各个硬件的时序，才能为需要的各种功能编写相关的程序。为了能做到系统资源的高复用性，在硬件设计时充分考虑到了大部分51单片机的外部引脚和内部资源。 4.1 字模提取软件zimo 在运用液晶12864显示设计效果时，我们需要用到字模提取软件zimo来为要显示的文字或者图片生成字模，以便于其在液晶12864上显示出来。 图4-1所示为游戏封面生成字模界面： 图4-1 游戏封面生成字模界面 图4-2所示为游戏内文字生成字模界面： 图4-2 游戏内文字生成字模界面 4.2 实验板的各个模块的设计 软件模块主要由液晶12864模块、按键电路模块、蜂鸣器模块等模块组成。利用串口接收程序，通过液晶12864来显示游戏画面，通过4个按键来控制，按键功能分别为上移，下移，发射，重新开始。上移、下移控制枪支移动，发射控制发射弹药。发射弹药时蜂鸣器会发出枪声。 图4-3所示为系统整体流程图： 4.2.1 液晶12864模块的设计 这部分主要完成液晶初始化以及液晶显示效果，液晶显示图片及文字需要用到zimo软件生成相应的代码。 液晶12864主要代码： //----------------------------LCD_12864.c--------------------------------- //LCD显示控制程序 //------------------------------------------------------------------------ struct typFNT_GB16 code GB_16[]={ //宋体小五号 得 分 射 击 训练游戏 剩余弹药 ★ ■ 用zimo取得点阵 //------------------------------------------------------------------------ 图4-3 系统整体流程图 //绘制图像 //------------------------------------------------------------------------ void Draw_Image(uchar *G_Buffer,uchar Start_Row,uchar Start_Co1) reentrant { uchar i,j; //图像行数控制 for(i=0;i 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 简历、论文写作、 ppt 关于艾滋病ppt课件精益管理ppt下载地图下载ppt可编辑假如ppt教学课件下载triz基础知识ppt 设计、计划书、策划案、学习课件、各类模板等方方面面，打造全网一站式需求 觉得好可以点个赞哦 如果没有找到合适的文档资料，可以留言告知我们哦 STC89C52 电源 晶振 液晶12864模块 蜂鸣器模块 复位电路 _1234567890.bin