电子系统设计课程设计Word文件下载.docx
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液晶屏第二排显示游戏的英文名称——打地鼠。
2.开始游戏后,在背景音乐伴随下显示“ReadyGo!
!
”,之后正式进入游戏游戏历时2min,随着时间的增加,数字显示速度加快,游戏中课随时按K10键暂停,再次按则恢复游戏。
3.进入游戏界面后,随机产生地鼠和地雷(地雷产生的概率为10%),但随着时间的增加,地雷出现的概率会增加,数字更新的速度也越快。
按键分别对应独立键盘的9个按键,按下某个键即代表击打相应位置。
4.若击中地鼠:
正常情况下分数加1,若在较短时间(实际为地鼠产生到消失的前一半时间内)击中,则“快速反应,双倍加分”,即分数加2。
若击中地雷,则分数减1,若未按下相应键,则分数加1。
5.游戏结束,背景音乐停止,保留最高分,分数和时间在按复位后刷新。
性能设计指标:
能通过复位,玩家可以持续玩游戏。
自动保存和人为清除游戏数据。
3设计方案
3.1系统设计框图及原理阐述
设计框图:
原理阐述:
1)复位电路
复位条件:
89C52单片机复位需要一个长达24个时钟周期的高电平才能复位,复位的作用就是使程序的指针指向地址0,每个程序都是从地址0开始执行,所以复位的概念就是让程序从头开始执行。
复位原理:
该复位电路具有上电复位的功能,此功能是由C3实现的。
当系统上电时C3有一个充电放电的过程,放电过程会产生一个高电平,放电的时间根据公式(
)计算。
R为电阻R1的阻值,C为极性电容C3的大小。
系统正常运行时,按下按键K1时,RST端的电平为VCC*10/11,也是一个高电平,此时芯片也会产生一个高电平复位信号。
2)蜂鸣器
声音的产生是一种音频效果,振动的频率高,则为高音,频率低,则为低音,人耳比较容易辨认的声音频率大概是0~20kHz。
在数字电路中,以脉冲信号驱动蜂鸣器,以产生声音,在同样频率下,人类的耳朵是很难区别正弦信号或脉冲信号所产生的音效。
当P0.0口输出1时,内部的MOSFET不导通,晶体管的BE之间不会有输入电流,所以蜂鸣器上也不会有输出电流,蜂鸣器就不会激磁。
当P0.0口输出为0时,蜂鸣器就会激磁。
3)按键
独立式按键接口设计:
独立式按键就是各按键相互独立,每个按键单独占用一根I/O口线,每根I/O口线的按键工作状态不会影响其他I/O口线上的工作状态。
因此,通过检测输入线的电平状态可以很容易判断哪个按键被按下了。
优点:
电路配置灵活,软件结构简单。
缺点:
每个按键需占用一根I/O口线,在按键数量较多时,I/O口浪费大,电路结构显得复杂。
因此,此键盘是用于按键较少或操作速度较高的场合。
矩阵式键盘接口设计:
矩阵式键盘适用于按键数量较多的场合,由行线和列线组成,按键位于行列的交叉点上。
节省I/O口。
矩阵键盘工作原理:
行线通过上拉电阻接到+5V上。
无按键,行线处于高电平状态,有键按下,行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。
列线电平为低,则行线电平为低;
列线电平为高,则行线电平为高。
4)存储器
24C02特性:
1.与400KHzI2C总线兼容
2.1.8到6.0伏工作电压范围
3.低功耗CMOS技术
4.写保护功能当WP为高电平时进入写保护状态
5.页写缓冲器
6.自定时擦写周期
7.1,000,000编程/擦除周期
8.可保存数据100年
9.8脚DIPSOIC或TSSOP封装
10.温度范围商业级工业级和汽车级
串行E2PROM是基于I2C-BUS的存储器件,遵循二线制协议,由于其具有接口方便,体积小,数据掉电不丢失等特点,在仪器仪表及工业自动化控制中得到大量的应用。
管脚名称
功能
A0、A1、A2
器件地址选择
SDA
串行数据/地址
SCL
串行时钟
WP
写保护
Vcc
+1.8V~6.0V工作电压
Vss
地
5)液晶
1602液晶也叫1602字符型液晶,它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符,每位之间有一个点距的间隔,每行之间也有间隔,起到了字符间距和行间距的作用,正因为如此所以它不能很好地显示图形(用自定义CGRAM,显示效果也不好)。
1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行,每行16个字符液晶模块(显示字符和数字)。
管脚功能
LCD1602引脚图
1602采用标准的16脚接口,其中:
第1脚:
VSS为电源地
第2脚:
VCC接5V电源正极
第3脚:
V0为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高(对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度)。
第4脚:
RS为寄存器选择,高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。
第5脚:
RW为读写信号线,高电平
(1)时进行读操作,低电平(0)时进行写操作。
第6脚:
E(或EN)端为使能(enable)端,高电平
(1)时读取信息,负跳变时执行指令。
第7~14脚:
D0~D7为8位双向数据端。
第15~16脚:
空脚或背灯电源。
15脚背光正极,16脚背光负极。
特征:
1.3.3V或5V工作电压,对比度可调
2.内含复位电路
3.提供各种控制命令,如:
清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能
4.有80字节显示数据存储器DDRAM
5.内建有192个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM
6.8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM
6)稳压电源电路
1.7805概述
7805是我们最常用到的稳压芯片了,它的使用方便,用很简单的电路即可以输入一个直流稳压电源,它的输出电压为5v。
它有很多的系列如ka7805,ads7805,cw7805等,性能有微小的差别,最常用是lm7805,下图为其结构见图:
<
7805引脚图>
其中1接整流器输出的+电压,2为公共地(也就是负极),3就是我们需要的正5V输出电压。
2.基本参数:
输出电压:
4.75-5.25V;
静态电流:
4.2-8mA;
输出噪音电压:
40uV;
纹波抑制比:
78dB;
输出电阻:
17mΩ;
输出电压温度系数-1.1mV/°
C;
3.基本特征:
输出电流可达1.5A
不需外接补偿元件
内含限流保护电流,防止负载短路烧毁元件
内含结温过热保护电路,防止结温过热烧毁器件
内含功耗限制电路,防止烧毁输出驱动器晶体管
4.7805典型应用电路:
3.2技术方案分析
在正式进入游戏后,一般情况下,机器每个地鼠出现的时间都已经系统的设置好了。
至此,可以用循环的方式让地鼠在间隔一段时间就出现,同时,为满足不同反映能力的使用者,时间也是递增的,随着时间的推移,地鼠出现的速度越来越快,地雷的频率越来越高,增加游戏的挑战性。
在虚拟软件上,由于鼠标点击可能会同时点击几个控件,那个时候将不能较好的反映游戏本质,所以,可以用一些提示来说明。
以此来使游戏者可以能更方便地进行游戏,感受到实物中的一些乐趣。
3.3技术关键点或难点
采用AT89C52单片机,电路设计简单,按键使用独立按键,接9个按键,主要的设计关键在于c语言编程,其中游戏的流程的设计和数据的存储是作品的难点和关键,在设计过程中还考虑到游戏的耐玩性,在程序编程上也有比较高的水平。
3.4技术路线
接通电源后,会自动开启游戏,游戏进入待机状态,按下开始键(1键),游戏开始。
迅速按下相应的键,在游戏设定的时间内未按动按键,则游戏结束。
当游戏结束或重玩则按下复位键,如果中途停止则按下停止键(1键)。
打地鼠游戏机增加了等级灯和停止键,在电路上设计简单,可以减少成本,在编程上尽可能多的做到人性化。
3.5试验或测试方案说明
系统测试采用独立模块测试和整合模块测试结合的方法,各模块整合并接上电源后,通过遥控打开游戏系统。
随后,单片机系统驱动游戏系统进入初始化模式,同时蜂鸣器系统被驱动开始播放背景音乐。
游戏开始后,液晶上随机出现数字,驱动二极管,当正确按键,则二极管闪亮一次,否则就不亮。
此过程中,系统不断计时,不断刷新分数。
接着是单片机系统电路和LCD显示屏电路,连接后插上电源,检测LCD能否工作,若不能的话,主要检查LCD与单片机的接线是否对位。
再接着是蜂鸣器电路,连接好后,接通电源看蜂鸣器能否鸣叫,若能,则连接正常;
若不能,先检查元件参数是否正确,再通过万用表检查该模块是否出现短路或断路。
最后是红外接收电路,此部分较为简单,一般不会出现问题,若有问题,只要参照上面方法检查即可解决。
所以模块都整合在一块电路板上后,开始进行联调。
就是启动整个电路系统看工作是否能按照期望进行,若不能正常工作,主要检查代码的正确性,这个在C语言的编译器中进行。
3.6试验记录及结果分析(留待报告写)
3.7结论(留待报告写)
附件:
系统电气原理图及元器件清单
(1)原理图
(2)元器件清单
名称
(原理图)代码
型号/规格
数量
微控制器
U1
AT89C52
1
液晶
LCD1
SMC1602ALCM
蜂鸣器
BUZ1
BUZZER
存储器
U2
CAT24WC02
按键
K0-K10
BUTTON
11
二极管
D1
LED
三极管
Q1
8550
电容
C1-C3
30pf2只、10uf1只
3
色环电阻
R1-R4
1K2只,10K2只
4
电位器
RV1
1K
晶振
X1
12Mhz
电池组
B1
9V
稳压器
U3
LM7805