基于单片机的模拟射击游戏设计说明书

1、作品制作说明课题基于单片机的模拟射击游戏设计学 院电子信息工程学院专业（方向）应用电子技术（通信电子）班 级电子104学 号100202428姓 名刘洋完成日期2012年12月指导教师居金娟基于单片机的模拟射击游戏设计作品简介 本作品是基于单片机的模拟射击游戏设计，电路由单片机最小系统、电源电路、led160128a液晶显示屏、开关电路、单片机stc12c5a80s2、蜂鸣器、晶振电路组成。本设计是利用stc12c5180s2单片机与160*128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160*128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

2、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。本课题是基于单片机技术和160*128的广泛应用而提出。本次做的模拟射击游戏是以单片机为核心，结合lcm160128alcd 显示器，再配以相应的软件，达到实现模拟射击游戏的目的。 本作品通过k1、k2、k3、k4四个按键对游戏进行控制，其中k1为“向上”键，k2为“向下”键，k3为“发射”键，k4为“重新开始”键。通过上下键使射击器与射击目标保持同一水平线上，然后开始射击，如射中即可获得一分得分，否则得分不变。当子弹弹数为0时，按“重新开始”键游戏即可重新开始，进行新一轮的挑战。 引言 当今是一个信息化

3、的时代，信息的重要性是不言而喻的，获取手段显得尤其重要。人们所接受的信息有70%来自于人的视觉，无论用何种方式获取的信息最终需要有某种显示方式来表示。在各种显示技术中，以液晶显示器lcd(liquid crystal display)为代表的平板显示器发展最快、应用最广。液晶显示技术的普及应用和发展，给仪器、设备的小型化及智能化带来了光辉的前景，特别是点阵图形式液晶显示模块，它具有体积小、重量轻、低电压、底功耗之优点，因而在显示内容和显示功能等方面表现出了独特的性能。由于液晶显示器已成为日常工作和生活中各种显示仪器、仪表、和袖珍电子产品的重要组成部分，因此对于点阵图形液晶显示器件（模块）的开发

4、、设计、应用和研究具有重要意义。 该设计是基于lcd的广泛应用，用单片机为控制中心，以键盘为输入设备，用lcd为显示器，实现了汉字和图片的显示以及键盘控制等功能。 1工作原理及系统组成 系统启动后lcd首先初始化，接着从左上角开始清屏，接着显示预置好的游戏界面。延迟五秒再次清屏，在第一行显示“射击训练游戏”，中间显示游戏主图像，最下面调用show_score_and_bullet()函数显示游戏得分和剩余子弹数目。接着打开定时器t0,定时器t1和外部中断int0,定时器t0控制屏幕每秒通过随机函数刷新应该被击中的目标位置，定时器t1模拟命中后的枪声，并将剩余子弹数目和得分在液晶上同步显示。图1

5、 系统组成框2 系统硬件总体设计 系统硬件主要包括atmel公司的8位单片机stc12c5a80s2、lcm60128alcd,电源以及开关电路组成。下面将对这些分别予以介绍：2.1 电源电路 本子模块电路中由于需要5v电源所以我们没有从主模块中获取，而是在本模块中采用7805模块作为降压模块，本电路仅由4个电容和一片7805组成，在电路中电解电容容量较大用于滤除中低频杂波。当7805 有足够面积的散热器时，可以提供超过1.5a的输出电流。7805具有精度高、易于安装使用等特点，被广泛使用在要求并不是很高的场合。首先将220v交流电通过变压器为12v的交流电，然后再通过整流电路和电容一次滤波得

6、到15v的直流电，接着该直流电通过7805的输入端1脚输入，2脚接地，3脚输出，再经过电容的二次滤波得到5v的直流电，提供给整个系统工作。电源电路如图 图2电源电路图2.2 stc12c5a80s2单片机 stc12c5a60s2/ad/pwm系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1t)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成max810专用复位电路,2路pwm,8路高速10位a/d转换(250k/s),针对电机控制，强干扰场合。1.增强型8051 cpu，1t，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统8051；

7、2.工作电压：stc12c5a60s2系列工作电压：5.5v-3.3v（5v单片机）stc12le5a60s2系列工作电压：3.6v-2.2v（3v单片机）；3.工作频率范围：0 - 35mhz，相当于普通8051的 0420mhz；4.用户应用程序空间8k /16k / 20k / 32k / 40k / 48k / 52k / 60k / 62k字节；5.片上集成1280字节ram；6.通用i/o口（36/40/44个），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统i/o口），可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏，每个i/o口驱动能力均可达到20ma，但整

8、个芯片最大不要超过55ma；7. isp（在系统可编程）/iap（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器 可通过串口（p3.0/p3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片；8.有eeprom功能(stc12c5a62s2/ad/pwm无内部eeprom)；9. 看门狗；10.内部集成max810专用复位电路（外部晶体12m以下时，复位脚可直接1k电阻到地）；11.外部掉电检测电路:在p4.6口有一个低压门槛比较器，5v单片机为1.32v，误差为+/-5%,3.3v单片机为1.30v，误差为+/-3%；12.时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部r/c振荡器(温漂为+/-5%到+/-10%

9、以内) 1用户在下载用户程序时，可选择是使用内部r/c振荡器还是外部晶体/时钟，常温下内部r/c振荡器频率为：5.0v单片机为：11mhz15.5mhz，3.3v单片机为：8mhz12mhz，精度要求不高时，可选择使用内部时钟，但因为有制造误差和温漂，以实际测试为准；13.共4个16位定时器 两个与传统8051兼容的定时器/计数器,16位定时器t0和t1，没有定时器2，但有独立波特率发生器 做串行通讯的波特率发生器 再加上2路pca模块可再实现2个16位定时器；14. 2个时钟输出口，可由t0的溢出在p3.4/t0输出时钟，可由t1的溢出在p3.5/t1输出时钟；15.外部中断i/o口7路,传

10、统的下降沿中断或低电平触发中断,并新增支持上升沿中断的pca模块， power down模式可由外部中断唤醒，int0/p3.2,int1/p3.3,t0/p3.4, t1/p3.5, rxd/p3.0,ccp0/p1.3(也可通过寄存器设置到p4.2 ), ccp1/p1.4 (也可通过寄存器设置到p4.3)；16. pwm(2路）/pca（可编程计数器阵列,2路）：也可用来当2路d/a使用也可用来再实现2个定时器也可用来再实现2个外部中断(上升沿中断/下降沿中断均可分别或同时支持)；17.a/d转换, 10位精度adc，共8路，转换速度可达250k/s(每秒钟25万次)18.通用全双工异步

11、串行口(uart)，由于stc12系列是高速的8051，可再用定时器或pca软件实现多串口；19. stc12c5a60s2系列有双串口，后缀有s2标志的才有双串口，rxd2/p1.2(可通过寄存器设置到p4.2)，txd2/p1.3(可通过寄存器设置到p4.3)；20.工作温度范围：-40 - +85(工业级) / 0 - 75(商业级)21.封装：pdip-40,lqfp-44,lqfp-48 i/o口不够时，可用2到3根普通i/o口线外接 74hc164/165/595（均可级联）来扩展i/o口, 还可用a/d做按键扫描来节省i/o口，或用双cpu,三线通信，还多了串口。 图3 stc1

12、2c5a60s2引脚图 2.3 lcm160128a液晶显示屏 lcm160128a是一种图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器/列驱动器160128全点阵液晶显示器组成。他能显示各种字符、图形、汉字，基于t6963c内核控制，其在proteus中的元器件图形如下: 图4 lcm160128引脚图2.4按键控制模块 k1,k2,k3,k4四个按键的左触点分别与四输入与门74ls21的输入端相连，右触点并联接地，同时从74ls21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，74ls21输出为低电平，进入外部中断0的服务子程序，在子程序

13、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。按键控制模块如下所示：图5 按键控制电路图3 所需原件及焊接 3.1 所需原件 stc12c5a80s2芯片一个，12mhz晶振一个，ne555振荡器一个，10k电阻一个，22pf电容两个，10f电解电容一个,lcm160128alcd显示器，电源接口一个，导线若干，74hc04非门一个，74ls21与门一个，按键4个。3.2 元件的焊接方法 手工焊接是传统的焊接方法，虽然批量电子产品生产已较少采用手工焊接了，然而在日常生活中电子产品的维修、调试还是要用到手工焊接。手工焊接握电烙铁一般有三种方法：正握、反握及握笔式。焊

14、接元器件及维修电路板时以握笔式为主。3.3手工焊接有四步 准备焊接:对被焊元件处的积尘及油污进行清洁处理,然后将被焊元器件周围的器件瓣瓣,确保电烙铁头能够触到被焊元器件的焊锡处,以免烙铁头烫坏其他元器件。 加热焊接:将沾有少许焊锡和松香的电烙铁头接触被焊元器件约几秒钟。若是要拆下印刷板上的元器件,则待烙铁头加热后,用手或银子轻轻拉动元器件,看是否可以取下。 清理焊接面:若所焊部位焊锡过多,可将烙铁头上的焊锡甩掉(注意不要烫伤皮肤,也不要甩到印刷电路板上),用光烙锡头沾些焊锡出来。若焊点焊锡过少、不圆滑时,可以用电烙铁头蘸些焊锡对焊点进行补焊。 检查焊点:看焊点是否圆润、光亮、牢固,是否有与周围

15、元器件连焊的现象。 3.4焊接质量不高的原因 焊锡用量过多，形成焊点的锡堆积；焊锡过少，不足以包裹焊点。 焊剂过量，焊点明围松香残渣很多。当少量松香残留时，可以用电烙铁再轻轻加热一下，让松香挥发掉，也可以用蘸有无水酒精的棉球，擦去多余的松香或焊剂。 夹松香焊接，焊锡与元器件或印刷板之间夹杂着一层松香，造成电连接不良。若夹杂加热不足的松香，则焊点下有一层黄褐色松香膜；若加热温度太高，则焊点下有一层碳化松香的黑色膜。对于有加热不足的松香膜的情况，可以用烙铁进行补焊。 焊锡连桥。指焊锡量过多，造成元器件的焊点之间短路。这在对超小元器件及细小印刷电路板进行焊接时要尤为注意。 冷焊。焊接时烙铁温度过低或

16、加热时间不足，焊锡未完全熔化、浸润、焊锡表面不光亮，有细小裂纹。总 结 通过这次毕业设计中，对单片机的知识结构、硬件电路实现和软件开发等各个方面有了更进一步的了解，初步掌握了开发硬件电路的基本思路和方法。同时，巩固了用proteus工具进行电路图的绘制，加深了对c语言的理解。 另外，通过本次毕业设计，综合运用所学专业知识分析、解决了实际问题；掌握了文献检索、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力；动手能力书面表达及口头表达能力都得到了很大的提高。从理论到实践有了一次系统的梳理。在本次设计中切身感受到了理论联系实际的重要性，从最开始资料的收集到最后硬件检测成功、毕业论文初稿的完成都遇到了这样那样的困难，但是通过自己的努力和老师同学的帮助困难最后都迎刃而解。在设计过程中感受最深的是细心。从软件每个模块的编程调试到硬件电路板的焊接，稍有不慎就会出错。 通过本次设计，使我在走向工作岗位之前对自己的专业有了更深的体会，我们通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力，由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突破。在以往的传统的学习模式下，我们可能会记住很多的书本知识，但是通过毕业论文，我们学会了如何将学到的知识转化为自己