电子台球计分器创意书.doc

2011年重庆地区第四届“盛群杯”大学生单片机应用设计竞赛电子台球计分器指导老师：吴云君 参赛队员：朱胜林 E-mail Adress：日期：2011年12月29日摘要本设计将以台球计分为目的， HT66F50为主控芯片，实现自动计分、自动显示、自动警告等基本台球娱乐。由语音模块提示用户在矩阵式键盘或者无线遥控装置在HO12864-14C液晶显示模块中选取系统预先设定好的一种台球游戏模式，记分器根据此类台球游戏规则自动进行准确计分并显示在大型的数码管上。游戏过程中，有语音提示换人击球，若玩家击球犯规，则进行报警提示，直到比赛进行到最后，得分高者胜利，由此可以基本实现此台球记分器功能。一、前言社会总是不断发展不断更新的，人们的生活水平也是如此，其中相当重要的一部分便是娱乐，我们的创意建立在为娱乐服务的基础上。最近，我们注意到，市面上的台球娱乐设施都比较简陋，人为的口头或手动计分，或者遥控计分，都还不够人性化。我们的设计可以让台球娱乐者变得更轻松，让台球娱乐更有趣味性。二、工作原理台球计分器准确遵循斯洛克台球游戏的规则。运用颜色传感器对进袋的球进行识别，对有效进球计分到相应击球者的总分数上。数码管显示区可以将击球者双方的得分同时显示于数码管和液晶屏上，直到游戏结束将得分高者确定为胜利者。整个系统由停球区、识别区、提示区、显示区（如图2.1） 步进电机HT66F50 颜色传感 停球区 显示区 提示区 识别区图2.1 系统结构组成框图构成一个计分显示系统。进袋的球在步进电机控制的挡板处停留等待，颜色传感器将对此球进行识别，若进球有效则进行加分，若无效则进行扣分或提醒击球者重新击球或换人击球。在此过程之后，显示区会将击球者双方的得分显示于数码管和液晶屏上。设计中利用了多个模块(如图2.2)，使其具有自动识别、自动计分、自动显示和提醒等功能。能实现多种游戏规则下的计分形式，并可以对各种及球违规情况做出提醒。电源模块电机模块检测模块LCD模块语音模块HT66F50驱动模块 图2.2 系统模块图 三、系统硬件设计3.1 颜色传感器部分记分器识别部分将采用TSC230颜色传感器作为台球的颜色识别装置，原理如图3.13图3.1 颜色传感器原理图并且为了排除外界环境对颜色数据采取的影响，还以高亮度白色LED灯光作为采取环境，并且还用镜头对球的颜色进行聚光，以保证准确无误地采取颜色数据。3.2 电源部分 盛群H66F50芯片、步进电机的驱动，都需要+5V的电压。电源部分采用2596稳压芯片，直流12V输入电压，经稳压芯片2596芯片及外围原件稳压后给盛群H66F50芯片及外围元器件供电，电路原理如图3.2图3.2 电源电路3.3光电开关红外发射电路由电阻R2、三极管Q2、电阻R3与红外发射二极管D1构成，接收电路由红外接收管和放大电路组成，如图 2.2。Q4接收到红外信号后，经过三极管Q1进行第一级放大，放大后的信号送入三极管Q3进行第二级放大，通过Rx就可以得到放大后的红外接收信号，如图3.3 图3.3红外接收电路3.4LCD液晶显示屏 台球记分器的液晶显示屏主要用于显示击球者，击球规则和犯规等相关情况。工作原理：3各引脚接盛群H66F50芯片，有两个脚接VCC给LCD液晶显示器供电，应用原理如图3.3 图3.4液晶显示器电路3.6驱动模块3.6.1 步进电机驱动台球计分器的进球识别平台需要在步进电机控制的挡板上进行。步进电机工作时，需要电流较大，盛群H66F50芯片直接驱动不了。因此，采用步进电机驱动芯片我们采用的是5线4相，步进电机的一条线接VCC，其余4线接驱动芯片的4个脚。芯片2003工作需要加+5V电 压。每一 图3.6 步进电机驱动电路相又采用发光二极管指示其工作状态。若步进电机工作正常，4个发光二极管全部亮。每一个发光二极管串一个电阻，防止发光二极管烧毁。电路如图3.5所示图3.5 步进电机驱动3.7蓝牙通信模块球杆上面采用蓝牙通讯模块，和单片机之间进行无线通讯，为了判断是谁在击球，同时要在球杆的击球段的尖端部分的内部安装一个灵敏按键，此灵敏按键在由蓝牙通讯模块组成的电路中。电路原理如图3.5： 图3.5 按键电路用上升沿和下降沿的区别判断是谁正在击球，以此和单片机进行通讯对入网的球进行计分，由斯洛克的游戏规则区分该对哪一个球员进行加分。由于本系统实现的原理是通过对进球颜色的识别来对比赛选手进行加减分，所以有些加减分情况本系统不能自动处理，如：白球在运行的过程中错误的击中了其他颜色的球造成的扣分，白球未击中指定颜色球，运动员手不小心碰到球等，因此增加了一个键盘，在裁判员的操