单片机,跑马灯游戏机设计

1、存档资料 成绩： 华东交通大学理工学院课 程 设 计 报 告 书所属课程名称 单片机应用课程设计 题 目 跑马灯游戏机设计 分 院 电 信 分 院 专业班级 11级电气班 学号 学生姓名 指导教师 2014 年 1 月 5 日 2013-2014年第一学期 华东交通大学理工学院课程设计报告华东交通大学理工学院课 程 设 计（ 论 文 ）任 务 书专 业 电气工程及其自动化 班级 电气班 姓名 一、课程设计（论文）题目 跑马灯游戏机设计 二、课程设计（论文）工作：自 2013 年12 月 11 日起至 2014 年 1 月 5 日止。三、课程设计（论文）的内容要求：设计内容：要求用所学的单片机应

2、用知识以及查阅有关资料设计并制作出跑马灯游戏机。而且要完成电路的装配和调试。要求：1.外部功能按键连接于（INT0/1）作用时，分别实现开始、停止的功能。具体过程为：按开始键，LED循环显示，按停止键时，LED循环状态暂停，若正巧最后一个LED被点亮，而其他LED皆熄灭时，表示该操作人获胜，赢得游戏，同时蜂鸣器鸣响较长时间，以示庆祝。反之则蜂鸣器鸣响较短时间示意输掉游戏。下次再按下开始键，游戏又开始。 2.软件编程用汇编语言或C语言。3.详细说明设计方案，给出硬件电路图和软件流程图，并给出程序。学生签名： 2014年 1月 5 日课程设计（论文）评阅意见序号项 目等级优秀良好中等及格不及格1课

3、程设计态度评价2出勤情况评价3任务难度评价4工作量饱满评价5设计中创新性评价6论文书写规范化评价7综合应用能力评价综合评定等级 评阅人 职称 讲 师 2014年1 月 5 日 目 录 第1章 课程设计内容及要求.21.1设计内容. . .21.2设计要求. . .2第2章 引言.62.1跑马灯游戏机引言. .6第3章 系统硬件电路设计.83.1总电路设计原理图. .83.2硬件电路组成分析. .83.3元器件清单. .143.4单片机及集成芯片介绍. .15第4章 系统软件设计.204.1Proteus仿真效果图.204.2实现设计要求的C程序. .244.3用Keil软件编译的结果. .26

4、4.4电路的安装和调试. .26第5章 课程设计心得.28第6章 参考文献（资料）.29第1章 课程设计内容及要求1.1.设计内容要求用所学的单片机应用知识以及查阅有关资料设计并制作出跑马灯游戏机。而且要完成电路的装配和调试。1.2.设计要求1.外部功能按键连接于（INT0/1）作用时，分别实现开始、停止的功能。具体过程为：按开始键，LED循环显示，按停止键时，LED循环状态暂停，若正巧最后一个LED被点亮，而其他LED皆熄灭时，表示该操作人获胜，赢得游戏，同时蜂鸣器鸣响较长时间，以示庆祝。反之则蜂鸣器鸣响较短时间示意输掉游戏。下次再按下开始键，游戏又开始。 2.软件编程用汇编语言或C语言。3

5、.详细说明设计方案，给出硬件电路图和软件流程图，并给出程序。第2章 引言2.1.跑马灯游戏机引言跑马灯在单片机系统中一般是用来指示和显示单片机的运行状态，一般情况下，单片机的跑马灯由多个LED发光二极管组成。在单片机运行时，可以在不同状态下让跑马灯显示不同的组合，作为单片机系统正常的指示。当单片机系统出现故障时，可以利用跑马灯显示当前的故障码，对故障做出诊断。此外，跑马灯在单片机的调试过程中也非常有用，可以在不同时候将需要的寄存器或关键变量的值显示在跑马灯上，提供需要的调试信息。本设计使用AT89C2051芯片，利用P1的8个端口连接8个发光二极管，通过P1.0到P1.7的值控制“跑马灯”的亮

6、灭，以达到显示效果。设计的中断程序要对多个按键动作进行响应，改变开关按键，使得跑马灯，二极管循环点亮模式，当停止循环时并短时间有音乐发出。单片机演奏一个音符，是通过引脚，周期性的输出一个特定频率的方波。这就需要单片机，在半个周期内输出低电平、另外半个周期输出高电平，周而复始。演奏时要根据音符频率的不同，把对应的、半个周期的定时时间初始值，送入计时器，再由定时器按时输出高低电平。这次跑马灯游戏机设计要求：外部功能按键连接于（INT0/1）作用时，分别实现开始、停止的功能。具体过程为：按开始键，LED循环显示，按停止键时，LED循环状态暂停，若正巧最后一个LED灯被点亮，而其他LED都熄灭时，表示

7、该操作人获胜，赢得游戏，同时蜂鸣器鸣响较长时间，以示庆祝。反之则蜂鸣器鸣响较短时间示意输掉游戏。下次再按下开始键，游戏又开始。第3章系统硬件电路设计3.1.总电路设计原理图3.2.硬件电路组成分析3.2.1晶振时钟电路：如图3.1.1所示，由一个12M的晶振和2个30pF的瓷片电容组成，产生像时钟一样准确的振荡电路，从而控制单片机；在电路中主要作用是提供时钟信号。图3.2.1晶振时钟电路3.2.2发光二极管电路：如图3.1.2所示，由8个红色的LED连接到4.7K的排阻和单片机引脚上排阻的限流作用和单片机及程序的控制，达到亮灭的目的。图3.2.2发光二极管电路3.2.3复位电路：如图3.1.3

8、示，通过10K电阻和10uF的电解电容连接到单片机上，其主要是确保单片机系统能稳定可靠的工作，位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源5V左右。由于单机电路时时序数字电路，需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有VCC在正常工作范围内以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才会被撤除，此时单片机电路开始正常工作，在电路中起到复位（RST）操作的功能。图3.2.3复位电路3.2.4中断和定时电路：如图3.1.4所示，中断电路由单片机的INT0、INT1组成，通过操作六脚按键控制单片机程序，此电路在定时器T0的程序和三极管的控制下判断蜂鸣器发出什么声音。图3.2.4中断和定时电路3

9、.2.5中断和定时电路：如图3.1.5所示，由一个9012PNP三极管10K的电阻和蜂鸣器组成。并由单片机的P3.4/T0作为I/O口通过三极管来驱动蜂鸣器，按键SW2起到控制的作用。图3.2.5蜂鸣器驱动电路3.2.6硬件实物图正面3.2.6硬件实物图反面3.3.元器件清单序号名称规格型号数量1集成芯片AT89C205112集成芯片BDHC24013排阻4K714开关单刀双掷15蜂鸣器16晶振12M17瓷片电容30pF28电解电容10uF19三极管9012110LED红色811电阻10K212管座20针213万能板114导线若干3.4.单片机及集成芯片介绍3.4.1 AT89C2051简介a

10、)引脚说明AT89C2051的引脚图如上图所示。1、VCC：电源电压。2、GND：地。3、P1口：P1口是一个8位双向I/O口。口引脚P1.2P1.7提供内部上拉电阻，P1.0和P1.1要求外部上拉电阻。P1.0和P1.1还分别作为片内精密模拟比较器的同相输入(ANI0)和反相输入(AIN1)。P1口输出缓冲器可吸收20mA电流并能直接驱动LED显示。当P1口引脚写入“1”时，其可用作输入端，当引脚P1.2P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的写入“1”时，其可用作输入端。当引脚P1.2P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的上拉电阻而流出电流。4、P3口：P3口的P3.0P3.

11、5、P3.7是带有内部上拉电阻 的七个双向I/O口引脚。P3.6用于固定输入片内比较器的输出信号并且它作为一通用I/O引脚而不可访问。P3口缓冲器可吸收20mA电流。当P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可用作输入端。用作输入时，被外部拉低的P3口脚将用上拉电阻而流出电流。P3口还用于实现AT89C2051的各种第二功能，如下表所列：引脚口功 能P3.0RXD串行输入端口P3.1TXD串行输出端口P3.2INT0外中断0P3.3INT1外中断1P3.4T0定时器0外部输入P3.5T1定时器1外部输入P3.0RXD串行输入端口P3.1TXD串行输出端口P3.2INT0外中断0P3.3IN

12、T1外中断1P3.4T0定时器0外部输入P3.5T1定时器1外部输入P3口还接收一些用于闪速存储器编程和程序校验的控制信号。5、RST：复位输入。RST一旦变成高电平所有的I/O引脚就复位到“1”。当振荡器正在运行时，持续给出RST引脚两个机器周期的高电平便可完成复位。每一个机器周期需12个振荡器或时钟周期。6、XTAL1：作为振荡器反相器的输入和内部时钟发生器的输入。7、XTAL2：作为振荡器反相放大器的输出。b)主要性能1、和MCS-51产品兼容；2、2KB可重编程FLASH存储器（10000次）；3、2.7-6V电压范围；4、全静态工作：0Hz-24MHz；5、2级程序存储器保密锁定；6

13、、128*8位内部RAM；7、15条可编程I/O线；8、两个16位定时器/计数器；9、6个中断源；10、可编程串行通道；11、高精度电压比较器（P1.0，P1.1，P3.6）；12、直接驱动LED的输出端口。3.3.2 HD74HC240集成片简介AT89C2051的引脚图a)结构及功能说明1、74HC240是一款高速CMOS器件，74HC240引脚兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。2、74HC240是双线八路反相缓冲器/线路驱动器，具有三态输出。该三态输出由输出使能端1OE和2OE控制。任意nOE上的高电平将使输出端呈现高阻态。3、74HC240与74HC244逻辑功能相似，只不过7

14、4HC240带有反相输出。b)主要特性1、反相三态输出3、可选多种封装类型4、兼容JEDEC标准no.7A5、ESD保护 6、HBM EIA/JESD22-A114-D超过2000 V7、MM EIA/JESD22-A115-A超过200 V8、温度范围： -40+85 -40+125 第4章系统软件设计4.1.实现设计要求的C程序#include#define led P1/ 定义LED灯的输出口sbit speaker=P34;/ 定义发声控制信号脚char ledstate=0;/LED的状态记录bit voicefailflag=0 ;/失败和胜利声音控制信号：1发出胜利的声音。0与之

15、对立bit voicevictoryflag=0;/失败和胜利声音控制信号：1发出胜利的声音。0与之对立bit startflag=0;/ 开始信号和 停止信号控制：1开始，0停止bit voiceflag=0;/继续游戏标志：0不继续，1继续int inter_times=0;/中断次数记?char inter_times1=0;/中断0次数记录char code tab8=0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80;void delay(int dly);/延时函数void sesytem_init(void);/系统中断初始化void victory_

16、voice(void);/胜利声音发声函数void failed_voice(void);/ 失败声音发生函数/*主函数*/void main(void)char i=0;led=0xff;/LED初始化sesytem_init();/系统初始化 while(1) while(startflag&(!voiceflag)led=tabi;ledstate=i; delay(1500);i+;if(i7)i=0;/*延时函数*/ /void delay(int dly)char i;int j;for(j=0;jdly;j+)for(i=0;i120;i+);/*定时器和中断初始化*/void

17、sesytem_init(void)IE=0x83;TCON=0x05;IP=0x02;TMOD=0x01;TH0=(65536-400)/256;TL0=(65536-400)%256;TH1=(65536-4000)/256;TL1=(65536-4000)%256;TR1=1;TR0=0;/*胜利 提示音发出函数*/void victory_voice(void)voicevictoryflag=1;TR0=1;/*失败提示音发出函数*/void failed_voice(void)voicefailflag=1;TR0=1;void GAMEGO_ON(void) interrupt

18、0inter_times1+;if(inter_times1=1)startflag=1;else if(inter_times1=2) inter_times1=0;startflag=0;if(ledstate=7)victory_voice();else failed_voice();void intert0(void) interrupt 1inter_times+;voiceflag=1;speaker=speaker;if(voicevictoryflag=1) EX0=0;if(inter_times1250)TH0=(65536-400)/256;TL0=(65536-400)

19、%256;else if(inter_times2500)TH0=(65536-800)/256;TL0=(65536-800)%256; else if(inter_times3000)TH0=(65536-1000)/256;TL0=(65536-1000)%256;else voiceflag=0;TR0=0;voicevictoryflag=0;TH0=(65536-400)/256;TL0=(65536-400)%256;inter_times=0;EX0=1;if(voicefailflag=1)EX0=0;if(inter_times100)TH0=(65536-800)/256;TL0=(65536-800)%256;else voiceflag=0;voicefailflag=0;TR0=0;TH0=(65536-400)/256;TL0=(65536-400)%256;inter_times=0;EX0=1;4.2.Proteus仿真效果图4.3.用keil软件编译的结果4.4.电路的安装和调试根据设计要求用keil软件编程，当出现错误时要不断的修改，直到程序