乒乓球实验报告

乒乓球游戏机

实验报告

课程名称：测控技术设计与开发

姓名：班级： 10101121

指导教师：张启升

一、实验目的

用指定的msp430 平台构造一个乒乓球游戏机。系统结构如图所示，msp430

通过两条I/O 信号输出两组脉宽调制波，经过低通滤波器提取脉宽调制的均值电压，输入到双通道示波器中。示波器工作在X/Y 模式。示波器屏幕上的光电代表乒乓球。乒乓球在X/Y 电压的控制下在屏幕上移动。

图1 系统结构示意图

二、实验要求

2.1基本要求：

1.构造两组无源低通滤波器，达到用脉宽调制方式控制球的目标

2.制作放大器，使运动范围在示波器的 X轴，Y轴方向上可调

3.实现乒乓球左右弹射并能控制落点位置

发挥部分：

1.使用两个按钮分别控制左侧击球和右侧击球

2.建立成败机制，并用 LED灯光表示

3.建立记分机制，并用串口显示比分

4.连续按键产生高抛球

5.利用片内 flash加入比分断电自保存功能

2.2 MSP430 介绍

MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器（Mixed Signal Processor）。称之为混合信号处理器，是由于其针对实际应用需求，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片机”解决方案。该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。名为LaunchPad 的MSP-EXP430G2 低成本试验板是一款适用于TI 的MSP430G2xx 系列产品的完整开发解决方案。其基于USB 的集成型仿真器可提供为全系列MSP430G2xx 器件开发应用所必需的所有软、硬件。LaunchPad 具有集成的DIP 目标插座，可支持多达20 个引脚，从而使MSP430 器件能够简便地插入LaunchPad 电路板中。

三、实验原理

PWM波实现波形产生：由MSP430的产生2路PWM波，分别有P2.1口和P2.4口输出，P2.1口输出的是占空比按抛物线形（采集抛物线码表）变化的PWM波，经过低通滤波器滤波之后，就可以产生抛物线。P2.4口输出的是占空比按三角波变化（三角波码表）的PWM 波，经过无源低通滤波器滤波之后就可以形成三角波。分别将这两条PWM波输入示波器，在X/Y模式下运行就可以产生来回的抛物线。

四、设计思路

根据示波器原理应在X轴上产生一路三角波，在Y轴上产生抛物线。并且一个三角波周期内应该对应2个抛物线周期。

1.硬件部分

图2 无源低通滤波器仿真图

图3 整体硬件部分——低通滤波放大器2 软件部分

图4 软件结构设计图五、实验结果

图5 硬件电路板

图6 通道波形显示

图7 基本要求的实现

六、部分软件代码

int tag = 0;

int side = 0;

int round =0;

unsigned char k;

unsigned click=250;

unsigned half=125;

unsigned char goal[4];

unsigned char x=0,y=0;

void count(void);

void write_SegC(char value);

void copy_C2D (void);

int main(int argc, char *argv[])

{

CSL_init();

P1REN|=BIT3+BIT4;

P1DIR&=~BIT3;

P1DIR&=~BIT4;

P1OUT|=BIT3+BIT4;

P1IE|=BIT3+BIT4;

P1IES|=BIT3+BIT4;

TA1CCR1= click;

TA1CCR2=0;// Activate Grace-generated configuration while(1)

{

if(side==1)

{

if(tag==0) TA1CCR1--;

if(tag==1) TA1CCR1++;

if(TA1CCR1==click) tag=0;

if(TA1CCR1==1) tag=1;

}

if(side==3)

{

TA1CCR1=TA1CCR1-1;

if(TA1CCR1<=1)

{

TA1CCR1=1;

side=0;

x++;

//P1OUT |=BIT6+BIT0;

/*__delay_cycles(200);

P1OUT |=BIT6;

__delay_cycles(20000);

P1OUT=~BIT6;*/

//

if(round==1)

side=2;

}

}

if(side==2)

{

{

TA1CCR1++;

if(TA1CCR1>=250)

{

TA1CCR1=250;

side=0;

y=y+1;

//P1OUT|=BIT0;

if(round==1)

side=3;

//P1OUT|=BIT0;

}

count();

}

}

TA1CCR2 = 2*TA1CCR1-TA1CCR1*TA1CCR1/half;

__delay_cycles(80000);

}

return (0);

}

void powuxian(void)

{/*

if(side==2)

{

if(tag==0) TA1CCR1--;

if(tag==1) TA1CCR1++;

if(TA1CCR1==click) tag=0;

if(TA1CCR1==1) tag=1;

TA1CCR2 = half-(half-TA1CCR1)*(half-TA1CCR1)/half;

//__delay_cycles(50);

}

*/

}

void send()

{

static int j=0;

UCA0TXBUF=goal[j];

j=j+1;

if(j==4)

{

j=0;

IE2&=~UCA0TXIE;

}

}

void receive(void)

{

if(UCA0RXBUF=='c')

{

side=1;

//round=1;

}

if(UCA0RXBUF=='g')

{

TA1CCR1=125;

TA1CCR2 = half-(half-TA1CCR1)*(half-TA1CCR1)/half;

side=0;

x=0;

y=0;

}

if(UCA0RXBUF=='k')

{

IE2|=UCA0TXIE;

send();

//IE2|=UCAXBUF;

}

}

#pragma vector=PORT1_VECTOR

__interrupt void port_3(void)

{

//static char i=0;

__delay_cycles(30);//消抖

{

if(P1IFG&&BIT3)

{

if(side!=2)

{

side=2;

round=2;

}

P1IFG &=~BIT3;

}

if(P1IFG&&BIT4)

{

if(side!=3)

{

side=3;

round=3;

}

P1IFG &=~BIT4;

}

}

}

void count(void)

{

write_SegC(x);

copy_C2D();

write_SegC(y);

goal[2]=*(char *) x+0x30;

//goal[2]=x+32;

goal[1]=':';

goal[0]=*(char *) y+0x30;

//goal[0]=y+32;

goal[3]=' ';

}

void write_SegC(char value)

{

char *Flash_ptr;// Flash pointer

unsigned int i;

Flash_ptr = (char *) 0x1040; // Initialize Flash pointer FCTL1 = FWKEY + ERASE; // Set Erase bit

FCTL3 = FWKEY; // Clear Lock bit

*Flash_ptr = 0; // Dummy write to erase Flash segment

FCTL1 = FWKEY + WRT;

for (i=0; i<64; i++)

{

*Flash_ptr++ = value; // Write value to flash

}

FCTL1 = FWKEY; // Clear WRT bit

FCTL3 = FWKEY + LOCK; // Set LOCK bit

}

void copy_C2D (void)

{ // Segment D pointer

unsigned int i;

char *Flash_ptrC; // Segment C pointer

char *Flash_ptrD;

Flash_ptrC = (char *) 0x1040; // Initialize Flash segment C pointer

Flash_ptrD = (char *) 0x1000; // Initialize Flash segment D pointer

FCTL1 = FWKEY + ERASE; // Set Erase bit

FCTL3 = FWKEY; // Clear Lock bit

*Flash_ptrD = 0; // Dummy write to erase Flash segment D

FCTL1 = FWKEY + WRT; // Set WRT bit for write operation

for (i=0; i<64; i++)

{

*Flash_ptrD++ = *Flash_ptrC++; // copy value segment C to segment D

}

FCTL1 = FWKEY; // Clear WRT bit

FCTL3 = FWKEY + LOCK;

}

七、实验心得

一、理论与实际相结合。

二、学习能力的加强。这种学习能力包括获取资料的能力、理解前人思路的能力、系统设计能力、动手能力、分析排除故障能力、表达能力等多方面。

三、团队精神的培养。这就使得两个人必须互相信任、互相配合、分工合作。在顺境时要相互提醒保持冷静，逆境时要相互鼓励共度难关，不能相互埋怨。