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乒乓球发球机控制器软件设计_毕业设计 精品

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乒乓球发球机控制器软件设计摘要本文针对乒乓球发球的特点，模拟设计了一种乒乓球发球机控制器。

该发球机控制器由8位单片机STC89C51为核心的硬件电路和相关软件编程组合而成。

实现改变发球速度、发球高度及角度等的功能，以满足练习者的不同技术需求，同时设置了随机发球模式，实现落球点的随机变化。

本课题的软件设计采用了主函数调用各状态子程序的方法，完成了按键控制、液晶显示、驱动电机调速的功能。

配合本组同学的硬件设计完成了单片机外围硬件电路的设计，其中包括电动机驱动模块、键盘模块及液晶显示模块。

最后我们在完成硬件电路的分析和软件模块调试的基础上，进行了联机调试，对各模块电路实行软硬件检测，有效地将两者结合起来，完成了系统的整体控制。

关键词：乒乓球发球机，控制器，发球模式，单片机ABSTRACTConsidering the characteristics of the table tennis served，the thesis designs a kind of table tennis serving controller. It is consist of traditional 8 monolithic integrated circuits STC89C51 for the hardware circuit design and related software C51 for programming design. It can accomplish the function of changing the ball's speed，altitude and angle，in order to satisfy the needs of people. Meanwhile the random serving patten was designed and the fall points of the table tennis become randomly.The software in this essay is designed using the form that the main function calls a subroutine，and finishing the function of button control，liquid crystal display，drive motor speed regulation.The hardware design produced a peripheral circuit of monolithic integrated circuits including the drive motor module，keyboard module and LCD display module. Finally，on the basis of finishing hardware circuit analysis and software module debug, we match the soft and hardware and test all modules carefully, then the basic function of the system achieves the desired effect.KEYWORDS: the table tennis serving machine，controller，serving pattern，single chip microcomputer目录第一章绪论 (1)1.1本课题的研究背景和意义 (1)1.2国内外乒乓球发球机的研究现状 (1)1．2．1国外乒乓球发球机的研究现状 (2)1．2．2国内乒乓球发球机的研究现状 (4)1.3本课题研究内容与设计步骤 (5)1.3.1本课题研究内容 (5)1.3.2本课题设计步骤 (6)第2章乒乓球发球机控制器设计分析 (8)2.1乒乓球发球机的结构及电动机选择 (8)2.2主控单片机的选型 (9)2.2.1单片机的主要特性 (9)2.3液晶显示芯片的选择 (10)2.3.1 LCD12864引脚说明 (11)2.3.2 LCD12864工作时序 (12)2.4驱动芯片的选择 (13)2.4.1 L298N引脚说明 (13)2.5步进电机的调速方法 (15)2.5.1步进电动机概述 (15)2.5.2步进电动机的调速 (15)2.6直流电动机的调速方法 (15)2.6.1直流电动机概述 (15)2.6.2直流电动机的调速 (16)第3章乒乓球发球机控制器硬件设计 (17)3.1总体设计 (18)3.2单片机的最小系统 (18)3.3驱动电路模块 (19)3.4按键电路模块 (20)3.5LCD液晶显示电路模块 (20)第4章乒乓球发球机控制器软件设计 (21)4.1系统软件设计概述 (21)4.1.1 软件程序编写的原则 (21)4.1.2 程序设计方法 (22)4.1.3 软件设计步骤 (23)4.2编译软件介绍 (23)4.3系统各部分流程图 (24)4.3.1 主程序流程 (24)4.3.2 LCD12864流程 (25)4.3.3 按键流程 (27)4.3.4 电机驱动流程 (29)4.3.4.1 直流电机驱动流程 (30)4.3.4.2 步进电机驱动流程 (31)第5章系统调试 (32)5.1硬件调试 (32)5.1.1 硬件静态调试 (32)5.1.2 硬件动态调试 (33)5.2软件调试 (33)5.3联机调试 (34)5.4调试结果 (35)第6章结束语 (37)6.1总结 (37)6.2心得体会 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录 (40)附录一硬件实物图 (40)附录二硬件原理图 (41)附录三程序 (42)第一章绪论本章从该课题的研究背景出发，提出了本设计的必要性。

其次，介绍了国内外的研究现状。

最后，对该课题的研究内容和设计流程进行了简单的描述。

从整体上把握了基于51单片机控制的乒乓球发球机控制器的设计原则和内容，为完成本次设计做出预备工作。

1.1本课题的研究背景和意义随着中国在世界上的地位越来越举足轻重，我国的体育事业也正在蓬勃发展。

从第一届奥林匹克运动会没有亚洲人的身影，到2008年我们中国作为东道主，自己举办奥运会，很多项目都取得了零随着我国运动员在奥运会中连续取得佳绩，让人们在为体育健儿加油喝彩的同时，也极大地调动了全国人民投入体育运动的热情。

乒乓球作为我国的国球，更是得到很多人的喜爱。

它集健身、竞技、娱乐于一体，不仅可以锻炼身体，还可以练习头脑的灵活性、眼睛的反应力以及全身的协调性。

但是对于初学者，捡球的时间却比真正在台上打球的时间多，这样要提高技术水平就很慢，也会削弱人们对乒乓球的兴趣。

对于一些高水平的选手，由于人手发球速度和频率比较慢，而且陪练员长时间发球也不太可能，因此要进行变化多、强度大的多球练习比较困难，而且从经济观点或科研方面考虑，乒乓球发球机的开发、研究与应用都能极大地推动体育运动事业的发展。

正是在这种情况下，研究乒乓球发球机是极其必要的。

1.2国内外乒乓球发球机的研究现状对于乒乓球发球机的研究可以追溯至六十年代末和七十年代初，当时欧洲出现了乒乓球发球机。

它通过一定的机械装置，按乒乓球技术训练的不同要求，将球不断发射出来。

发球机发出的球，比人速度更快，力量大，且旋转更强，所以，它对提高乒乓球运动员的训练水平有一定的作用。

目前市场上销售的乒乓球发球机，按控制类型可以分为两类:一类是半自动，简单操作系列;另一类是全自动，电脑程控系列。

半自动式，无论是安装还是使用都比较麻烦，而且发球的方式、力量、速度都是固定的，如果要改变各项技术参数，就必须停下来，人工来校准调整机头旋转角度，来实现各种旋转球，手动抬高或降低机头，来调整球的射程弧度，而且机械性能比较差，经常卡球，但这类产品还是受到很多人的青睐，因为它的价格低，符合大多数人的需求。

全自动式，是由全电脑程控的，能模拟运动员常用的技术，可发出很多高性能的球，可以模拟真人发球，还能发多种速度不同的球，人性化的设计能够满足不同技术水平的人的需要，技术好的可以选择多速度和角度发球；技术不好的可以选择基本发球。

而且其电脑记忆功能还能记录球员打球的路数，能起到专业陪练效果。

这种机器虽然性能很高，但价格也比较贵，令很多人望而止步。

按出球方式可以分为三类:一类是轮式发球机，一类是压气式发球机，另一类是捶击式发球机。

其中轮式发球机的原理是由于装有轮子的通道空间很小，当球从滑轨滚入通道时，轮子就将球喷出。

这种情况和小石头被打滑的车轮喷出是一样的。

这种发球方式有两种，一种是单轮驱动，另一种是双轮驱动。

单轮驱动发球机的弊端是:发出来的球如果速度快，那么同时旋转也强;如果速度慢，那么同时旋转也弱。

这和人们实战打球是完全不同的，实际上球速和旋转并不是完全成正比的，比如攻球的速度最快，但是旋转并不强;而弧圈球虽然旋转极强，但是速度未必很快。

双轮驱动的发球机完全解决了单轮驱动速度和旋转的矛盾，可发出各种旋转的球，同时也可以发出不转球。

压缩式发球机是利用空气压缩机来发射球的，球被装入长桶的底部由一个窄口固定住，这个窄口的直径比球的直径略小一些。

当压缩空气推挤乒乓球穿过窄口的时候，球就被发射出去了。

这种发球机的缺点是噪音极大而且不能提供高的性能，同时，空气压缩消耗的功率很大，难以使用电池来供电;它的优点是价格比较便宜。

捶击式发球机有多种设计方案，最常见的是通过凸轮带动摆杆，将落入发球口的乒乓球击出去，这种方式性能单一，而且不方便控制，已经逐渐被淘汰。

1．2．1国外乒乓球发球机的研究现状国外的乒乓球发球机发展比较快，其功能比较齐全，自动性能也比较高，既可以满足普通练习者的需求，也可以满足专业运动员的要求。

目前，世界上生产乒乓球发球机的厂家比较多，具有代表意义的厂家是美国的LNEWGY公司和日本的Butterfly公司。

1 LNEWGY公司之乐吉发球机:其发球原理是由电动机带动的位置可调旋转轮和一固定的摩擦块组成发射机构，当球进入发球通道，由旋转轮将球旋出发球口来，旋转轮的位置不同，则可得到不同旋向的球。

该系列乒乓球发球机一般可分为三个等级，初级发球机是为初学者和娱乐者设计的，中级发球机是为中级和比赛级球员设计的，而高级发球机是专为专业运动员和爱好乒乓球的行家设计。

该系列发球机的特点之一是使用者可以根据自己的水平状况选择合适的发球机等级，当水平提高时，该发球机可以通过升级包，快速方便的达到高的等级。

通过控制球桌旁的控制盒可以调节发球速度、发球频率、旋转速度以及出球口角度:通过手动调节出球口上的旋钮可以发射出上旋、逆旋、侧旋甚至混合旋转等各种旋向的球;通过手动调节发球机后的两个控制杆可以实现发球角度摆动范围的变化，利用两杆的不同组合可有八种摆动范围选择，还可实现定点发球;通过设置球型号开关调节旋转轮与摩擦块之间距离，可以选择适合所使用球型的发射轨道;通过将发球机安装在不同的位置可以实现不同的发球角度和发射弧度。

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基于单片机的乒乓球发球机构设计及运动仿真

基于单片机的乒乓球发球机构设计及运动仿真

毕 业 设 计（论 文）
题目：基于单片机的乒乓球发球机构设计及运动仿真
（英文）：Mechanism Design and Movement Simulation of Table Tennis Serving Machine Based on Single-chip
院别：机电学院
专业：机械电子工程
姓名：
随着乒乓球这项运动的广泛开展，使用乒乓球发球机进行辅助训练也越来越普及，因为发球机能代替许多对手之间练习中所练不到的东西。例如对于高水平的选手，使用乒乓球发球机练习具有极其重要、积极作用。很多人都知道在运动队有一种练习叫多球练习,即通过陪练员或教练员亲自挥拍，将一个一个的乒乓球发到对方台面，运动员连续击球不断,提高练习强度，使运动员的相持能力增强，另外也可作为一种体能训练,但由于是人手发球，速度及频率始终会有一个极点，而且教练员长时间发多球也不可能，所以选用发球机来代替就会事半功倍，虽然它没有人手发球的千变万化的效果，但由于它是机械的东西，速度及频率都可以调节到快于正常打球的极限，而且是一个连续过程，这些是人手发多球所做不到的。对初学者来讲，使用乒乓球发球机练习也具有不可忽视的功效。刚开始学打球的时候，由于击球动作不正确,所以不是您将球打出界就是我将球打下网，捡球的时间比真正在台上练球的时间还要多，所以要提高技术水平就会很慢，而且也会削弱自己打乒乓球的兴趣,但使用发球机作为辅助训练，效果就会大不一样。开始的时候,把发球机的出球速度和频率都调节慢一点，弧度稍调高一点。发球机发出的落点也是从单一定点开始,然后到半台，最后到全台两点。对旋转球的练习也是同一道理,开始的时候练习打上旋球,掌握好了以后慢慢开始练打下旋球、左侧旋、右侧旋等各种旋转的球，通过这样循序渐进,您的球技也自然会有很大的进步。大家都知道过去练武术的人,其中练一项打沙袋，开始袋里装的是幼沙，再是粗沙，最后是坚硬的石头。曾有记载,香港已故武打明星李小龙中国功夫练得炉火纯青，扬威国际,他的练习方法其中有一项就是与机械练拳器对打，虽然它不是一个有智慧的东西，但它的击拳速度，力量都高于一般对手，能征服它,说明您功夫到家。用发球机练习也是这个道理。只有运用高于和难于自己能应付的训练手段,技术水平才会提高得快。使用乒乓球发球机辅助练习可以说是帮助运动员提高技术水平多种途径之一。
智能乒乓球游戏机控制系统的设计

智能乒乓球游戏机控制系统的设计


四、确定输入和输出变量
• 输入变量：clk2hz指一个2Hz的时钟输入, rst异步复位, k_a和k_b是比赛双方按键。 • 输出变量：speaker是蜂鸣器led8s是一排8 个发光二极管代表球场, led7s1~4是4个显 示分数的数码管, led7s5是显示发球权的数 码管。
五、确定输入状态
• 考虑到游戏的复杂度，采用状态机来实现这些模式转换。 用到8个状态，如下所示： • 状态功能S0复位状态，也是判断发球权的状态S1甲方发 球S2球从甲方向乙方右移,若此时乙方接球就给甲方加一 分，并将球权给甲方S3开始判断乙方是否在0.5S内接球 S4乙方发球S5球从乙方向甲方左移,若此时甲方接球就给 乙方加一分，并将球权给乙方S6开始判断甲方是否在 0.5S内接球S7用于接球后判断发球
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s0: begin
示发球权可以开始判断了;
led7s5<=7'b0111111;//第五个数码管显示数字0，表
led8s<=7'b00000000; score_a<=0; score_b<=0;//给甲乙双方的分数复位; if(k_a) begin speaker<=1'b1;//因为按 键k_a要持续按着保持高电位'1'，蜂鸣器鸣叫是提示可以松手了; state<=s7; end else if(k_b) begin speaker<=1'b1; state<=s7;
• always @(posedge clk2hz) begin • case(state) • s7: begin • if(k_a) • state<=s1; //甲发球; • else if(k_b) • state<=s4;//乙发球; • else if(speaker) • speaker=1'b0; • else • speaker=1'b0; • end
基于单片机的乒乓球发球机设计

基于单片机的乒乓球发球机设计

基于单片机的乒乓球发球机设计乒乓球是一项广受欢迎的体育运动，对于提高反应速度和手眼协调能力有很大帮助。

在乒乓球训练中，发球是一项基础且重要的技术。

然而，手动发球不仅效率低下，而且球的飞行轨迹和速度也不够稳定。

因此，设计一款基于单片机的乒乓球发球机，可以实现高效且稳定的发球，提高训练效率。

单片机是一种集成度高的微型计算机，广泛应用于各种自动化设备和智能化仪器。

通过编程，单片机可以实现对输入信号的处理和控制，进而实现特定的功能。

在乒乓球发球机设计中，单片机主要负责接收用户的发球信号，并控制发球机的电机驱动，实现自动发球。

基于单片机的乒乓球发球机主要包括以下几部分：单片机控制电路、电机驱动电路、电源电路以及相关程序算法。

选用常见的8051系列单片机作为主控芯片，接收用户的发球信号，并输出控制信号给电机驱动电路。

根据控制信号，电机驱动电路实现对电机的控制，进而实现球台的自动发球。

为整个系统提供稳定的工作电压，确保系统的正常运行。

基于C语言编写程序，实现以下功能： a)接收用户的发球信号，并进行处理； b)根据处理结果，输出控制信号给电机驱动电路； c)监测电机工作状态，确保发球过程的安全性。

基于单片机的乒乓球发球机具有以下主要功能和特点：可调节发球速度：根据用户需求，可以在一定范围内调节发球机的发球速度，实现从慢到快的训练效果。

高稳定度：得益于单片机的精确控制，发球机的球速稳定度较高，确保了训练的质量。

自动计时：内置计时器功能，可以自动记录发球时间和统计接球次数，方便用户掌握训练进度。

安全可靠：在发球过程中，一旦出现异常情况，如卡球、电机故障等，系统会自动停机并发出警报，确保用户的安全。

基于单片机的乒乓球发球机在乒乓球训练中具有显著的应用效果。

以下是其与手工发球相比的优点：提高训练效率：通过自动发球，节省了手动发球的时间和精力，同时避免了因疲劳导致的发球质量下降。

精确控制：通过单片机对电机进行精确控制，使得球的飞行轨迹更加稳定，更利于球员的接球练习。

基于FPGA的乒乓球游戏机控制器设计毕业设计(论文)

基于FPGA的乒乓球游戏机控制器设计毕业设计(论文)

基于FPGA的乒乓球游戏机控制器设计本科生毕业设计(论文) 第I页基于FPGA的乒乓球游戏机设计摘要Verilog是甚高速集成电路硬件描述语言。

目前，verilog已成为许多设计自动化工具普遍采用的标准化硬件描述语言。

verilog语言功能性强，覆盖面广，灵活性高，具有很好的实用性。

本文设计一个基于verilog的乒乓游戏机，乒乓游戏机由状态机、记分器、译码显示器与按键去抖等部分所组成。

通过对各部分编写verilog程序，然后进行编译、仿真、逻辑综合、逻辑适配，最后进行编程下载，并且通过EDA实验箱的验证，实现乒乓游戏机的基本功能。

关键词：verilog；EDA；乒乓游戏机AbstractVERILOG is high speed IC hardware describe language. VERILOG already becomes the language of normalizing hardware describe that a lot of design automation implement adopts commonly at present. The VERILOG language function is strong. The face covering is broad, flexibility high and have the very good pragmatism. One main body of the book is designed waits for what part group is accomplished owing to that VERILOG table tennis game machine, table tennis game machine go to tremble from state machine, marker, decoding display and button. By compiling and composing VERILOG procedure to every part, then compiling, simulate, logic synthesis, logic fitting. Carry out programming time be loaded with finally. Then verification and by GW48 type EDA experiment box, realize table tennis game machine’s fundamental function.Key words: VERILOG：EDA; Table tennis game machine目录1 绪论 (1)1.1课题的背景和意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3本论文的主要内容 (2)2 Quartus II与Modelsim 软件简介 (3)2.1Quartus II 简介 (3)2.2Modelsim简介 (4)3 方案选择与系统总体设计 (6)3.1整体方案的选择 (6)3.1.1设计任务与要求 (6)3.1.2设计的原理和方法 (7)3.1.3芯片的选择 (8)3.2系统总体设计 (8)3.2.1乒乓游戏机的组成示意图 (8)3.2.2本系统的逻辑分框图 (9)4 系统各部分电路的详细设计 (10)4.1七段数码管显示译码电路 (10)4.2按键去抖电路 (11)4.3状态机设计 (11)4.3.1状态机的6种状态及状态转移 (11)4.3.2状态机/球台控制电路 (13)4.4记分器设计 (15)5 系统的整体综合与仿真 (16)5.1顶层文件设计 (16)5.2系统程序框图： (17)5.3整个系统的综合与仿真 (18)5.3.1 电路符号 (18)5.3.2 系统仿真 (18)6 系统的运行与仿真过程 (20)6.1系统程序的编译 (20)6.2 系统的仿真 (22)结论 (24)谢辞 (25)参考文献 (26)附录 (27)1 绪论1.1课题的背景和意义随着人们的物质生活越来越好了，人们开始对娱乐生活有了新的要求，特别是进入新世纪以来各种电子产品的不断出现，更是促进了我国电子行业的发展，为此，能够推出一款新的游戏产品是非常有前景的，本设计正是考虑了当前的社会现状，想设计出一款“乒乓球”游戏机，以往可能有过这方面的设计出现过，但是那些大多数都是采用的单片机等来实现的，本设计将采用最新的FPGA技术对“乒乓球”游戏机进行实现。