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臺 北 市 立 松 山 高 級 工 農 職 業 學 校 資 訊 科 專 題 製 作 報 告 題 目 : 反 彈 空 間 指 導 老 師 : 余 耀 銘 學 生 : 廖 國 銓 趙 信 瑋 中 華 民 國 102 年 5 月

摘 要 在 這 高 速 科 技 的 起 飛 下, 科 技 都 建 立 起 於 基 礎, 有 些 人 把 這 基 礎 轉 為 理 論, 教 給 大 眾 學 習 ; 有 些 人 利 用 這 基 礎, 幫 助 國 家 進 步 ; 有 些 人 則 把 這 些 基 礎 化 為 簡 單 明 瞭 的 輕 鬆 方 式 - 遊 戲, 讓 更 多 人 可 以 投 入 其 中, 輕 鬆 學 習 當 代, 智 慧 型 產 品 早 已 塞 滿 了 大 街 小 巷 然 而 掌 上 型 3C 產 品 的 遊 戲 是 否 玩 膩 了? 是 否 都 無 法 擁 有 真 正 符 合 自 己 喜 好 的 遊 戲? 所 以 我 們 把 遊 樂 場 的 機 台 遊 戲 經 由 規 劃 設 計 來 製 成 迷 你 版 的 遊 戲 此 DIY 遊 戲 機 不 僅 可 以 在 任 何 地 方 任 何 時 候 隨 手 就 拿 起 來 玩, 遊 戲 的 內 容 我 們 也 添 加 更 多 功 能, 使 遊 戲 豐 富 度 大 大 提 升 關 鍵 字 : 反 彈 球 遊 戲 機 LED 點 矩 陣 89S51 微 控 制 器 I

目 錄 摘 要...I 目 錄...II 目 錄...III 圖 表 目 錄...IV 工 作 分 配 表...V 預 定 進 度 表...V 第 一 章 前 言...1 1-1 研 究 背 景...1 1-2 研 究 動 機...1 第 二 章 理 論 探 討...2 2-1 微 控 制 器 89S51...2 2-2 電 晶 體 2SA684 與 2SC1384...3 2-3 74LS154 解 碼 器...4 2-4 5*8 LED 點 矩 陣...5 2-5 壓 電 式 蜂 鳴 器...6 2-6 反 彈 球 動 作 原 理...7 第 三 章 系 統 架 構...8 3-1 電 路 架 構...8 3-2 操 作 說 明...8 3-3 操 作 控 制...8 3-3-1 控 制 面 板 介 紹...8 第 四 章 研 究 方 法 及 步 驟...9 4-1 研 究 步 驟...9 4-2 硬 體 電 路...10 4-2-1 電 路 圖...10 4-2-2 材 料 表...11 4-3 軟 體 程 式...11 4-3-1 流 程 圖...11 4-3-2 程 式 碼...12 第 五 章 專 題 成 果...13 II

第 六 章 討 論 與 結 論...15 6-1 討 論...15 6-2 結 論...15 6-3 未 來 發 展...15 參 考 文 獻...16 III

圖 表 目 錄 表 一 工 作 分 配 表...I 表 二 預 定 進 度 表...I 圖 一 飛 碟 遊 戲 球 機 台...1 圖 二 89S51 接 腳 圖...2 圖 三 實 習 燒 錄 板...3 圖 四 燒 錄 電 路...3 圖 五 2SA684 電 晶 體...4 圖 六 2SC1384 電 晶 體...4 圖 七 74LS154 接 腳 圖...4 圖 八 74LS154 解 碼 器...5 圖 九 5*8 LED 點 矩 陣...6 圖 十 5*8 LED 點 矩 陣 內 部 配 置...6 圖 十 一 壓 電 式 蜂 鳴 器 構 造...6 圖 十 二 自 激 式 與 外 激 式 蜂 鳴 器...7 圖 十 三 反 彈 球 動 作...7 圖 十 四 電 路 架 構...8 圖 十 五 控 制 面 板...8 圖 十 六 89S51 電 路...10 圖 十 七 區 塊 電 路...10 表 三 硬 體 電 路 材 料 表...11 圖 十 八 程 式 流 程 圖...11 圖 十 九 組 員 撰 寫 程 式...13 圖 二 十 組 員 整 體 電 路 測 試...13 圖 二 十 一 組 員 測 試 程 式...13 圖 二 十 二 組 員 撰 寫 報 告...13 圖 二 十 三 組 員 查 考 程 式 書 籍...13 圖 二 十 四 準 備 發 球...14 圖 二 十 五 發 球 成 功...14 圖 二 十 六 對 手 把 球 反 彈 回 去...14 圖 二 十 七 反 彈 球 碰 壁 即 將 反 彈...14 IV

工 作 分 配 表 ( 組 員 : 廖 國 銓 趙 信 瑋 ) 表 一 工 作 分 配 表 資 料 收 集 理 論 探 討 硬 體 規 劃 軟 體 規 劃 材 料 購 買 全 體 全 體 廖 國 銓 趙 信 瑋 廖 國 銓 電 路 繪 圖 軟 體 撰 寫 硬 體 設 計 硬 體 測 試 軟 體 測 試 趙 信 瑋 趙 信 瑋 廖 國 銓 廖 國 銓 趙 信 瑋 報 告 撰 寫 口 頭 報 告 設 備 工 具 全 體 全 體 全 體 資 料 收 集 理 論 探 討 硬 體 規 劃 軟 體 規 劃 材 料 購 買 電 路 繪 圖 軟 體 撰 寫 硬 體 設 計 硬 體 測 試 軟 體 測 試 報 告 撰 寫 預 定 進 度 表 表 二 預 定 進 度 表 2012/07 2012/08 2012/09 2012/10 2012/11 2012/12 2013/01 2013/02 2013/03 2013/04 2013/05 V

第 一 章 前 言 1-1 研 究 背 景 現 今 的 社 會 上 充 斥 著 許 多 智 慧 型 手 機, 不 論 在 捷 運 火 車 公 車 等 大 眾 運 輸 工 具 都 可 以 見 到 許 多 人 低 著 頭 專 注 的 看 著 自 己 的 3C 產 品, 而 低 頭 族 已 經 成 為 社 會 普 遍 現 象 不 過, 若 是 手 中 拿 著 自 己 DIY 的 反 彈 球 遊 戲 機, 不 但 具 有 訓 練 反 應 速 度 的 功 能, 更 能 在 乏 味 的 車 廂 中 無 趣 的 閒 暇 時 間, 給 予 自 己 更 多 的 樂 趣 我 們 決 定 將 89S51 當 作 主 要 控 制 元 件, 配 合 Keil uvision3 開 發 平 台, 使 用 C 語 言 來 完 成 這 個 專 題 1-2 研 究 動 機 在 百 貨 公 司 的 遊 樂 場, 我 們 看 見 了 一 種 遊 戲 台 叫 做 飛 碟 球, 如 圖 一, 遊 戲 方 法 是 由 雙 方 各 持 一 個 推 把, 只 要 雙 方 把 飛 碟 球 推 進 對 方 的 洞 口, 即 可 獲 得 分 數, 而 遊 戲 平 台 是 在 一 個 矩 形 的 桌 面 上, 當 飛 碟 球 碰 觸 到 邊 界 就 會 反 彈, 所 以 這 個 遊 戲 機 就 引 起 我 們 對 於 的 專 題 的 構 想, 雖 然 我 們 設 計 的 遊 戲 機 是 屬 於 遊 樂 場 的 迷 你 版, 但 是 我 們 的 遊 戲 機 麻 雀 雖 小 五 臟 俱 全, 擁 有 了 比 大 型 遊 戲 機 更 多 的 功 能 藉 由 專 題 的 機 會, 我 們 與 老 師 討 論 這 個 專 題 的 可 行 度 之 後, 是 適 合 高 職 學 生 來 實 現 的 我 們 利 用 最 簡 單 的 按 鍵 來 模 擬 發 射 行 為, 再 透 過 程 式 製 造 出 球 體 反 彈 的 功 能, 藉 由 反 彈 原 理 來 進 行 遊 戲 此 外, 此 遊 戲 機 不 但 擁 有 休 閒 娛 樂 的 功 能, 還 可 以 訓 練 自 我 的 反 應 能 力 與 專 注 力, 達 成 多 元 目 標 和 寓 教 於 樂 的 目 的 圖 一 飛 碟 球 遊 戲 機 台 1

第 二 章 理 論 探 討 2-1 微 控 制 器 89S51 1. 接 腳 圖 圖 二 89S51 接 腳 圖 2. 構 造 89S51 晶 片 微 控 制 器 的 內 部 結 構 裡, 不 僅 設 計 有 CPU(ALU+CU) 振 盪 電 路 記 憶 體 (Program ROM Data RAM) I/O 埠 (P0-P3) 之 外, 還 具 有 計 時 計 數 器 中 斷 電 路 計 時 器 以 及 非 同 步 串 列 傳 輸 介 面 等 ; 89S51 在 記 憶 體 方 面 主 要 分 為 兩 個 部 份, 包 含 有 4K bytes 的 程 式 記 憶 體 以 及 256 bytes 的 資 料 記 憶 體, 在 資 料 記 憶 體 前 面 的 128 個 位 元 組 為 一 般 用 途 暫 存 器, 使 用 者 可 以 自 行 運 用 規 劃, 後 面 的 128 個 位 元 組 則 是 屬 於 特 殊 用 途 暫 存 器, 主 要 作 為 CPU 進 行 控 制 運 算 時 使 用 由 於 程 式 記 憶 體 (ROM) 是 用 來 存 放 程 式 碼 的 地 方, 而 資 料 記 憶 體 (RAM) 是 用 來 存 放 常 數 資 料 和 運 算 結 果 的 地 方, 所 以 在 使 用 微 控 制 器 之 前 應 該 做 進 一 步 的 認 識 與 瞭 解, 如 此 一 來 才 可 以 使 用 的 得 心 應 手 3. 程 式 記 憶 體 89S51 的 程 式 記 憶 體 ROM) 為 8 位 元 的 寬 度, 所 能 定 址 到 的 最 大 記 憶 體 空 間 為 4Kx8 位 元, 主 要 是 用 來 儲 存 程 式 指 令 碼 的 地 方, 一 顆 微 控 制 器 可 以 容 納 多 少 指 令 就 是 由 這 個 空 間 來 決 定, 程 式 記 憶 體 實 際 可 用 的 空 間 範 圍 為 000H 至 FFFH 2

4. 實 習 燒 錄 板 我 們 藉 由 實 習 燒 錄 板 來 完 成 電 路 的 控 制, 如 圖 三, 搭 配 燒 錄 電 路, 如 圖 四, 把 程 式 碼 燒 錄 至 89S51 後, 方 能 控 制 所 有 電 路 圖 三 實 習 燒 錄 板 圖 四 燒 錄 電 路 2-2 電 晶 體 2SA684 與 2SC1384 電 晶 體 是 一 種 固 體 半 導 體 器 件, 可 以 用 於 放 大 開 關 穩 壓 訊 號 調 變 和 許 多 其 他 功 能 電 晶 體 由 半 導 體 材 料 組 成, 至 少 有 三 個 端 子 ( 稱 為 極 ) 可 以 連 接 外 界 電 路 電 晶 體 作 為 一 種 可 變 開 關, 基 於 輸 入 的 電 壓, 控 制 流 出 的 電 流, 因 此 電 晶 體 可 做 為 電 流 的 開 關 相 較 於 繼 電 器 或 其 他 機 械 開 關, 電 晶 體 由 於 利 用 電 訊 號 來 控 制, 開 關 速 度 可 以 比 機 械 開 關 快 很 多, 在 實 驗 室 中 的 切 換 速 度 可 達 100GHz 以 上 電 晶 體 輸 出 信 號 的 功 率 可 以 大 於 輸 入 信 號 的 功 率, 因 此 電 晶 體 可 以 作 為 電 子 放 大 器, 有 許 多 市 售 的 分 立 電 晶 體, 但 集 成 電 路 中 的 電 晶 體 數 量 遠 大 於 分 立 電 晶 體 的 數 量 例 如 超 大 規 模 集 成 電 路 (VLSI) 其 中 至 少 有 一 萬 個 電 晶 體 我 們 在 此 專 題 中 採 用 了 2SA684 與 2SC1384 兩 種 分 別 為 PNP 與 NPN 不 同 的 電 晶 體 來 做 提 升 電 流 的 原 件, 如 圖 五 與 圖 六, 藉 由 電 晶 體 的 提 升 電 流 後, 才 會 使 LED 點 矩 陣 的 明 亮 度 大 大 提 升, 否 則 原 先 不 足 的 亮 度 會 使 在 正 常 光 度 下 無 法 輕 易 辨 識, 造 成 使 用 遊 戲 機 時, 讓 玩 家 判 別 球 體 移 動 路 徑 上 增 加 許 多 的 困 難 度 與 困 擾 3

圖 五 2SA684 電 晶 體 圖 六 2SC1384 電 晶 體 2-3 74LS154 解 碼 器 1. 接 腳 圖 圖 七 74LS154 接 腳 圖 2. 原 理 解 碼 器 是 現 今 電 子 技 術 中 的 一 種 多 輸 入 及 多 輸 出 的 組 合 邏 輯 電 路, 負 責 將 二 進 制 代 碼 翻 譯 為 十 進 制, 其 功 能 與 編 碼 器 相 反 解 碼 器 可 以 由 及 閘 或 反 及 閘 負 責 輸 出 若 使 用 及 閘, 當 所 有 的 輸 入 皆 為 高 電 位 時, 輸 出 才 為 高 電 位, 此 輸 出 稱 為 高 態 有 效 輸 出 ; 相 對 的, 若 使 用 反 及 閘, 則 當 所 有 的 輸 入 皆 為 高 電 位 時, 輸 出 才 為 低 電 位, 這 樣 的 輸 出 稱 為 低 態 有 效 輸 出 解 碼 器 包 括 2 線 對 4 線 解 碼 器 3 線 對 8 線 解 碼 器 或 4 線 對 16 線 解 碼 器 在 有 使 能 訊 號 輸 入 的 情 況 下,2 個 2 線 對 4 線 解 碼 器 可 以 組 成 1 個 3 線 對 8 線 解 碼 器, 同 樣,2 個 3 線 對 8 線 解 碼 器 可 以 組 成 1 個 4 線 對 16 線 解 碼 器 本 專 題 所 使 用 到 的 解 碼 器 為 74LS154, 如 圖 八 74LS154 是 在 單 晶 片 機 系 統 4

中 常 用 到 的 4 線 對 16 線 解 碼 器, 它 所 賦 予 的 功 能 還 比 較 多 當 選 通 端 (G1 G2) 均 為 低 電 位 時, 可 將 地 址 端 (ABCD) 的 二 進 制 編 碼 在 一 個 對 應 的 輸 出 端 上, 以 低 電 位 譯 出 如 果 將 G1 和 G2 其 中 一 個 作 為 數 據 輸 入 端, 由 ABCD 對 輸 出 尋 址,74LS154 還 可 作 為 1 線 對 16 線 數 據 分 配 器 圖 八 74LS154 解 碼 器 2-4 5*8 LED 點 矩 陣 1. 原 理 LED 即 發 光 二 極 體, 是 嵌 入 式 系 統 中 常 用 的 輸 出 設 備 單 個 LED 通 常 用 作 報 警 之 顯 示, 故 障 指 示 或 提 示 信 號 等 LED 是 一 個 半 導 體 設 備, 當 電 流 通 過 它 的 時 候, 可 以 產 生 可 見 光 LED 的 發 光 強 度 與 通 過 的 電 流 強 度 成 正 比, 由 64 個 LED 組 成,5 行 8 列 由 於 LED 的 發 光 顏 色 和 發 光 效 率 與 製 作 LED 的 材 料 和 工 藝 有 關, 目 前 廣 泛 使 用 的 有 紅 綠 藍 三 種 由 於 LED 工 作 電 壓 低 ( 僅 1.5 至 3V), 能 主 動 發 光 且 有 一 定 亮 度, 亮 度 又 能 用 電 壓 ( 或 電 流 ) 調 節, 本 身 又 耐 衝 擊 抗 振 動 壽 命 長 (10 萬 小 時 ), 所 以 在 大 型 的 顯 示 設 備 中, 目 前 尚 無 其 他 的 顯 示 方 式 與 LED 顯 示 方 式 匹 敵 2. 外 觀 圖 九 5*8 LED 點 矩 陣 5

3. 內 部 圖 圖 十 5*8 LED 點 矩 陣 內 部 配 置 2-5 壓 電 式 蜂 鳴 器 1. 構 造 壓 電 蜂 鳴 器 是 將 高 壓 極 壓 化 後 的 壓 電 陶 瓷 片 黏 貼 於 振 動 金 屬 片 上, 如 圖 十 一 當 加 入 交 流 電 壓 後, 會 因 為 壓 電 效 應, 而 產 生 機 械 變 形 伸 展 及 收 縮, 利 用 此 特 性 使 金 屬 片 振 動 而 發 出 聲 響 圖 十 一 壓 電 式 蜂 鳴 器 構 造 2. 原 理 以 回 授 方 式 來 做 區 分 壓 電 蜂 鳴 器 大 致 上 分 為 回 授 式 蜂 鳴 器 ( 自 激 式 ) 與 無 回 授 式 蜂 鳴 器 ( 外 激 式 ) 兩 種, 如 圖 十 二 當 回 授 式 蜂 鳴 器 搭 配 正 回 授 振 盪 電 路 會 產 生 一 個 頻 率 相 同 的 單 音 ; 而 無 回 授 式 蜂 鳴 器 則 可 以 搭 配 外 部 振 盪 電 路, 利 用 程 式 的 控 制 選 擇 所 需 要 的 頻 率 而 產 生 聲 音 6

圖 十 二 自 激 式 與 外 激 式 蜂 鳴 器 2-6 反 彈 球 動 作 原 理 當 球 體 反 彈 至 點 矩 陣 最 邊 緣 時, 如 圖 十 三, 球 體 會 以 45 度 角 的 方 式 反 彈 至 另 一 邊, 而 當 在 擊 球 的 那 一 瞬 間 蜂 鳴 器 將 會 發 出 聲 音, 以 代 表 有 將 球 成 功 反 彈 ; 若 是 漏 接 球 時, 則 蜂 鳴 器 將 不 會 發 出 聲 音 圖 十 三 反 彈 球 動 作 7

第 三 章 系 統 架 構 1-1 電 路 架 構 七 節 顯 示 ( 計 分 器 ) 5*8LED 點 矩 陣 AT89S51 點 矩 陣 按 鍵 控 制 壓 電 式 蜂 鳴 器 ( 自 激 式 ) 圖 十 四 電 路 架 構 1-2 操 作 說 明 開 啟 電 源 後, 任 一 方 先 點 擊 發 球 鈕 即 可 獲 得 發 球 權, 擁 有 發 球 權 後, 再 次 點 擊 發 球 鈕 即 可 發 球, 當 球 碰 觸 到 移 動 板 後 就 會 反 彈 至 對 方 那 邊, 任 一 方 沒 有 接 到 球, 對 方 分 數 就 會 加 一 分, 先 贏 得 10 分 者 遊 戲 即 結 束 1-3 操 作 控 制 1-3-1 控 制 面 板 介 紹 我 們 利 用 六 顆 按 鈕 來 做 操 作 遊 戲 機, 如 圖 十 五, 其 中 使 用 四 顆 綠 色 按 鈕 ( 按 鈕 1 3 4 6) 來 做 左 右 兩 側 移 動 板 的 控 制 鈕, 使 控 制 板 ( 發 亮 的 紅 色 LED) 能 上 下 垂 直 移 動, 而 置 於 中 間 藍 色 按 鈕 ( 按 鈕 2 5) 則 是 執 行 發 球 的 動 作 LED 點 矩 陣 移 動 板 按 鈕 1 按 鈕 4 按 鈕 2 按 鈕 5 按 鈕 3 按 鈕 6 圖 十 五 控 制 面 板 8

第 四 章 研 究 方 法 及 步 驟 4-1 研 究 步 驟 我 們 在 光 華 市 場 採 購 了 5*8 LED 點 矩 陣 以 及 其 他 的 零 件, 而 首 先 第 一 步 是 了 解 元 件, 如 果 沒 有 分 清 楚 LED 點 矩 陣 是 屬 於 共 陽 極 或 者 是 共 陰 極, 則 遊 戲 機 絕 對 不 會 執 行 任 何 動 作, 倘 若 一 不 小 心 元 件 還 會 因 此 而 燒 壞 所 以 我 們 使 用 三 用 電 表 依 序 測 量 出 各 單 顆 LED 在 什 麼 情 況 下 會 亮 之 後, 就 可 以 得 到 LED 點 矩 陣 的 高 態 掃 描 與 低 態 掃 描 的 接 腳 對 應 位 置, 而 經 由 量 測, 發 現 我 們 採 用 的 是 共 陰 型 的 點 矩 陣 與 共 陽 型 的 七 節 顯 示 器 第 二 步 驟 則 是 查 考 文 獻 找 出 是 否 有 與 我 們 主 題 相 似 的 題 目, 藉 由 他 人 做 過 的 題 目 從 中 得 到 些 經 驗 與 感 想, 看 看 其 他 人 在 製 作 類 似 題 目 時 有 碰 到 什 麼 問 題, 他 們 是 如 何 一 一 解 決 這 些 問 題, 這 對 我 們 的 專 題 必 定 會 有 很 大 的 幫 助, 別 人 會 碰 到 的 問 題 就 代 表 我 們 碰 到 相 同 問 題 的 機 率 相 當 的 高, 所 以 我 們 可 以 參 考 他 們 的 解 決 方 法, 即 使 發 生 的 問 題 不 同 我 們 還 是 可 以 參 照 他 們 的 解 決 步 驟 來 試 試 看 是 否 可 以 解 決 問 題 第 三 步 藉 著 尋 找 書 籍 的 內 容, 查 看 有 關 我 們 這 個 專 題 可 能 用 到 的 電 路, 例 如 :LED 點 矩 陣 的 相 關 電 路 七 節 顯 示 器 的 驅 動 電 路 等, 我 們 先 在 麵 包 板 上 完 成 硬 體 的 電 路, 而 在 插 麵 包 板 的 過 程 中, 程 式 的 撰 寫 也 要 循 序 漸 進, 一 點 一 點 慢 慢 的 將 需 求 的 程 式 完 成 9

4-2 硬 體 電 路 4-2-1 電 路 圖 VCC 40 1K 1K GND 1K 1K 1 2 XTAL 100pF 1K 1K 100pF 4.7uF 10K GND 19 18 9 31 29 30 10 11 12 13 14 15 16 17 20 XTAL1 XTAL2 RST EA/VPP PSEN ALE/PROG P3.0/RxD P3.1/TxD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD VSS 8051 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2/ECI P1.3/CEX0 P1.4/CEX1 P1.5/CEX2 P1.6/CEX3 P1.7/CEX4 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 39 Z0 38 Z1 37 Z2 36 Z3 35 Z4 34 Z5 33 32 1 S0 2 S1 3 S2 4 S3 5 S4 6 S5 7 8 21 A0 22 A1 23 A2 24 A3 25 A4 26 A5 27 A6 28 A7 GND U0 10 U1 9 U2 8 U3 5 U4 4 U5 2 U6 3 U7 7 Z0 Z1 Z2 A B C 1 a b c d e f g DP A G1 G2AN G2BN A_74138 570 570 Y0N Y1N Y2N Y3N Y4N Y5N Y6N Y7N U0 U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 GND Y0 10 Y1 9 Y2 8 Y3 5 Y4 4 Y5 2 Y6 3 Y7 7 Z3 Z4 Z5 A B C 1 a b c d e f g DP A G1 G2AN G2BN A_74138 Y0N Y1N Y2N Y3N Y4N Y5N Y6N Y7N Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 GND GND 圖 十 六 89S51 電 路 S0 S1 S2 A0 A1 A2 1.5K 2SC1384 1.5K 2SC1384 1.5K 2SC1384 1.5K 2SA684 1.5K 1.5K 2SA684 2SA684 100 100 100 W0 W1 W2 Q0 GND Q1 GND Q2 S3 S4 GND A3 A4 A5 1.5K 2SC1384 1.5K 2SC1384 1.5K 2SC1384 100 100 100 W3 W4 W5 1.5K 1.5K S5 1.5K 2SC1384 2SA684 2SA684 GND GND GND Q3 Q4 Buzzer W0 W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7 A6 1.5K 2SC1384 A7 1.5K 2SC1384 Q0 Q1 Q2 W6 100 W7 100 Q3 Q4 5x8 點 矩 陣 圖 十 七 區 塊 電 路 10

4-2-2 材 料 表 表 三 硬 體 電 路 材 料 表 名 稱 數 量 備 註 5*8 LED 點 矩 陣 1 紅 色 電 阻 100Ω 8 電 阻 1kΩ 6 電 阻 1.5kΩ 13 A 類 排 組 10kΩ 1 2SC1384(NPN) 8 2SA684(PNP) 5 壓 電 式 蜂 鳴 器 1 自 激 式 按 鈕 6 操 作 鈕 8pin 排 針 4 連 接 資 料 PORT 七 節 顯 示 器 2 計 分 器 4-3 軟 體 程 式 4-3-1 流 程 圖 電 源 判 斷 發 球 鈕 是 否 被 按 下 是 發 球 判 斷 是 否 漏 接 判 斷 上 下 移 按 鈕 是 否 被 按 下 是 判 斷 球 是 否 碰 到 邊 緣 否 是 是 否 對 方 加 分 繼 續 判 斷 控 制 板 上 下 移 圖 十 八 程 式 流 程 圖 以 45 度 角 反 彈 往 前 反 彈 保 持 方 向 11

4-3-2 程 式 碼 1. 宣 告 變 數 陣 列 #include <AT89X51.h> #define ROWP P2 // 使 PORT2 為 變 數 ROWP #define COLP P1 // 使 PORT1 為 變 數 COLP sbit SW0=P3^0; // 使 PORT3.0 為 變 數 SW0 sbit SW1=P3^1; // 使 PORT3.1 為 變 數 SW1 sbit SW2=P3^2; // 使 PORT3.2 為 變 數 SW2 sbit SW3=P3^3; // 使 PORT3.3 為 變 數 SW3 sbit SW4=P3^4; // 使 PORT3.4 為 變 數 SW4 sbit SW5=P3^5; // 使 PORT3.5 為 變 數 SW5 #define repeat 30 unsigned char code disp[6][5]= // 點 矩 陣 陣 列 {{0x00,0x81,0xC3,0x81,0x00}, {0x00,0x81,0x85,0x81,0x00}, {0x00,0x81,0x89,0x81,0x00}, {0x00,0x81,0x91,0x81,0x00}, {0x00,0x81,0xA1,0x81,0x00}, {0x00,0x81,0xC1,0x81,0x00}}; 2. 延 遲 時 間 副 程 式 void delay1ms (int x ) { int i,j; for(i=0;i<x;i++) for(j=0;j<500;j++); } // 延 遲 // 宣 告 兩 個 計 時 變 數 // 數 x 次 // 500 毫 秒 3. 按 鈕 控 制 發 球 程 式 if(sw==1) // 如 果 發 球 鈕 沒 被 按 下 { ROWP=disp[0][j]; // 使 控 制 板 維 持 原 狀 SW=1; // 維 持 沒 被 按 下 } else if(sw0==0 & SW==0) // 如 果 任 一 邊 發 球 鈕 被 按 下 { ROWP=disp[i][j]; // 呼 叫 發 球 陣 列 SW=0; // 維 持 按 鈕 按 下 } delay1ms(2); // 呼 叫 延 遲 副 程 式 scan<<=1; // 掃 描 信 號 12

第 五 章 專 題 成 果 圖 十 九 組 員 撰 寫 程 式 圖 二 十 組 員 整 體 電 路 測 試 圖 二 十 一 組 員 測 試 程 式 圖 二 十 二 組 員 撰 寫 報 告 圖 二 十 三 組 員 查 考 程 式 書 籍 13

圖 二 十 四 準 備 發 球 圖 二 十 五 發 球 成 功 圖 二 十 六 對 手 把 球 反 彈 回 去 圖 二 十 七 反 彈 球 碰 壁 即 將 反 彈 14

第 六 章 討 論 與 結 論 6-1 討 論 原 先 所 構 想 出 來 的 遊 戲 功 能 在 經 過 幾 週 練 習 試 著 做 出 來 時, 我 們 發 現 並 不 是 想 像 中 容 易, 按 鈕 要 搭 配 移 動 板 並 且 要 能 把 球 反 彈 出 去, 而 且 球 也 要 擁 有 反 彈 能 力, 這 將 會 是 我 們 面 臨 很 大 的 難 題, 在 與 老 師 討 論 過 之 後 我 們 有 了 一 個 方 向, 找 到 方 法 處 理 反 彈 的 問 題, 我 們 先 使 用 固 定 的 模 式 控 制 反 彈 功 能, 但 是 想 要 完 成 還 是 必 須 花 費 相 當 多 的 時 間, 尤 其 是 在 程 式 方 面, 整 個 專 題 的 題 目 完 全 圍 繞 在 程 式 控 制 這 一 塊, 與 硬 體 相 比 程 式 可 以 說 是 這 個 專 題 的 核 心 部 分, 當 然 反 彈 空 間 如 果 沒 有 硬 體 也 不 用 談 什 麼 程 式 了 6-2 結 論 程 式 的 概 念 很 簡 單, 就 是 使 用 If 這 個 指 令 去 控 制 整 個 電 路, 但 是 實 際 操 作 起 來 就 不 是 這 麼 一 回 事, 原 先 以 為 想 通 了, 馬 上 測 試 的 結 果 卻 不 是 我 們 所 想 要 的, 然 而 這 種 狀 況 不 計 其 數, 所 以 程 式 這 一 塊 是 一 個 很 大 的 挑 戰 當 碰 到 許 多 的 問 題, 如 何 解 決 問 題 就 是 我 們 必 須 在 專 題 課 學 習 的 課 題 之 一, 我 們 還 需 學 習 團 隊 合 作, 專 題 不 像 是 我 們 平 常 上 課 一 般 的 簡 單, 他 就 像 是 一 個 工 作, 每 個 人 都 必 須 最 好 自 己 份 內 的 工 作 否 則 就 會 拖 延 整 個 專 題 的 整 體 進 度 發 展, 一 步 一 步 完 成 這 些 區 塊 電 路 之 後, 再 將 所 有 的 區 塊 電 路 做 一 個 組 合, 確 定 硬 體 與 軟 體 能 夠 搭 配 的 恰 好, 最 後, 才 能 完 成 一 個 符 合 我 們 專 題 設 計 的 電 路 6-3 未 來 發 展 往 後 我 們 期 許 能 夠 在 蜂 鳴 器 上 增 加 更 多 變 化, 把 目 前 的 自 激 式 蜂 鳴 器 換 成 外 激 式 蜂 鳴 器, 在 程 式 內 部 設 定 頻 率 來 控 制 音 調, 讓 玩 遊 戲 時 能 夠 產 生 有 旋 律 的 音 樂, 而 不 單 單 只 是 同 一 頻 率 的 聲 響, 在 計 分 方 面, 更 可 以 加 入 回 合 的 概 念, 在 固 定 時 間 內 哪 方 獲 得 分 數 較 高, 即 可 以 獲 得 勝 利 而 我 們 更 想 出 雙 反 彈 球 的 概 念, 同 時 在 場 上 有 著 兩 顆 反 彈 球, 如 此 一 來, 遊 戲 的 刺 激 性 更 加 強 烈 然 而 發 球 方 面 可 以 有 更 多 選 擇, 可 以 藉 由 按 下 按 鈕 的 時 間 點 來 決 定 球 的 速 度, 也 可 以 藉 由 上 下 移 動 鈕 來 決 定 發 球 角 度, 讓 這 遊 戲 機 更 具 有 挑 戰 性 多 元 性 15

參 考 文 獻 註 一 張 義 和 (2009) Altium Designer Summer 09 電 路 圖 設 計 篇 新 北 市 : 新 文 京 出 版 社 註 二 張 義 和 陳 敵 北 (2009) 例 說 8051 新 北 市 : 新 文 京 出 版 社 註 三 郭 廷 吉 (2004) 8051 單 晶 片 微 電 腦 專 題 製 作 臺 北 市 : 台 科 大 出 版 社 註 四 李 鴻 鵬 (2000) 8051 單 晶 片 C 語 言 程 式 設 計 - 使 用 Keil Cx51 新 北 市 : 全 華 出 版 社 註 五 王 廖 明 (2003) 電 晶 體 電 路 ( 上 ) ( 下 ) 新 北 市 : 新 文 京 出 版 社 註 六 志 豐 電 子 2013/03/09, http://www.kingstate.com.tw/cht/tabid/179/default.aspx 註 七 YAHOO 知 識 家 2013/03/05, http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1609101201514 註 八 Betlux 2013/03/05, http://www.betlux.com/led/2.3-inch-height-5x8-led-dot-matrix-bl-m23a581,bl-m23b581.htm 註 九 小 丑 歡 樂 城 2013/05/14, http://chch888.blogspot.tw/2008/12/blog-post_10.html 16