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綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)名稱： 打鼓游戲機(jī) 專業(yè)班級(jí)： 通信01班 組員姓名： 王忠潘 楊維 李春曉 旦增維色 指導(dǎo)教師： 王永東 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2013年6月  摘要 本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的是一個(gè)打鼓游戲機(jī)，通過(guò)構(gòu)建系統(tǒng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)打鼓游戲的功能。設(shè)計(jì)首先用音頻線將背景音樂(lè)輸送至飛思卡爾單片機(jī) 進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換分析出音樂(lè)的節(jié)奏點(diǎn)，通過(guò)節(jié)奏點(diǎn)控制游戲的開(kāi)始，通過(guò)敲擊外接鼓面電路會(huì)啟動(dòng)、切換LCD12864的游戲界面和難度，游戲開(kāi)始之后敲擊鼓面作為游戲輸入以此來(lái)進(jìn)行游戲，敲擊鼓面的不同會(huì)相應(yīng)觸發(fā)ISD1760存放的前景音樂(lè)，前景音樂(lè)和背景音樂(lè)通過(guò)兩路運(yùn)算放大電路和一個(gè)加法器進(jìn)行疊加產(chǎn)生立體聲效果。 關(guān)鍵字 打鼓游戲機(jī)，飛思卡爾，LCD12864，ISD1760 1、 緒論 1.1電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)性質(zhì) 電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)是在學(xué)完《模擬電子術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》課程之后，安排的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。使學(xué)生能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行實(shí)際電子線路的設(shè)計(jì)、裝接、調(diào)試等。 通過(guò)完成一個(gè)課題的電路設(shè)計(jì)、理論計(jì)算及實(shí)驗(yàn)調(diào)試任務(wù)，鞏固和加深電子技術(shù)課程中所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能。 在實(shí)踐中提高分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)、工程實(shí)踐打下一定基礎(chǔ)。 1.2綜合設(shè)計(jì)主要特點(diǎn) (1) 不同于平時(shí)的習(xí)題 作習(xí)題主要是為了加深對(duì)課堂上講解知識(shí)的理解，題目?jī)?nèi)容涉及面較單一，在給定的理想化的條件下，經(jīng)過(guò)抽象加工后，不難得出標(biāo)準(zhǔn)答案。 電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)任務(wù)，多是實(shí)際的“模擬”或“數(shù)字”電路裝置，它涉及的知識(shí)多而廣，沒(méi)有固定的答案，只能從實(shí)際出發(fā)，通過(guò)調(diào)查研究，查詢資料，方案比較，設(shè)計(jì)計(jì)算得到比較好的設(shè)計(jì)方案后，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)試，使理論設(shè)計(jì)逐步完善，最后達(dá)到實(shí)際要求。 (2) 不同于一般的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)著重點(diǎn)是放在驗(yàn)證基本理論和電路性能上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)只能初步了解電路實(shí)驗(yàn)的步驟和基本方法，熟悉常用電子儀器設(shè)備的使用方法。 電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)，正是為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)動(dòng)腦又動(dòng)手，獨(dú)立開(kāi)展電路設(shè)計(jì)、調(diào)試的機(jī)會(huì)?？梢赃\(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段檢驗(yàn)理論設(shè)計(jì)中的問(wèn)題所在，又可運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)，指導(dǎo)電路調(diào)試工作，使電路更加完善。 (3) 不同于畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)工科學(xué)生的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，它要求學(xué)生綜合運(yùn)用公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識(shí)，去解決工程實(shí)際問(wèn)題；完成工程技術(shù)人員必須具有的基本能力的訓(xùn)練；從題目的廣泛和深度上，畢業(yè)設(shè)計(jì)比電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)要難。 (4) 電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)特點(diǎn) 它圍繞一門課程內(nèi)容做綜合性的訓(xùn)練，題目雖出自實(shí)際電路，但比較簡(jiǎn)單，比較定型，一般不是真實(shí)的生產(chǎn)、科研任務(wù)，基本上是有章可循。 著眼點(diǎn)是讓學(xué)生開(kāi)始從理論學(xué)習(xí)軌道→引向?qū)嶋H方面。把過(guò)去熟悉的定性分析，定量計(jì)算方法與工程估算，實(shí)驗(yàn)調(diào)整等手段結(jié)合起來(lái)。 逐步掌握工程設(shè)計(jì)的步驟和方法，了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的程序和實(shí)施辦法。使理論和實(shí)際有機(jī)結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)由知識(shí)向智能的轉(zhuǎn)化。 鍛煉分析問(wèn)題、解決電路實(shí)際問(wèn)題的本領(lǐng)。 1.3綜合設(shè)計(jì)目的 (1)、鞏固和加深對(duì)電子線路基本知識(shí)的理解，提高學(xué)生綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程所學(xué)知識(shí)的能力，使理論和實(shí)際有機(jī)結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)由知識(shí)向智能的轉(zhuǎn)化。 (2)、培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)課題需要選學(xué)參考書，查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。通過(guò)獨(dú)立思考，深入鉆研有關(guān)問(wèn)題，學(xué)會(huì)自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。 (3)、通過(guò)實(shí)際電路的設(shè)計(jì)方案的分析比較、參數(shù)計(jì)算、元件選取，安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握簡(jiǎn)單實(shí)用電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。 (4)、掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和整機(jī)指標(biāo)測(cè)試方法，提高動(dòng)手能力。 (5)、能按設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果，能正確繪制電路圖。 (6)、培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度，發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)精神。 2 、總體方案 2.1方案圖（構(gòu)建一個(gè)大致系統(tǒng)框架圖不是電路圖） 圖1-1打鼓機(jī)原理框架圖 2.2 器件選擇 CPU控制：飛思卡爾單片機(jī)開(kāi)發(fā)板 顯示模塊：LCD12864液晶顯示屏 背景音樂(lè)：MP3成品電路 前景音樂(lè)：用ISD1760錄放音芯片 立體聲模塊：兩塊LM741運(yùn)算放大器 鼓面模塊：用555構(gòu)成多諧振蕩器 2.3 技術(shù)指標(biāo)（這個(gè)需要設(shè)計(jì)任務(wù)書，把基本功能和我們的提高功能抄上去） 2.3.1 基本功能 (1)； (2)； (3)； 2.3.2擴(kuò)展功能  3、打鼓機(jī)硬件原理 3.1 CPU模塊 3.1.1芯片介紹 芯片封裝圖 9S12XS128 單片機(jī) S12XS 16 位微控制器系列針對(duì)一系列成本敏感型汽車車身電子應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。S12X 產(chǎn)品滿足了用戶對(duì)設(shè)計(jì)靈活性和平臺(tái)兼容性的需求，并在一系列汽車電子平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了可升級(jí)性、硬件和軟件可重用性、以及兼容性。 S12XS 系列可以經(jīng)濟(jì)而又兼容地?cái)U(kuò)展至帶 XGate 協(xié)處理器的 S12XE 系列單片機(jī)，從而為用戶削減了成本，并縮小了封裝尺寸。S12XS系列幫助設(shè)計(jì)者迅速抓住市場(chǎng)機(jī)遇，同時(shí)還能降低移植成本。 3.1.2主要特性 1、S12X CPU， 最高總線速度 40MHz 2、64KB、128KB 和256KB 閃存選項(xiàng)，均帶有錯(cuò)誤校正功能（ECC） 3、帶有 ECC 的、4KB 至8KB DataFlash，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)或程序存儲(chǔ) 4、可配置 8- 、10- 或12- 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），轉(zhuǎn)換時(shí)間 3μs 5、支持控制區(qū)域網(wǎng)（CAN）、本地互聯(lián)網(wǎng)（LIN）和串行外設(shè)接口（SPI）協(xié)議模塊 6、帶有 16-位計(jì)數(shù)器的、8-通道定時(shí)器 7、出色的 EMC，及運(yùn)行和停止省電模式 3.1.3管腳定義 開(kāi)發(fā)板實(shí)物圖 板上有構(gòu)成最小系統(tǒng)必要的復(fù)位電路、晶體振蕩器及時(shí)鐘電路，串行接口的RS-232 驅(qū)動(dòng)電路，+5V電源插座。單片機(jī)中已經(jīng)寫入了開(kāi)發(fā)的監(jiān)控程序。單片機(jī)的大部分I/O端口都通過(guò)兩個(gè)64芯的歐式插頭引出。這兩個(gè)插頭在PCB上的距離為190mil，用戶可以根據(jù)圖2和表 1的定義設(shè)計(jì)自己的應(yīng)用系統(tǒng)，即目標(biāo)母板，然后將開(kāi)發(fā)板插在目標(biāo)母板上調(diào)試。 3.2顯示模塊 3.2.1 LCD12864介紹 HS12864-15系列產(chǎn)品硬件特性如下： 提供 8 位，4 位并行接口及串行接口可選 并行接口適配 M6800 時(shí)序 自動(dòng)電源啟動(dòng)復(fù)位功能 內(nèi)部自建振蕩源 6416 位字符顯示 RAM（DDRAM 最多 16 字符4 行，LCD 顯示范圍 162 行） 2M 位中文字型 ROM（CGROM） ，總共提供8192個(gè)中文字型（1616點(diǎn)陣） 16K 位半寬字型 ROM(HCGROM)，總共提供 126 個(gè)西文字型（168 點(diǎn)陣） 6416 位字符產(chǎn)生 RAM（CGRAM） HS12864-15系列產(chǎn)品軟件特性如下： 文字與圖形混合顯示功能 畫面清除功能 光標(biāo)歸位功能 顯示開(kāi)/關(guān)功能 光標(biāo)顯示/隱藏功能 顯示字體閃爍功能 光標(biāo)移位功能功能 顯示移位功能 垂直畫面旋轉(zhuǎn)功能 反白顯示功能 休眠模式 3.2.2連接電路 左圖為電路連接圖，右圖為實(shí)物圖 RS/CS----PA0 RW/SID----PA1 E/SCLK----PA2 PSB------PA3 NC--------PA4 /RESET----PA5 DB0—DB7-------(這些你自己填) 3.2.3電路原理 當(dāng)LCD12864在接受指令前，MCU 必須先確認(rèn)12864處于非忙狀態(tài)。即讀取 BF＝0,才能接受新的指令；如果在送出一條指令前不檢查 BF 狀態(tài)，則需要延時(shí)一段時(shí)間，以確保上一條指令執(zhí)行完畢，具體指令執(zhí)行時(shí)間參照指令表。 “RE”是基本指令集與擴(kuò)充指令集的選擇控制位，當(dāng)變更 “RE”的狀態(tài)后，以后的指 令維持在最后的狀態(tài)。除非再次變更“RE”的狀態(tài)，否則使用相同的指令集時(shí)，不需要重新設(shè)置“RE” 。 3.2.4 初始化流程 3.3 前景音樂(lè)模塊 3.3.1 ISD1760介紹 SD1700系列芯片是華邦公司新推出的單片優(yōu)質(zhì)語(yǔ)音錄放電路，該片提供多項(xiàng)新功能，包括內(nèi)置專利的多信息管理系統(tǒng)， 新信息提示 （vAlert） ,雙運(yùn)作模（獨(dú)立&嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片內(nèi)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。 3.3.2 ISD1760 SPI電路 左圖為小組設(shè)計(jì)電路理圖，右圖為其濾波電路 3.3.3 ISD1760 SPI工作原理 因?yàn)橐c飛思卡爾單片機(jī)進(jìn)行連通控制，所以使用了ISD1760 SPI模式。在SPI模式下，存儲(chǔ)位置都可以通過(guò)行地址很容易地進(jìn)行訪問(wèn)。主控單片機(jī)可以訪問(wèn)任何行地址，包括存儲(chǔ)SE音效的行地址（0x000－0x00F） 。像SET_PLAY， SET_REC和SET_ERASE這些命令需要一個(gè)精確地起始地址和結(jié)束地址。如果開(kāi)始地址和結(jié)束地址相同，那么ISD1760將只在這一行進(jìn)行操作。SET_ERASE操作可以精確地擦除在起始地址和結(jié)束地址間的所有信息。SET_REC操作從起始地址開(kāi)始錄音，并結(jié)束于結(jié)束地址，并且在結(jié)束地址自動(dòng)加上EOM標(biāo)志。同理，SET_PLAY操作從起始地址播放語(yǔ)音信息，在結(jié)束地址停止播放。 另外，SET_PLAY，SET_REC和SET_ERASE命令有一個(gè)先入先出緩存器，使得從一個(gè)存儲(chǔ)塊到下一個(gè)存儲(chǔ)塊之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫轉(zhuǎn)移。這個(gè)先入先出的緩存器只有在相同類型的SET命令下才有效。也就是說(shuō)SET_PLAY在SET_ERASE之后將不能利用這個(gè)緩存器，并且這是一個(gè)錯(cuò)誤的命令，SR0中的COM_ERR位將被置1。當(dāng)芯片準(zhǔn)備好接收第二個(gè)SPI命令時(shí)，在SR1中的RDY位將置1。同樣，在操作完成時(shí)會(huì)輸出一個(gè)中斷。例如，如果兩個(gè)連續(xù)但帶有兩對(duì)不同地址的SET_PLAY命令被正確發(fā)送后，此時(shí)緩存器裝滿。在完成第一個(gè)語(yǔ)音信息的播放后，第一個(gè)SET_PLAY操作會(huì)遇到一個(gè)EOM，這時(shí)不會(huì)像一般遇到EOM時(shí)自動(dòng)STOP，而是繼續(xù)執(zhí)行第二個(gè)SET_PLAY命令，芯片將播放第二個(gè)語(yǔ)音信息。這個(gè)動(dòng)作將最小化任何兩個(gè)錄音信息之間潛在的停留時(shí)間，且使芯片流暢地連接兩個(gè)獨(dú)立的信息。 如果循環(huán)存儲(chǔ)體系處于令人滿意的狀態(tài)，那么可以使用PLAY，REC，F(xiàn)WD，RESET，ERASE和G_ERASE這些命令，功能類似于1760的獨(dú)立模式中相應(yīng)的功能。這些命令將確保在獨(dú)立模式下操作時(shí)儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)保持一致，但是，音效提示將不同于獨(dú)立模式。如果希望在SPI模式和獨(dú)立模式之間轉(zhuǎn)換，注意必須使用SET_REC和SET_ERASE以遵循循環(huán)存儲(chǔ)體系。 3.4 立體聲模塊 3.4.1 LM741芯片介紹 1和5為偏置(調(diào)零端)，2為正向輸入端，3為反向輸入端，4接地，6為輸出，7接電源，8空腳 LM741 是一種應(yīng)用非常廣泛的通用型運(yùn)算放大器。由于采用了 有源負(fù)載， 所以只要兩級(jí)放大就可以達(dá)到很高的電壓增益和很寬的共模及差模輸入電壓范圍。本電路采用內(nèi)部補(bǔ)償，電路比較簡(jiǎn)單不易自激，工作點(diǎn)穩(wěn)定，使用方便，而且設(shè)計(jì)了完善的保護(hù)電路，不易損壞。LM741可應(yīng)用于各種數(shù)字儀表及工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備中。 芯片電路原理圖 運(yùn)算放大器屬于使用回授電路進(jìn)行運(yùn)算的高放大倍率型放大器，其放大倍率完全由外界元件所控制，透過(guò)外接電路或電阻的搭配，即可決定增益（即放大倍率）大小。圖2為運(yùn)算放大器于電路中的表示符號(hào)，可看出其包含兩個(gè)輸入端，其中（＋）端為非反相(Non-Inverting端，而（－）端稱為反相(Inverting)端，運(yùn)算放大器的作動(dòng)與此二輸入端差值有關(guān)，此差值稱為“差動(dòng)輸入”。通常放大器的理想增益為無(wú)窮大，實(shí)際使用時(shí)亦往往相當(dāng)高（可放大至105或 106倍） ，故差動(dòng)輸入跟增益后輸出比較起來(lái)幾乎等于零。 3.4.2 LM741電路圖及原理分析 該模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能是將背景音樂(lè)和前景音樂(lè)進(jìn)行放大之后疊加輸出，從上面電路圖可以看到，背景音樂(lè)從音頻接口接入之后分成兩路信號(hào)分別進(jìn)行放大，原因是輸入的音頻信號(hào)分為左右聲道所以要分成兩路單獨(dú)操作，在其中一路中把ISD1760輸出的前景音樂(lè)疊加進(jìn)來(lái)，兩路信號(hào)非反相放大之后又通過(guò)一個(gè)音頻接口輸出可實(shí)現(xiàn)立體聲效果，因?yàn)橐治霰尘耙魳?lè)的節(jié)奏點(diǎn)實(shí)現(xiàn)音樂(lè)和游戲同步，所以放大之后的信號(hào)要接入單片機(jī)AD 0通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換。  3.5 鼓面模塊 3.5.1 555芯片介紹 圖1-2555管腳圖 3.5.2 555構(gòu)成多諧振蕩器（f=1HZ） vO VCC R1 Vc 0.01uF 1 2 3 4 8 7 6 5 R2 圖1-3 555電路圖 555工作波形 （1）、參數(shù)計(jì)算(這里把我們的參數(shù)帶進(jìn)去算一下) R1=6.8kohm R2=3.3kohm VC=0.1mf C2=0.01uf （2）、多諧振蕩器的特點(diǎn)： ① 不需外觸發(fā)的自激振蕩器； ② 無(wú)穩(wěn)定狀態(tài)，均為暫穩(wěn)態(tài)； ③ 矩形波中含有豐富的高次諧波，習(xí)慣稱多諧振蕩器。 （1） Vcc通過(guò)R1、R2向C充電,在VC 沒(méi)有充電到 2/3VCC 之前,Vo 保持 1 不變。 （2） 當(dāng)VC＝2 /3VCC時(shí)→Vo由1翻轉(zhuǎn)為 0 。 →T 導(dǎo)通，→電容C 經(jīng)R2、T放電。 （3）當(dāng)Vc降至VCC /3時(shí)，使得→Vo回到 1 ，→T截止，→電容C 再充電，進(jìn)入循環(huán)。 3.5.3 工作原理 采用4個(gè)555震蕩電路作為鼓面，通過(guò)手接觸銅板改變震蕩器的外界電容來(lái)改變輸出頻率，飛思卡爾單片機(jī)里面的輸入捕捉模塊可以很容易的獲得振蕩器輸出的頻率變化，從而判斷是否有敲擊動(dòng)作。 打鼓機(jī)軟件原理 （= =這個(gè)我不曉得要把哪些貼上去） 4、設(shè)計(jì)流程 1.任務(wù)安排： 組員 任務(wù)分工 王忠潘 電路圖設(shè)計(jì)，軟件編寫與調(diào)試 楊維 電路圖設(shè)計(jì)，硬件制作與調(diào)試 李春曉 鼓面?zhèn)鞲衅髦谱?，硬件制作，?bào)告撰寫 旦增維色 游戲界面開(kāi)發(fā)，規(guī)則設(shè)計(jì)及游戲模式制定 2.設(shè)計(jì)過(guò)程： 第一周：電路圖設(shè)計(jì)，游戲設(shè)計(jì)，確定硬件。 在這周我們小組討論了游戲的運(yùn)行模式，初步確定了元器件材料（后附元器件列表），規(guī)劃了制作方案。 第二周：硬件制作及調(diào)試，軟件設(shè)計(jì) 本周開(kāi)始進(jìn)行并且完成了硬件的焊接，下圖為初步完成的電路板 可見(jiàn)完成的效果還是挺理想的，連接上顯示屏后LED等和顯示屏均有響應(yīng)。與此同時(shí)，經(jīng)過(guò)王老師的建議，鼓面的設(shè)計(jì)和初步調(diào)試也完成，下圖為用手接觸鼓面前和接觸后輸出頻率的變化： 接觸前 接觸后 可見(jiàn)頻率發(fā)生了明顯的變化（2倍），得出鼓面的方案是可行的。 圖為硬件電路焊接檢測(cè) 第三周：軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試，硬件的改進(jìn) 本周主要軟件的調(diào)試工作，由于寫入指令后顯示頻無(wú)法正常顯示圖片，所以要進(jìn)行修改。在分析和詢問(wèn)老師后發(fā)現(xiàn)，出了底層函數(shù)出了一些問(wèn)題，硬件上也出現(xiàn)了原理性錯(cuò)誤，于是當(dāng)機(jī)立斷決定重新焊一塊電路板。 圖為王忠潘在進(jìn)行軟件的調(diào)試 圖為楊維在進(jìn)行軟件的修改 第四周：硬件軟件的綜合改進(jìn)，鼓的組裝，成績(jī)?cè)u(píng)定 設(shè)計(jì)在本周進(jìn)入尾聲，但也是最忙碌的階段。在調(diào)試的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了各種問(wèn)題，大部分均解決，本次設(shè)計(jì)的成品如圖： 整體系統(tǒng)搭建實(shí)物圖 5、設(shè)計(jì)心得 在整個(gè)過(guò)程中，我們碰到了各種各樣“稀奇古怪”甚至是“不可思議”的問(wèn)題，每一天都是抱著一大堆的問(wèn)題到處詢問(wèn)，我們很慶幸自己的設(shè)計(jì)的題目網(wǎng)上沒(méi)有任何參考資料，這樣才能逼著我們不停學(xué)習(xí)不停提問(wèn)不停思考，在每一天的糾結(jié)與痛苦之中挖掘成長(zhǎng)的快樂(lè)，不斷體會(huì)著收獲的樂(lè)趣。在王老師的引導(dǎo)下，我們解決了一波又一波的問(wèn)題浪潮，不斷嘗試和失敗之中我們一次又一次整裝出發(fā)，不停前進(jìn)永不懈怠。也所幸有許多優(yōu)秀的同學(xué)與我們作伴，我們經(jīng)常就某個(gè)問(wèn)題商量討論，尋找解決方案，最后再進(jìn)行優(yōu)化。其實(shí)，我們覺(jué)得，最后的結(jié)果并不是最重要的，一路上我們的成長(zhǎng)和收獲以及同學(xué)之間的互幫互助才是最重要的! 碰到問(wèn)題并不可怕，可怕的是我們不堪一擊。有時(shí)候電路板焊接有問(wèn)題或是程序函數(shù)不能實(shí)現(xiàn)功能，我們都不能著急亂了陣腳要用積極的形態(tài)去面對(duì)，一步一步踏踏實(shí)實(shí)往前走。 本次綜合設(shè)計(jì)對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是一次嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，它體現(xiàn)出了我們每個(gè)人的綜合素質(zhì)的水平；同時(shí)，這也是一次難得的機(jī)會(huì)。近一個(gè)月的時(shí)間里，我們的個(gè)人能力有了顯著地提高，對(duì)于之前所學(xué)知識(shí)也更加熟練，加強(qiáng)我們的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，磨礪了自身的意志。它教會(huì)了我們，每一次遇到難題，我們都要靈活運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去克服，不懂的要學(xué)會(huì)尋求團(tuán)隊(duì)的幫助，對(duì)于學(xué)習(xí)要有不斷探索的精神，敢于創(chuàng)新，同時(shí)也要能與解決自己的創(chuàng)新。 6、調(diào)試日志 6月8號(hào) 年級(jí)大會(huì)宣布組員和設(shè)計(jì)題目。 6月9號(hào) 與指導(dǎo)老師見(jiàn)面初步了解設(shè)計(jì)題目，小組成員討論、構(gòu)建大體框架，最后經(jīng)過(guò)討論決定硬件由五個(gè)部分組成：CPU、12864顯示、mp3背景音樂(lè)模塊、ISD1760前景音樂(lè)模塊、鼓，游戲流程由維色同學(xué)負(fù)責(zé)。 6月12號(hào) 小組會(huì)議，討論電路原理圖并分配管腳及軟件中I\O端口和其他功能模塊的初始化。 6月13號(hào) 課程設(shè)計(jì)正式開(kāi)始的一天，經(jīng)過(guò)王永東老師的指導(dǎo)，我們對(duì)設(shè)計(jì)做出了一下幾點(diǎn)修正： 1、 MP3模塊背景音樂(lè)模塊不用ISD1760實(shí)現(xiàn)，直接用MP3成品或電腦即可； 2、 ISD1760前景音樂(lè)模塊采用SPI模式，將功能按鍵省去； 3、 增加立體聲模塊，具體實(shí)現(xiàn)方法是通過(guò)兩路運(yùn)算放大電路將背景音樂(lè)和前景音樂(lè)進(jìn)行疊加，因?yàn)榉譃樽笥衣暤浪钥僧a(chǎn)生立體聲效果，音頻的輸入輸出都通過(guò)音頻接口與硬件相連； 4、 增加按鍵指示，在前期調(diào)試階段可代替鼓面進(jìn)行測(cè)試，方面調(diào)試； 5、 增加電源、地指示燈； 6、 實(shí)現(xiàn)游戲的同步，包括背景音樂(lè)和游戲開(kāi)始、前景音樂(lè)和游戲狀態(tài)的同步，方法是運(yùn)用飛思卡爾單片機(jī)內(nèi)部FFT功能模塊將背景音樂(lè)的節(jié)奏點(diǎn)分析得出，然后計(jì)算游戲方塊掉落時(shí)間從而實(shí)現(xiàn)同步。 6月14號(hào) 鼓面的方案一直都定不下來(lái)，最后指導(dǎo)老師提供了一種新穎的思路： 使用555定時(shí)器振蕩電路的特性，將鼓面（銅片）與輸入端電容相連，當(dāng)觸碰鼓面的時(shí)候即改變了輸入從而引起輸出波形頻率明顯的改變，CPU捕捉輸出，軟件內(nèi)部為該輸出頻率設(shè)定閾值，當(dāng)輸出頻率超過(guò)閾值時(shí)可判定鼓面觸碰有效。 6月15號(hào) 硬件焊接并對(duì)鼓面方案進(jìn)行測(cè)試，效果佳，輸入和輸出的頻率差別很大，容易檢測(cè)。 6月17號(hào) 硬件電路焊接完成。 6月18號(hào) 硬件電路查錯(cuò)，軟件工作同步開(kāi)展（主要是針對(duì)LCD12864的顯示）。 6月19號(hào) ISD1760前景音樂(lè)模塊軟件完成，LCD12864顯示不出，電路查錯(cuò)并 | 發(fā)現(xiàn)以下錯(cuò)誤： | 1、ISD1760電源濾波焊接有誤； 6月22號(hào) 2、LCD12864對(duì)比度調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器不能正常工作； 3、兩條線路焊接電阻、電容有誤。 4、 6月23號(hào) 運(yùn)行同題目同學(xué)調(diào)出來(lái)的LCD12864程序仍然沒(méi)有任何顯示，經(jīng)過(guò)指導(dǎo)老師的查錯(cuò)，修改部分底層函數(shù)并發(fā)現(xiàn)致命錯(cuò)誤----飛思卡爾的E口不能隨便亂用，因?yàn)槠涞诙δ軙?huì)帶來(lái)很大影響，而我們當(dāng)時(shí)為了電路焊接簡(jiǎn)單就近使用I\O口，導(dǎo)致LCD12864的DB4和ISD1760都使用到了E口，因此電路不能正常工作。 6月24號(hào) 重新焊接的測(cè)試電路板12864可以正常工作，且模擬部分電路可以使用，但是聲音有失真，經(jīng)過(guò)老師指導(dǎo)在模擬電路部分加了偏置電路，調(diào)節(jié)使聲音不失真。 6月25號(hào) 因?yàn)榈谝淮魏附与娐返氖д`，所以小組決定對(duì)硬件電路重新布局并重新焊接。 6月26號(hào) 電路焊接開(kāi)始，同步進(jìn)行軟件的編寫。 6月27號(hào) 焊接完成并進(jìn)行測(cè)試，可以實(shí)現(xiàn)的功能： 1、 模擬電路可以不失真工作，且實(shí)現(xiàn)立體聲效果； 2、 LCD12864可以顯示漢字和圖片； 3、 ISD1760錄音完成并能實(shí)現(xiàn)指定播放。 6月28號(hào) 經(jīng)過(guò)王老師講解和指導(dǎo)，重新構(gòu)建12864打點(diǎn)函數(shù)，不使用液晶屏自帶顯示符及行顯示規(guī)則（四行指定地址顯示）。而是重新把地址打亂使用0~127,0~31實(shí)現(xiàn)自定地址的打點(diǎn)顯示，實(shí)現(xiàn)的效果是任意位置、任意圖形顯示，把整個(gè)界面豎屏顯示。 7月1號(hào) 實(shí)現(xiàn)的效果： 1、 背景音樂(lè)和游戲同步； 2、 前景音樂(lè)、背景音樂(lè)立體聲效果； 3、 LCD12864能夠指定地址顯示圖片和字符； 4、 按鍵正常識(shí)別。 仍然存在的問(wèn)題： 1、 方塊不能連續(xù)掉落； 2、 Great、come on、囧不能根據(jù)游戲狀態(tài)實(shí)時(shí)改變； 3、 情景音樂(lè)放音是方塊會(huì)停止； 4、 兩個(gè)鼓同時(shí)接入電路中時(shí)不能正常工作； 5、 分?jǐn)?shù)顯示是重疊效果； 6、 方塊掉落速度過(guò)慢； 解決辦法： 1、 通過(guò)一個(gè)構(gòu)建游戲數(shù)組實(shí)現(xiàn)方塊的連續(xù)掉落； 2、 游戲算法上實(shí)現(xiàn)，例如連續(xù)5次摁對(duì)則顯示great； 3、 把延時(shí)和放音函數(shù)讀狀態(tài)注釋掉； 4、 可能是中斷（鼓面）頻率太高，解決方法是中斷服務(wù)程序盡量簡(jiǎn)單，不考慮中斷的優(yōu)先級(jí)，中斷占用時(shí)間盡量短； 5、 不讀回?cái)?shù)據(jù)直接寫； 6、 改變打點(diǎn)算法，不采用一個(gè)一個(gè)打點(diǎn)的方式，可以湊齊一個(gè)字節(jié)或幾個(gè)字節(jié)的方式再一次性進(jìn)行打點(diǎn)； 老師提供的建議： 1、 背景可以以圖片的方式一次畫出，可以解決背景閃爍以及背景顯示過(guò)慢的問(wèn)題； 2、 打點(diǎn)函數(shù)的算法優(yōu)化，填滿數(shù)據(jù)之后一次性打點(diǎn)； 3、 方塊掉落時(shí)，對(duì)方塊設(shè)地址標(biāo)識(shí)，主函數(shù)每執(zhí)行一次搜尋相當(dāng)于定位了方塊的位置； 4、 先忽略節(jié)奏，游戲流程通過(guò)構(gòu)建游戲流程數(shù)組來(lái)控制整個(gè)游戲的流程，相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)規(guī)定好了方塊的數(shù)目和掉落情況； 5、 前景音樂(lè)疊加到背景音樂(lè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)失真的情況，原因是加法器使得直流偏置偏離原來(lái)的值，因此之前調(diào)好的現(xiàn)在就會(huì)出現(xiàn)失真，解決辦法是sp端與加法器的連接中加上電容隔離，參考值為10uf。 7月2號(hào) 經(jīng)過(guò)修改昨天的問(wèn)題大部分解決，但仍然存在一些小問(wèn)題： 1、 防作弊問(wèn)題和按一次鍵會(huì)出現(xiàn)多次聲音； 2、 界面的不和諧； 王老師提出的解決辦法和一些建議： 1、 第一個(gè)問(wèn)題的解決辦法：設(shè)兩個(gè)標(biāo)志位，構(gòu)造兩個(gè)函數(shù)。 函數(shù)1中標(biāo)志位1等于上一次的檢測(cè)鍵值，進(jìn)入程序之后如果當(dāng)前鍵值等于上一次鍵值，不執(zhí)行任何鍵使能操作，否則的話令標(biāo)志2=1，最后標(biāo)志1=當(dāng)前鍵值；函數(shù)2中，如果標(biāo)志2=1,則執(zhí)行相關(guān)鍵使能操作，操作完之后標(biāo)志2清零直至下一次鍵有效； 2、 界面左邊加一條豎線； 3、 界面鼓面上加兩根小棒； 4、 真實(shí)的鼓必須進(jìn)行檢測(cè)測(cè)試； 5、 細(xì)化加分細(xì)則； 6、 難度不同，構(gòu)造的流程數(shù)組也不同； 7、 加一個(gè)前景音量調(diào)節(jié)鍵，使游戲更具人性化。 7月3號(hào) 需要細(xì)化的問(wèn)題： 1、 細(xì)化加分細(xì)則，包含兩個(gè)加分點(diǎn)：連續(xù)按對(duì)、按的情況； 2、 游戲難度選擇畫面切換； 3、 頁(yè)面布局，為了畫面的和諧需要重新布局一下； 4、 調(diào)節(jié)音量功能鍵； 5、 左邊按鍵不能實(shí)現(xiàn)加分； 7、參考文獻(xiàn) [1]《單片機(jī)原理及應(yīng)用》 王永東 任勇：清華大學(xué)出版社，2012 [2]《電子線路》 謝嘉奎 宣月清 馮軍：高等教育出版社，2000 [3]《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》 華成英 童詩(shī)白：高等教育出版社，2000 [1]《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》王毓銀 陳鴿：高等教育出版社，1999  8、附錄