单片机实验报告精品

硬件部分

一、实验概述

1、前言

在当今时代，生活的节奏越来越快，人们的生活压力也越来越大。在这样的环境下，人们需要来缓解自己的压力，游戏成为一种消遣娱乐、缓解压力的方式受到越来越多人的亲睐。现在手机当中有不少经典的老游戏，比如俄罗斯方块、泡泡龙、贪吃蛇等等；本方案实现手机里的游戏贪吃蛇的基本功能，并且搭建了程序框架，具有很强的扩展性。游戏本身具有一定的娱乐性，结合凌阳语音特色在操作游戏时发出声音更增加了趣味性。游戏贪吃蛇方案主要目的是训练我们的动手能力和综合运用所学知识的能力。我们通过游戏贪吃蛇的方案设计可以涉及的SPCE061A单片机的使用、SPLC501 液晶的使用、键盘的使用以及语音的运用。本方案以SPCE061A单片机和SPLC501液晶显示模组外加1*8键盘为平台，实现游戏贪吃蛇的基本功能，并加入背景音乐，为我们学习单片机应用提供新的方案。

2、SPCE061A简介

SPCE061A是凌阳科技的一款16位微控制器，内嵌32K的闪存（FLASH）。SPCE061A 为语音产品而集成了ADC、DAC、AGC等，还具有n项内积运算指令，较高的处理速度使u’nSP能够非常容易快速地处理复杂的数字信号，是数字语音识别应用领域的一种最经济选择。SPCE061A精简开发板—61板配有在线调试功能；结合集成开发环境不需外界任何仿真、调试器即可以完成在线编程、仿真、调试功能。本方案直接使用SPCE061A精简开发板，利用SPCE061A的语音处理功能，以及其强大的处理能力，再配合SPLC501液晶模组等，很容易就可以实现带音效的贪吃蛇游戏，而且具有按键音效；

非常好地体现了SPCE061A优异性能。

作为性价比很高的一款十六位单片机，使用它可以非常方便灵活的实现语音的录放系统，该芯片拥有8路10位精度的ADC，其中一路为音频转换通道，并且内置有自动增益电路。这为实现语音录入提供方便的硬件条件。两路10精度的DAC，只需要外接功放（SPY0030A）即可完成语音的播放。另外凌阳十六位单片机具有易学易用的效率较高的一套指令系统和集成开发环境。在此环境中，支持标准C语言，可以实现C 语言与凌阳汇编语言的互相调用，并且，提供了语音录放的库函数，只要了解库函数的使用，就会很容易完成语音录放，这些都为软件开发提供了方便的条件。

SPCE061A片内还集成了一个ICE（在线仿真电路）接口，使得对该芯片的编程、仿真都变得非常方便，而ICE接口不占用芯片上的硬件资源，结合凌阳科技提供的集成开发环境（unSPIDE）用户可以利用它对芯片进行真实的仿真；而程序的下载也是通过该接口进行下载。

下图为SPCE061A单片机的内部结构框图：

3、芯片特性简介

16位unSP微处理器，工作电压（CPU）VDD为3.0~3.6V，（I/O）VDDH

为3.0~5.5V，CPU时钟：0.32~49.152MHz，内置2K字SRAM，内置32K字FLASH可编程音频处理，晶体振荡器，系统处于备用状态下（时钟处于停止状态），耗电仅为2uA/3.6V，2个16位可编程定时器/计数器（可自动预置初始计数值），2个10位 DAC（数/模转换）输出通道，32位通用可编程输入/输出通道，14个中断源可来自定时器A/B、时基、2个外部时钟源输入和键唤醒，具备触键唤醒的功能，使用凌阳音频编码SACM_S480可以播放压缩的语音资源，锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号，32768Hz实时时钟，7通道10位电压模/数转换器（ADC）和单通道声音模/数转换器，声音模/数转换器输入通道内置麦克风放大器，并具有自动增益控制（AGC）功能，具备串行设备接口，具备低电压复位功能和低电压检测功能，内置在线仿真电路接口，具有WatchDog功能。

4、关于SPCE061A精简开发板

SPCE061A精简开发板（简称61板），是以凌阳16位单片机 SPCE061A 为核心的精简开发－仿真－实验板，大小相当于一张扑克牌，是“凌阳科技大学计划”专为我们大学生或电子爱好者等进行电子实习、课程设计、毕业设计、电子制作及电子竞赛所设计的，也可作为单片机项目初期研发使用。61板除了具备单片机最小系统电路外，还包括有电源电路、音频电路（含MIC输入部分和DAC音频输出部分）、复位电路等，采用电池供电，方便我们学生随身携带。使我们在掌握软件的同时，熟悉单片机硬件的设计制作，锻炼我们的动手能力，也为单片机学习者和开发者创造了一个良好的学习条件和开发新产品的机会。61板上有调试器接口（Probe接口）以及下载线（EZ_Probe）接口，分别可接凌阳科技的在线调试器、简易下载线，配合unSPIDE，可方便地在板上实现程序的下载、在线仿真调试。

板上的主要功能模块如下：SPCE061A单片机最小系统外围电路模块；电源输入模块；音频电路（包含MIC输入、DAC音频功放输出）模块；按键模块；I/O端口接口模块；调试、下载接口模块。

二、功能技术设计

1、利用 SPCE061A 单片机、SPLC501 液晶显示模组实现带音效的手机游戏——贪吃蛇具有下述功能：

完成游戏贪吃蛇的基本功能，即贪吃蛇在吃到食物后蛇身要增长，同时游戏界面上再随机出现食物，在贪吃蛇撞到墙壁或者与自身相撞时，贪吃蛇游戏结束；增加背景音乐，在游戏中可以选择打开或关闭背景音乐；增加中文菜单选项功能和按键语音特效功能。

2、技术设计：

1. 贪吃蛇中出现的食物随机出现。

2. 游戏具有开始键，上、下、左、右控制键，音乐选择按键。

三、设计简介

1、贪吃蛇游戏原理：

在液晶屏幕上用连在一起的点表示贪吃蛇，同时在液晶屏幕上随机地给出食物。游戏者通过键盘操作控制贪吃蛇的移动，去吃食物，吃到后食物消失，然后再随机在屏幕上给出食物同时贪吃蛇的身体增长。

游戏以吃到食物为目的，贪吃蛇不断增长身体，直到贪吃蛇撞到墙壁或者自身相撞游戏结束。实现贪吃蛇的移动原理是根据人眼的视觉效应，在一定的间隔时间将贪吃蛇的蛇头向当前的运动方向移动一格，然后所有的蛇身依次向前移动一格，最后将蛇尾擦除。这样人眼看起来贪吃蛇就是在不断的向前移动。而在贪吃蛇吃到食物后，标注贪吃蛇身长属性的节数增加一，在下次贪吃蛇移动的时候多画出一节，贪吃蛇就会变长。食物的给出，首先需要产生一个随机数，然后通过这个随机数计算得到食物的横纵座标，根据横纵座标将食物显示在液晶屏上。操作贪吃蛇需要作人机界面接口，在这里使用简单的 1*8 键盘作为输入，液晶屏作为输出完成数据的交互。结合凌阳的语音库，增加按键的声音效果，至此实现整体的方案。