乒乓球发球装置——乒乓球发球机课程设计
基于单片机的乒乓球发球机构设计及运动仿真
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。
低功耗便携智能乒乓球发球机设计
工装设计— 104 —低功耗便携智能乒乓球发球机设计沈美丽（青岛理工大学理学院 山东 青岛 266520）摘 要：设计了一款以超低功耗MSP430芯片为主控制器，通过蓝牙模块实现手机APP控制发球机的整套系统。
训练者通过APP软件，直接发送命令给发球机的控制系统，按照设定不必靠近发球机就能改变发球速度与旋转模式。
结果表明，手机APP发出命令，系统各部分均能正常工作。
关键词：MSP430单片机；蓝牙模块；乒乓球发球机传统的乒乓球教练员训练方法存在许多弊端，使用乒乓球发球机可以很好地解决这些问题。
本文设计了一套低功耗智能发球机，能够发出不同初速度与旋转方向的球，并可根据自己的训练水平进行调整。
在训练时不必靠近发球机就通过语音识别改变发球速度与旋转模式，运用蓝牙通信，在智能手机APP实现对发球机的控制。
1 系统构成乒乓球发球机系统由主控电路模块、语音识别模块、蓝牙模块和电机驱动模块等构成。
主控电路模块以MSP430为核心处理器，控制算法执行、产生PWM信号、调节电机转速等工作。
语音识别模块使用LD3320芯片，采用关键词列表技术，声音由外部咪头采集模数转换后通过内部语音识别算法对语音信号进行识别，给出发球指令。
而后用HC-06蓝牙模块与手机进行通信，配对后利用蓝牙串行端口协议将蓝牙的通信转换为虚拟串口，完成通信[1]。
为了同时控制多路电机，须使用电机驱动芯片L9110S，实现对电机的驱动。
2 乒乓球飞行过程分析本文采用摩擦轮式乒乓球发球机，发球方式为2个相互对转的摩擦轮，通过摩擦将乒乓球发射出去。
发球机上半部为储球机，由1根螺旋前进的推杆将乒乓球送入发射机构。
该发球机有左右2个出球口，可以同时发射2个旋转方向、初速度不同的球。
乒乓球的初速度是由2个对转轮所提供的初速度经过速度合成后得到的[2]。
根据不同发球模式设定参数值，包括：上旋、下旋、球速变化、出球速率等。
上旋模式时，设定下转轮匀速运动，上转轮加速运动；下旋模式时，设定上转轮匀速运动，下转轮加速运动；球速变化模式时，设定上、下转轮转速同时变化；出球速率模式时，设定储球机构中螺旋杆的转速变化。
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。
乒乓球发球机的设计
06 总结与展望
设计成果回顾
成功研发出多功能发球机
具备不同旋转、速度、落点等发球功能，满足训练需求。
实现智能化控制
通过编程和传感器技术，实现发球机的自动化和智能化控 制。
提高发球稳定性
优化机械结构和发球算法，提高发球的稳定性和准确性。
存在问题分析及解决思路
噪音问题
发球机在工作时产生较大 噪音，需改进机械结构和 降噪材料。
网络化与智能化管理
通过物联网技术实现发球机的远程监控和管 理，提高管理效率和使用便捷性。
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实验方案设计及实施过程描述
实验设备
选择具有代表性的乒乓球发球机作为 实验对象，并准备相应的测试设备和 工具。
实验环境
搭建符合国际比赛标准的乒乓球场地， 并确保测试环境的一致性。
实验方法
采用定量分析和定性分析相结合的方 法，对发球机的各项性能指标进行测 试和评估。
数据记录
详细记录实验过程中的数据，包括发 球速度、旋转、落点等信息，以便后 续分析。
传感器布局
将传感器安装在发球机的关键位置， 如出球口、球道等，以获取准确的球 路信息。
执行器驱动方式及优化策略
执行器驱动方式
选用高精度步进电机、伺服电机等作为驱动元件，实现发球机的高速、高精度 动作。
优化策略
通过调整电机的控制参数、采用先进的控制算法等，提高发球机的响应速度和 运动精度，降低能耗和噪音。同时，对发球机的机械结构进行优化设计，减轻 重量、提高刚性和耐磨性。
能耗问题
当前发球机能耗较高，需 优化能源利用和节能设计。
耐用性问题
部分零部件易磨损，需提 高材料质量和加强维护保 养。
乒乓球发球机课程设计
乒乓球发球机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解乒乓球发球机的构造、工作原理及操作方法。
2. 学生能掌握乒乓球发球技巧的种类及其适用场景。
3. 学生能了解乒乓球运动的发展历程及在我国体育事业中的地位。
技能目标：1. 学生能够熟练操作乒乓球发球机，进行基本发球练习。
2. 学生能够通过发球机训练，提升乒乓球接发球技巧。
3. 学生能够运用所学知识，分析乒乓球比赛中的发球策略。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对乒乓球运动的兴趣和爱好，提高参与体育活动的积极性。
2. 增强学生的团队协作精神，培养良好的竞技道德。
3. 激发学生的爱国情怀，树立民族自豪感，认识到体育在国家和民族发展中的重要作用。
课程性质：本课程以实践操作为主，结合理论知识，培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：六年级学生具有较强的求知欲、好奇心和动手能力，已具备一定的乒乓球基础。
教学要求：教师需关注学生的个体差异，因材施教，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
在教学过程中，关注学生的情感态度，引导他们形成正确的价值观。
通过课程目标的实现，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 乒乓球发球机的构造与工作原理- 介绍发球机的各部分组成及其功能- 讲解发球机的工作原理及操作方法2. 乒乓球发球技巧- 分析不同种类的发球技巧及其特点- 指导学生运用发球机进行基本发球训练3. 乒乓球接发球技巧- 讲解接发球的基本技巧及策略- 通过发球机训练，提高学生的接发球能力4. 乒乓球比赛策略- 分析比赛中的发球策略及其运用- 引导学生结合实际情况，制定合适的比赛策略5. 乒乓球运动的历史与文化- 介绍乒乓球运动的发展历程- 讲解乒乓球在我国体育事业中的地位及其影响教学内容安排与进度：第一课时：乒乓球发球机的构造与工作原理第二课时：乒乓球发球技巧第三课时：乒乓球接发球技巧第四课时：乒乓球比赛策略第五课时：乒乓球运动的历史与文化教材章节：《小学体育课程标准》四年级下册第五章“球类运动”教学内容根据课程目标和学生的实际情况进行选择和组织，确保科学性和系统性。
乒乓球自动发球机计算机控制系统的设计
要
为了使练习者能更好地学习乒乓球技术以达到健身和训练的目的， 本文针对乒乓球发球的特点， 从总体上设计了一种新型的乒乓球发球机:自动乒乓球发球机。 本文综述了国内外乒乓球发球机的现 状，对已有发球机的机械结构进行分析，根据所需实现的功能，提出了改进的设计方案。针对该发 球机发球装置的缺陷，采用对转双轮的发球原理，使其能够实现旋转球和不旋球的发射;考虑原摆动 装置的机械结构繁琐，不宜进行自动控制，对其进行了改进设计;此外，增加设计了升降装置，使发 球功能更完善。根据乒乓球飞行过程的受力分析建立了数学模型，分析了控制落球点各参数的合理 取值范围，得出其相互制约关系。论述了该自动乒乓球发球机的设计思想、工作原理、结构特点及 控制系统，并详细介绍了该控制系统的设计过程，具体包括外围设备的选择、电动机的选择、PWM 驱动器的选择等，论证说明了该控制系统的可靠性。 改进后设计的乒乓球发球机是一种新型的、性价比高的自动型发球机，它可以发出各种适合练 习者需要的球，利用计算机对各种球的速度、角度、旋转进行控制，以满足练习者的不同技术需求。 同时设置了随机发球模式，对发球速度、发球角度和发球高度等参数进行随机化，实现落球点的随 机变化。
II
目录
摘 要......................................................... I ABSTRACT...................................................... Ⅱ 目录........................................................... I 第一章 绪 论 ................................................... 1
发乒乓球机课程设计
发乒乓球机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解乒乓球机的制作原理，掌握相关物理知识，如力的作用、能量转换等。
2. 学生能了解我国乒乓球运动的发展历程，增强对体育文化的认识。
3. 学生能运用所学生物、物理等知识，分析乒乓球机的设计与功能，提高跨学科综合运用能力。
技能目标：1. 学生能够独立完成乒乓球机的制作，提高动手操作能力和团队协作能力。
2. 学生能够运用信息技术手段，搜集和整理乒乓球运动及乒乓球机的相关资料，提高信息处理能力。
3. 学生能够通过实践，掌握乒乓球技巧，提高体育运动能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对体育运动的兴趣，增强锻炼身体的意识，养成良好的运动习惯。
2. 增强学生的创新意识，激发学生勇于尝试、不断探索的精神。
3. 培养学生的集体荣誉感，提高团队合作意识，弘扬体育精神。
本课程针对小学高年级学生特点，结合物理、体育等学科知识，设计富有实践性和趣味性的教学活动，旨在提高学生的综合素质，培养具备创新精神和实践能力的优秀人才。
通过本课程的学习，学生将掌握乒乓球机的设计与制作方法，提升跨学科综合运用能力，同时培养良好的情感态度和价值观。
二、教学内容1. 乒乓球运动简介：介绍乒乓球运动的发展历程、规则及技巧，结合体育课本相关章节，让学生对乒乓球运动有全面的了解。
2. 物理知识讲解：讲解力的作用、能量转换等物理概念，结合课本相关章节，为学生制作乒乓球机打下理论基础。
3. 乒乓球机设计原理：分析乒乓球机的结构、工作原理，指导学生参考物理、技术课本相关内容，了解乒乓球机的制作方法。
4. 制作实践：组织学生分组制作乒乓球机，根据教学大纲，安排制作进度，确保学生在规定时间内完成作品。
5. 信息技术应用：指导学生利用网络和信息技术手段，搜集乒乓球机相关资料，提高信息处理能力。
6. 跨学科综合运用：结合所学生物、物理等知识，引导学生分析乒乓球机的设计与功能，提高学生跨学科综合运用能力。
7. 乒乓球技巧训练：组织学生进行乒乓球技巧训练，结合体育课本相关章节，提高学生体育运动能力。
乒乓球发球机训练计划
乒乓球发球机训练计划英文回答：Ping Pong Ball Serving Machine Training Plan.Introduction:In order to improve my skills in table tennis, I have developed a training plan using a ping pong ball serving machine. This plan will help me enhance my reflexes, accuracy, and consistency in serving and returning shots.Training Schedule:I will train for 5 days a week, with each session lasting for 1 hour. This will allow me to practice regularly and make steady progress.Warm-up:Before starting the training session, I will spend 10 minutes warming up. This will include stretching exercises for my arms, legs, and core muscles. It is important to warm up to prevent injuries and prepare my body for the intense training.Serving Practice:I will focus on different types of serves to improve my serving skills. This will include practicing the basic serves such as the forehand and backhand serves, as well as more advanced serves like the topspin and sidespin serves. By practicing a variety of serves, I can develop a wider range of techniques and surprise my opponents during matches.Returning Practice:In addition to serving, I will also work on myreturning skills. The ping pong ball serving machine will allow me to practice returning shots with different spins and speeds. This will help me improve my footwork, timing,and control when returning shots.Drills and Challenges:To make the training more interesting and challenging, I will incorporate drills and challenges into my practice sessions. For example, I can set targets on the table and try to hit them consistently with my serves and returns. I can also simulate game situations by adjusting the settings of the serving machine to replicate different match scenarios.Tracking Progress:To monitor my progress, I will keep a record of my training sessions. This will include noting down the number of successful serves and returns, as well as any areas that need improvement. By tracking my progress, I can identify my strengths and weaknesses and adjust my training plan accordingly.Conclusion:By following this ping pong ball serving machine training plan, I am confident that I will see significant improvement in my table tennis skills. With regularpractice and dedication, I will be able to serve and return shots with more accuracy and consistency. I am excited to see the progress I will make and look forward to applying these skills in future matches.中文回答：乒乓球发球机训练计划。
乒乓球发球器课程设计
乒乓球发球器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解乒乓球发球器的结构组成和工作原理；2. 学生能掌握乒乓球发球器的基本操作方法；3. 学生了解乒乓球发球器在训练中的应用及对技术提升的作用。
技能目标：1. 学生能够独立操作乒乓球发球器，进行基础发球练习；2. 学生通过使用发球器，提高接球、反击等乒乓球技能；3. 学生能够运用所学的发球器操作，设计适合自己的训练方案。
情感态度价值观目标：1. 学生通过乒乓球发球器的学习，培养对体育运动的热爱，增强锻炼身体的意识；2. 学生在学习过程中，培养合作精神，尊重他人，形成良好的团队氛围；3. 学生能够树立正确的竞技体育观念，注重比赛公平，遵循比赛规则。
课程性质：本课程为体育学科教学，结合实际操作，注重理论与实践相结合。
学生特点：针对小学高年级学生，具备一定的乒乓球基础，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：课程以实践操作为主，结合理论知识讲解，强调学生在学习过程中的主动参与和合作，提高学生的动手能力和创新能力。
通过明确具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 乒乓球发球器结构和工作原理学习：讲解发球器的各部分组成，如发射器、控制装置、电源等，分析工作原理，理解其在训练中的应用。
相关教材章节：课本第三章“乒乓球训练器材的认识和使用”。
2. 发球器基本操作技巧教学：教授如何安装球筒、调节发球速度和角度等操作方法，并进行实践操作演示。
相关教材章节：课本第四章“乒乓球发球器的操作技巧”。
3. 发球练习与应用：指导学生运用发球器进行基础发球练习，如正手、反手发球，并结合接球、反击等训练。
相关教材章节：课本第五章“乒乓球发球训练方法”。
4. 训练方案设计与实践：引导学生根据自身技术水平，设计合适的发球训练方案，并进行实践操作。
相关教材章节：课本第六章“乒乓球训练方案的设计与实施”。
教学内容安排与进度：共4课时。
第一课时：乒乓球发球器结构和工作原理学习；第二课时：发球器基本操作技巧教学；第三课时：发球练习与应用；第四课时：训练方案设计与实践。
乒乓球发球机的工作原理、过程及设计
乒乓球发球机的工作原理、过程及设计摘要：乒乓球发球机的工作原理、过程、设计及在实际中的应用。
关键词：乒乓球发球机，工作原理，设计1.乒乓球发球机的工作原理乒乓球发球机是集电子、机械和计算机技术为一体的综合技术产物，它具有自动化程度高、灵敏度高、稳定性可靠等多种特性。
它的基本工作原理是利用转轮摩擦球原理，乒乓球由于受到一个旋转磨擦轮的作用可以获得一定的初速度，而摩擦轮在一个直流电机的控制下工作。
当电机带动驱动轮转动时，会磨擦乒乓球球使球获得一定的动能，乒乓球才得以发射出去。
这种原理方案既简单又实用，它既能保证乒乓球球发射的稳定性，又能极好地控制乒乓球发射的角度及速度，使用户随心所欲地练习打乒乓球。
设轮子的角速度为ω，半径为R，那么就可以计算出轮子线速度:V=ω×R则在瞬时间网球所获得的速度为V，这就是乒乓球的初速度。
因此通过测量轮子的线速度就可以求得乒乓球的初速度。
2乒乓球发球机的工作过程乒乓球发球机的工作过程是乒乓球球首先贮藏在储球箱里，当电源接通后供球装置内的电机工作，通过齿轮传动机构带动储球器里的搅拌器旋转，乒乓球经漏斗进入送球装置。
由送球装置内的叶片轮旋转将球送出，经送球管道到达机头处的出球口。
叶片轮也由电机经传动机构带动，叶片轮转速由对直流电机进行PWM脉宽调制控制这样就可以控制单位时间内发出球的个数。
乒乓球到达出球口后，驱动轮旋转摩擦乒乓球从而使球发出。
按动机头左右摆动装置箱上的按钮可以通过箱内的类似曲柄摇杆机构实现机头的左右摆动。
调解机头上的手动调解按钮可以通过机头上的弹簧装置实现机头的上下调节。
3乒乓球发球机总体结构设计乒乓球发球机总体结构设计包括：底座部分的设计，送球装置的设计，球道的设计，储球器的设计，调整装置的设计，机头部分的设计，电动机的选择等。
3.1乒乓球发球机整体方案的确定3.1.1乒乓球发球机设计要求：乒乓球发球机需要满足的主要要求如下所示：1、令使用者更加掌握有度，多落点，多角度。
综合实践活动《乒乓球发射器》
快乐运动，一起乒乓——综合实践活动《乒乓球发射器》活动背景与目标乒乓球运动在学校的深入广泛开展，已成为小学生在课外活动参加体育锻炼的主要项目之一。
乒乓球运动集健身性、竞技性、娱乐性于一体，而且危险性较小，趣味性较强，现在的人们称乒乓球运动是“聪明人的运动”。
在盐港小学，同样有着一群喜爱乒乓球运动的同学们，他们在日常的练习中希望能够有一台乒乓球发射器来帮助提升自己的乒乓球击打能力，而市面上售卖的乒乓球发射器价格高昂，于是想到我们能不能自己制作一台乒乓球发射器呢？通过引领学生探究乒乓球发射器基本传动结构知识，结合团队合作和项目探究的方式，让学生运用相关知识自主地学习研究，在教师的引领下，学生综合运用多学科知识解决问题，搭建一个简单乒乓球发球器。
本课程重点在于培养学生发现问题，解决问题的能力，让学生养成勤思考勤动手的习惯，提高学生综合实践能力。
涉及领域体育、工程、数学、物理、计算机活动年级《乒乓球发射器》STEM课程主要在于操作，所以对于上课群体对象要求要更高。
建议：四、五年级这两个学习年段，相对来说，学习能力比较强，而且学生基本不会冒失，减少实验出现的意外事件，力求课程顺利进行。
活动实施（一）主要内容本课程学习的主要内容是让学生了解弹射结构，并针对自己所了解到的信息展开讨论，然后搭建一个简单乒乓球发球器。
课程主要分为四个部分，首先教师带领学生了解乒乓球发球机的原理知识；然后，根据前面掌握的乒乓球发球器结构知识，设计一个乒乓球发球器，使用现有材料搭建出来，在实践的过程中，不断地深入和完善自己的相关认知；最后下载控制程序，通过手机蓝牙遥控乒乓球发球器发球，体会通过调节发球的角度改变发射距离，教师进一步引导学生思考减小发球间隔的方法。
（二）教学目标1.通过搜集资料，培养学生自主学习的能力。
2.在搭建一个简单乒乓球发球器的过程中，培养学生发现问题，解决问题的能力。
3.让学生围绕乒乓球发射器的主题展开讨论，提出问题，收集和整合相关信息，在实践的过程中，不断地深入和完善自己的相关认知。
乒乓球发球机控制器软件设计毕业设计
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 circuitsSTC89C51 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。
机械原理课程设计-乒乓球发球机说明书教材
机械原理课程设计说明书机械工程学院机械设计制造及其自动化专业11级机自9班设计者：指导教师：2013年 07 月 19 日一．设计题目 (3)二．项目组成员及分工 (3)三．设计方案与选择 (4)1. 功能分析与分解 (4)2. 设计方案与原理 (4)送球装置的设计 (4)3. 方案评价与选择 (6)4. 总体方案 (7)5.机构简图： (8)6.运动循环图： (8)四．选定机构的尺寸设计 (9)1. 机构的运动简图 (9)2. 机构的自由度计算 (10)3. 机构的尺寸及数据设计 (10)（1）齿轮机构数据设计 (10)（2）送球机构的尺寸分析 (12)（3）摆头机构的尺寸分析 (13)A. 连杆的尺寸设计 (13)B. 凸轮的尺寸设计 (15)五．选定机构的运动分析 (17)1.送球装置的运动分析 (17)A.位移分析 (17)B.速度分析 (18)C.加速度分析 (19)D.平衡力矩分析 (20)3. 发球机构的运动分析 (22)速度分析 (22)六．心得体会 (22)七．参考资料 (23)八．附录 (23)一．设计题目1.选题意义乒乓球是一种世界流行的体育项目，深受人们的喜爱。
但作为一种对抗性运动，当你只有一个人的时候，只能徒唤奈何了。
乒乓球发球机便是为了应对这种情况产生的，它对人们技术的提高与自身的锻炼有很大的帮助。
2.设计要求乒乓球直径d=40mm发球时的速度v=10~30m／s乒乓球发球机的摆角为±15°乒乓球发球机发球频率f=30~50个／分钟乒乓球发球机发出的球需带旋度乒乓球在距乒乓球台300mm的高度释放二．项目组成员及分工小组成员：闫旭赵强郑笑竹分工：：机构设计、三维图制作、尺寸设计：机构设计、三维图制作、说明书的编写、尺寸设计：机构设计、尺寸设计及计算、运动分析、说明书、PPT 制作三．设计方案与选择1.功能分析与分解乒乓球发球机基本分为储球斗、送球装置、摆头装置和发球装置。
乒乓球发球机设计
摇头设计尺寸：
X
X X
33.5mm
33.5mm
19mm
摇头机构的轴承外径为65mm，半径为32.5mm，轴承套厚度为5mm，因此外径预 算为38mm。
x=sin20°(38＋x)得出x≈19mm，园外的摇头导槽设计为 19mm。
拨球轮盖板
8号板
210mm Ø180mm
340mm
200mmX200mm
旋头结构
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
4mm螺孔
65mm
52mm
轴承座夹板尺寸
65mm
厚度14mm
旋头结构
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
旋头结构
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
摇摆机构
乒乓球发球机设计 拨球轮
0 5 10 15
Ø4mm螺孔
20
25
30
35
40
45
50
Ø41mm
Ø41mm
40 10
10
50
30
30
50
Ø180mm
Ø50 mm
气动送球拨球轮
减速电机转速30-60转/分
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
⑦ ⑥
Ø4mm螺孔
①
乒 乓 球 发 球 机 设 计
④
Ø41mm
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
乒乓球发球机控制电路
1.开，2.关 3.球速度+，4.球速度5.上旋球，6.下旋球 7.旋头左，8.旋头右 9.仰头，10.俯头 11.送球速度+ 12.送球速度-
乒乓球发球机训练计划
乒乓球发球机训练计划英文回答：Ping pong is one of my favorite sports, and I have been looking for ways to improve my skills. Recently, I came across a training program for a ping pong ball machine, which I believe would be perfect for me. In this training plan, I will outline the steps I will take to utilize the ping pong ball machine effectively and enhance my gameplay.Firstly, I will start by familiarizing myself with the different settings and features of the ping pong ball machine. This includes adjusting the speed, spin, and trajectory of the balls. By understanding how to manipulate these settings, I can simulate different game scenarios and challenges. For example, I can increase the speed and spin to mimic a powerful serve from an opponent, or decrease the speed and add backspin to practice returning a tricky backhand shot.Next, I will focus on improving my footwork and positioning. The ping pong ball machine can be set todeliver balls to specific areas of the table. By practicing my footwork and positioning, I can ensure that I am in the right place at the right time to make a successful shot.For instance, I can set the machine to deliver balls to the corners of the table, forcing me to move quickly and efficiently to reach each shot.In addition to footwork, I will also work on my shot selection and technique. The ping pong ball machine can be programmed to deliver balls with different spins and speeds. This allows me to practice various shots, such as topspin loops, backhand flicks, and forehand smashes. By repeatedly practicing these shots, I can improve my consistency and accuracy. For example, I can set the machine to deliver a series of topspin shots, and I will focus on using the correct technique to generate power and spin in my returns.Furthermore, I will incorporate drills and exercisesinto my training plan. This will help me to developspecific skills and improve my overall performance. Forinstance, I can set the machine to deliver balls in a random pattern, and I will focus on reacting quickly and making split-second decisions on how to return each shot. This will not only improve my hand-eye coordination butalso enhance my ability to adapt to different game situations.Lastly, I will track my progress and make adjustmentsto my training plan as needed. I will keep a record of my performance and analyze areas where I need improvement. By identifying my weaknesses, I can tailor my trainingsessions to target those specific areas. For example, if I notice that I am struggling with returning low, fast shots, I can adjust the machine to deliver more balls with that particular trajectory.中文回答：乒乓球是我最喜欢的运动之一，我一直在寻找提高自己技术的方法。
乒乓球自动发球机微机控制系统设计-开题报告
4.提出实现随机发球的原理，并对其进行程序设计
通过以上的工作，证明自动乒乓球发球机的设计思想是完全可行的。当然要提高自动乒乓球发球机的各项性能指标，还有待于以后更深入的探讨与研究。在科学技术日新月异的今天，将乒乓球发球机推广为自动型是完全可行的，它在工业生产中，特别是在体育事业中有着广泛的应用领域和美好的发展前景。
本科毕业设计(论文)开题报告
学生姓名
学号
专 业
机械设计制造及其自动化
指导教师
职称
所在系
机械工程学院
课题来源
自拟课题
课题性质
工程设计
课题名称
一、选题的依据、课题的意义及国内外基本研究情况
乒乓球作为我国的国球，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，因此在我国有着广泛的群众基础。如今乒乓球越来越受到人们的喜欢，成为人们业余活动的主要项目之一。虽然爱好乒乓球运动的人越来越多，但往往由于缺少陪练人员或者陪练的发球力度、角度、远近距离及球的旋转等技术发挥不稳定而导致训练效果欠佳。为了解决这两大难题，设计了一种既经济又实用的发球器，让更多的人能更舒适、更有效地进行多球练习。
关键理论和技术ห้องสมุดไป่ตู้
自动乒乓球发球机的控制器采用美国ATMEL公司的8位单片机89C51为核心微处理器，外围扩展电路包括:电动机驱动电路、电动机转速测量电路、键盘、液晶显示电路和红外接收电路。核心微处理器对传感器测得的转速信号进行分析，计算出与给定转速的误差值，启动软件算法调节器，产生输出信号经过驱动电路送给直流电动机，通过对直流电动机的调节实现对速度的闭环控制，同时驱动各步进电动机执行相关动作。通过键盘可以选择发球模式，以及设置发球速度、方向等，液晶显示器可以实时监控发球机的当前状态。红外遥控发送和红外遥控接收电路用于对自动乒乓球发球机进行远程控制，为减轻核心处理器的工作负担，采用解码芯片处理红外接收器接收到的信号，然后将信号传送给核心处理器，执行相关按键动作。
基于单片机的乒乓球发球器设计--开题报告
[9]李永东.交流电机数字控制系统[M].北京：机械工业出版社，2015：1-247.
[10]周彬.电动机控制与变频技术[M].重庆：重庆大学出版社，2019：1-418.
[11]Lu Lixin，Shen Deshua，Li Guiqin. Acquisition and Control Systems of Distributed Data Based on STM32 [M]. Beijing: Press of Electronics Industry. 2016:299-323.
[12] Peng Wei, Huang Ke, Design of the Data Acquisition System Based on STM32[M].Beijing: Press of Electronics Industry. 2016:299-323.
[13] Ding Yuanjie.STM32 FAST-START DEVELOPMENT PLATFORM[M]. Beijing:China Machine Press .2015:45-51.
（2）传感器单元：在发球过程中，我们需要感应到有人体到发球区域后再进行发球。对人体的感应我们采用了红外传感器。这种传感器具有反应灵敏，执行效率高，可靠性好的特点，能够有效地检测人体是否到发球区域。
（3）电机控制：对于电机的控制，我们采用继电器控制。继电器控制能够有效的将控制单元和大功率器件有效的在物理上进行隔离，既保证了控制系统的稳定，也保证了大功率原件的正常工作。
[14] Atmel Corporation．The Design of STM32 Embedded Data Gathering Control System Based on GPRS Network[M].AtmelCorporation .2013.
机械原理课程设计-乒乓球发球机说明书教材
机械原理课程设计说明书机械工程学院机械设计制造及其自动化专业11级机自9班设计者：指导教师：2013年 07 月 19 日一．设计题目 (3)二．项目组成员及分工 (3)三．设计方案与选择 (4)1. 功能分析与分解 (4)2. 设计方案与原理 (4)送球装置的设计 (4)3. 方案评价与选择 (6)4. 总体方案 (7)5.机构简图： (8)6.运动循环图： (8)四．选定机构的尺寸设计 (9)1. 机构的运动简图 (9)2. 机构的自由度计算 (10)3. 机构的尺寸及数据设计 (10)（1）齿轮机构数据设计 (10)（2）送球机构的尺寸分析 (12)（3）摆头机构的尺寸分析 (13)A. 连杆的尺寸设计 (13)B. 凸轮的尺寸设计 (15)五．选定机构的运动分析 (17)1.送球装置的运动分析 (17)A.位移分析 (17)B.速度分析 (18)C.加速度分析 (19)D.平衡力矩分析 (20)3. 发球机构的运动分析 (22)速度分析 (22)六．心得体会 (22)七．参考资料 (23)八．附录 (23)一．设计题目1.选题意义乒乓球是一种世界流行的体育项目，深受人们的喜爱。
但作为一种对抗性运动，当你只有一个人的时候，只能徒唤奈何了。
乒乓球发球机便是为了应对这种情况产生的，它对人们技术的提高与自身的锻炼有很大的帮助。
2.设计要求乒乓球直径d=40mm发球时的速度v=10~30m／s乒乓球发球机的摆角为±15°乒乓球发球机发球频率f=30~50个／分钟乒乓球发球机发出的球需带旋度乒乓球在距乒乓球台300mm的高度释放二．项目组成员及分工小组成员：闫旭赵强郑笑竹分工：：机构设计、三维图制作、尺寸设计：机构设计、三维图制作、说明书的编写、尺寸设计：机构设计、尺寸设计及计算、运动分析、说明书、PPT 制作三．设计方案与选择1.功能分析与分解乒乓球发球机基本分为储球斗、送球装置、摆头装置和发球装置。
基于ADAMS的乒乓球发球装置的仿真_设计
工程技术学院06级机制04班设计者********E-mail:**********指导教师*******2009年6月8日基于ADAMS的乒乓球自动发球器的动态仿真设计一、设计意义与原理乒乓球是大家所喜爱的运动，也是重要的赛事项目。
当一个人练习的时候，就需要有一个自动的装置来配合对球，即乒乓球自动发球器。
我们已经初步设计除了改装置的原理图和相关尺寸。
如图1所示。
该装置由电动机驱动，发出的球必须过网，落在对方的球台上，落点必须随机，即发球的方向是变化的。
乒乓球的直径是40mm，开机一次可连续发出50个球。
但是该设计并不一定能够达到预定的效果，所以就需要用Adams进行动态虚拟仿真，预先对各动态系统进行仿真和分析，按照实际的需求修改更进，有效地提高设计的效率和质量，用仿真模型代替物理模型进行试验，降低产品的设计开发成本。
图-1 乒乓球发球装置原理结构。
二、建立模型构件装置由盛球斗、发球平台、发球机构（牛头刨床机构）和球台组成，下面依次进行建模：1、创建盛球斗（1）启动ADAMS/View，选择新建模型，并将系统的长度单位设置为mm。
（2）设置工作栅格。
单击菜单【Settings】→【Working Gird】后，在弹出的设置工作栅格对话框中，将Size设置为X（750），Y（500），Spacing设置为X（10），Y（10）。
（3）设置图标。
单击菜单【Setting】→【Icon】，弹出图标设置对话框，在New Size输入框中输入10。
（4）打开坐标窗口。
按下F4键，打开坐标窗口，当鼠标在图形区移动时，在坐标窗口中显示了当前鼠标所在位置的坐标值。
（5）绘制长方体。
单击工具栏中的绘制长方体按钮，并在工具栏下端的输入框中将Length、Height和Depth勾选中，并分别设置为200、100和200，然后在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=-440，Y=190，Z=0时，单击鼠标左键，就创建了长方体Part_2。