用 51 单片机做的二十四点小游戏

一、任务要求

设计一个模拟纸牌 24 点玩法的单片机模拟器，由单片机随机发出四个牌点，测试者在实验板按键上输入计算过程，单片机判断计算结果是否正确，并评定测试者的成绩。

【基本要求】：

1.测试多组数据

2.单片机在数码管上随机给出 4 张牌点，牌点范围为 1-13，10 到 13 由字符 a，b，c，d 表示

3.在单片机实验板按键中设计 4 个数学运算键＋－×÷

4.4 个数字中每使用完一个后该字符应有明显标识

5.只允许测试者使用四则运算(可加括号)

6.无论测试结果是否正确，均有声光效果提示；

7.测试完毕，由单片机给出测试者的最终成绩

二、功能特点与使用说明

功能特点：

1.使用最低的系统时钟频率，降低功耗

2.键盘扫描使用了软件消抖，防止按键被重复判别为弹起或按下

3.键值判断使用的是键值跳变判断，即使你一直将键盘按下，也不会重复执行命令

4.使用后缀表达式计算字符串算式，代码简洁易懂

使用说明

各键盘功能如表所示：

三、方案设计

1.资源分配：

（1）使用外部晶振 22.1184MHz，使用二分频作为系统时钟；

（2）定时器 T2：

开启中断，系统时钟 12 分频，16 位自动重装模式；

初始值和自动重装值均为 FB80，计算（65536-0xFB80）(12/11059200)=0.00125s=1.25ms,即中断 1.25ms 发生一次；该定时器用来产生 1.25ms 定时，用来扫描键盘，判断其是否被按下，扫描按键，完成一次轮询扫描时间为 51.25ms=6.25ms

（3）定时器 T4：

开启中断，系统时钟 12 分频，16 位自动重装模式；

初始值和自动重装值均为 FB80，计算（65536-0xFB80）*(12/11059200)=0.00125s=1.25ms,即中断 1.25ms 发生一次；该定时器用来产生 1.25ms 定时，用来扫描键值，并执行相应的键盘操作

（4）使用了比较多的全局变量，将不需要修改的常量数据存入外部 RAM 中

2.设计思路：

键盘设计思路：首先通过 T2 扫描键盘，判断键盘是否被按下，这里运用了软件消抖的方法，连续检测到四次键盘被按下（或松开）才会把键值数组里相应的地方置为 1（0）。然后通过 T4 扫描键值数组，如果检测到跳变（防止一直按着某个键，其键值一直为 1，导致其功能一直被反复执行），且跳变后键值为 1，则执行此键位的命令。

LCD 屏设计思路：通过字模软件生成数字字母及运算符号的 32 位字模数组，通过选择左右屏以及生成的 X，Y 坐标可以将数字显示在自己想要的地方主程序设计思路：随机生成四个数并将其存在一个数组之中，然后显示在屏幕的上方。按键选择数或符号，每选择了一个数，就会将其原数所在的区域清除，表示此数以及被选择了，然后将此数或此符号用字符的形式存在一个字符数组里面，最后按下等于键，就会运行计算此字符数组对应的表达式的值的程序，最后结果算出来如果等于 24，则会亮起黄灯，如果错误则会亮绿灯。

计算字符串表达式的设计思路：

1.中缀表达式转换为后缀表达式：a).数字直接入队列 b).运算符要与栈顶元素比较

① 栈为空直接入栈

② 运算符优先级大于栈顶元素优先级则直接入栈

③ 小于或等于则出栈入列，再与栈顶元素进行比较，直到运算符优先级小于栈顶元

素优先级后，操作符再入栈 c).操作符是(则无条件入栈

d).操作符为)，则依次出栈入列，直到匹配到第一个(为止，此操作符直接舍弃，(直接出栈舍弃

2.通过逆波兰表达式计算结果:获取字符串表达式的每一项，判断这一项是数据还是操作符，如果是数据，则让它入栈，如果是操作符，让数据出栈，和操作符进行运算