描述

這是加州大學(xué)戴維斯分校電氣和計(jì)算機(jī)工程專業(yè)學(xué)生正在進(jìn)行的一個(gè)項(xiàng)目。它是基于項(xiàng)目的類 EE-Emerge 的一部分。

歷史

Derek Everhart 和 Nicholas Newcomb 在秋季季度提出了一個(gè)項(xiàng)目構(gòu)想。Light Fight 是一款 4 人游戲，每個(gè)玩家面前有 5 個(gè)按鈕（所有不同的顏色）以及所謂的“控制燈”和“進(jìn)度燈”。控制燈在玩家擁有的不同顏色的按鈕之間互換，并指示玩家應(yīng)該按下哪個(gè)按鈕。如果玩家按下了正確的按鈕，他的進(jìn)度就會(huì)上升，并且他的進(jìn)度燈開始一個(gè)接一個(gè)地發(fā)光，直到接近進(jìn)度燈的盡頭，此時(shí)玩家獲勝。這意味著最快做出正確反應(yīng)的人獲勝。

團(tuán)隊(duì)在 Winter Quarter 聚集并開始實(shí)施該項(xiàng)目。由于 COVID-19 的情況，團(tuán)隊(duì)不得不盡量減少使用的資源量，所以項(xiàng)目從 4 名玩家改為 2 名玩家，但沒有改變很多技術(shù)方面，這將在下面的段落中詳細(xì)解釋，希望你喜歡這個(gè)項(xiàng)目！

實(shí)施概述

這個(gè)頁面的重點(diǎn)主要是如何為一個(gè)玩家實(shí)現(xiàn)這個(gè)項(xiàng)目，最后會(huì)有一個(gè)關(guān)于如何將它擴(kuò)展到 2 個(gè)的指南，這很容易，基本上是復(fù)制你已經(jīng)做過的事情。該頁面還將開始討論電路和編程等技術(shù)方面，然后進(jìn)入設(shè)計(jì)部分。

所有不同的組件都使用 TI 的 MSP430 進(jìn)行接口。對(duì)于按鈕，電容傳感器（電容感應(yīng)）用于接收玩家的按壓信號(hào)。類似于施密特觸發(fā)器電路的電路用于將電容感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字高或數(shù)字低，基本上如果玩家按下按鈕，信號(hào)將為 0（數(shù)字低），如果玩家沒有按下按鈕，則信號(hào)為3.3V（數(shù)字高）。在 MSP430 程序中，指令首先是為控制燈生成一個(gè)隨機(jī)變量以在不同顏色之間進(jìn)行互換，然后如果人按下與該特定顏色對(duì)應(yīng)的按鈕，他的進(jìn)度就會(huì)增加。

詳細(xì)規(guī)格

電路

項(xiàng)目中使用的電路，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)

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電路輸入和輸出響應(yīng)

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如前所述，TI MSP430 微控制器的兩個(gè) I/O 引腳應(yīng)連接到電容感應(yīng)，但不能直接連接。來自電容感應(yīng)的信號(hào)首先進(jìn)入上面的電路。信號(hào)通過 NPN 晶體管的基極，通過一個(gè)電阻器（在本例中為 10kOhm）連接。輸出信號(hào)應(yīng)在集電極側(cè)接收，特別是在集電極和 R2 之間（在我們的例子中為 220 歐姆）。輸出信號(hào)將是數(shù)字信號(hào)，0V 或 3.3V。如果按下按鈕，則為 0V，否則如果未按下，則為 3.3V。在這種情況下，使用數(shù)字讀取功能很容易對(duì)微控制器進(jìn)行編碼，以了解它是 0 還是 1（分別按下或未按下）。

代碼

在這一部分中，將討論高級(jí)代碼，這是本項(xiàng)目中使用的代碼邏輯，它是完整的。代碼本身已上傳到此項(xiàng)目的 GitHub 站點(diǎn)（鏈接到此頁面）。我們將從框圖開始進(jìn)入代碼的更多細(xì)節(jié)。

光之戰(zhàn)的框圖

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Energia 和 CCS 用于對(duì) MSP430 進(jìn)行編程。在代碼的設(shè)置部分，進(jìn)行了所有初始化并包含了所需的庫。重要的部分是循環(huán)部分中的代碼。首先，代碼生成一個(gè)隨機(jī)變量并在控制燈中點(diǎn)亮特定顏色。然后代碼使用數(shù)字讀取功能“輪詢”3個(gè)不同的capsense，如果按下控制燈對(duì)應(yīng)的按鈕，玩家的分?jǐn)?shù)就會(huì)增加。每隔 10 次，進(jìn)度燈會(huì)更進(jìn)一步，直到到達(dá)終點(diǎn)。如果未按下正確的按鈕，則重復(fù)該過程，其中再次生成隨機(jī)變量，并且控制燈中將出現(xiàn)新的（或相同的）燈。如果此人達(dá)到獲勝狀態(tài)，

設(shè)計(jì)

4名球員設(shè)計(jì)

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控制燈位于朝向控制燈的彎曲坡道中，控制燈是 4 個(gè)丙烯酸樹脂，將為每個(gè)玩家隨機(jī)點(diǎn)亮。游戲是大約 22 英寸的正方形寬度和 8 英寸的高度。由于高度較低，玩家可以看到其他玩家的進(jìn)度，這使得游戲更加有趣和有競(jìng)爭力。游戲的總面積相對(duì)較小，以便于運(yùn)輸和存放。其目的還在于使其緊湊，以便在不同的展覽中更好地展示。

致謝

該項(xiàng)目得到了德州儀器的支持。

團(tuán)隊(duì)要特別感謝德州儀器捐贈(zèng)的零件和設(shè)備以及他們對(duì)支持學(xué)術(shù)卓越的不斷追求。

團(tuán)隊(duì)成員還要感謝加州大學(xué)戴維斯分校出色的員工和設(shè)施。具體來說，我們感謝 Andre Knoesen 教授和助教 Sean Alling 的幫助。他們非常支持并積極提供幫助。使用的具體設(shè)施包括提供 3D 打印和激光切割服務(wù)的加州大學(xué)戴維斯分校工程設(shè)計(jì)中心。

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