描述

這是加州大學戴維斯分校電氣和計算機工程專業(yè)學生正在進行的一個項目。它是基于項目的類 EE-Emerge 的一部分。

歷史

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

團隊在 Winter Quarter 聚集并開始實施該項目。由于 COVID-19 的情況，團隊不得不盡量減少使用的資源量，所以項目從 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解釋，希望你喜歡這個項目！

實施概述

這個頁面的重點主要是如何為一個玩家實現(xiàn)這個項目，最后會有一個關(guān)于如何將它擴展到 2 個的指南，這很容易，基本上是復制你已經(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，然后進入設計部分。

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

詳細規(guī)格

電路

項目中使用的電路，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號

?

電路輸入和輸出響應

?

如前所述，TI MSP430 微控制器的兩個 I/O 引腳應連接到電容感應，但不能直接連接。來自電容感應的信號首先進入上面的電路。信號通過 NPN 晶體管的基極，通過一個電阻器（在本例中為 10kOhm）連接。輸出信號應在集電極側(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）。輸出信號將是數(shù)字信號，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微控制器進行編碼，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，將討論高級代碼，這是本項目中使用的代碼邏輯，它是完整的。代碼本身已上傳到此項目的 GitHub 站點（鏈接到此頁面）。我們將從框圖開始進入代碼的更多細節(jié)。

光之戰(zhàn)的框圖

?

Energia 和 CCS 用于對 MSP430 進行編程。在代碼的設置部分，進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，代碼生成一個隨機變量并在控制燈中點亮特定顏色。然后代碼使用數(shù)字讀取功能“輪詢”3個不同的capsense，如果按下控制燈對應的按鈕，玩家的分數(shù)就會增加。每隔 10 次，進度燈會更進一步，直到到達終點。如果未按下正確的按鈕，則重復該過程，其中再次生成隨機變量，并且控制燈中將出現(xiàn)新的（或相同的）燈。如果此人達到獲勝狀態(tài)，

設計

4名球員設計

?

?

?

控制燈位于朝向控制燈的彎曲坡道中，控制燈是 4 個丙烯酸樹脂，將為每個玩家隨機點亮。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度，這使得游戲更加有趣和有競爭力。游戲的總面積相對較小，以便于運輸和存放。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

該項目得到了德州儀器的支持。

團隊要特別感謝德州儀器捐贈的零件和設備以及他們對支持學術(shù)卓越的不斷追求。

團隊成員還要感謝加州大學戴維斯分校出色的員工和設施。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。使用的具體設施包括提供 3D 打印和激光切割服務的加州大學戴維斯分校工程設計中心。

?