乒乓游戏机设计
P0口（39～32脚）：P0.0～P0.7统称为P0口。P0口是一个三态双向口，每个引脚可吸收八个TTL门电流。当P0口的管脚第一次写“1”时，被定义为高阻输入。P0可用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在Flash编程时，P0口用作原码输入口。当Flash进行校验时，P0输出原码，必须接上拉电阻。
P1口（1～8脚）：P1.0～P1.7统称为P1口.P1口为准双向口，P1口缓冲器能接收四个TTL门电流。P1口的管脚写“1”后，内部上拉为高，可用作输入。P1口被外部下拉为低电平时，因为内部上拉，将输出电流。在Flash编程和校验时，P1口接收低八位地址。
P2口（21～28脚）：P2.0～P2.7统称为P2口。P2口为准双向口，缓冲器可接收/输出4个TTL门电流。当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，因为内部上拉将输出电流。当P2口用于外部程序存储器或十六位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出高八位地址。在给出地址“1”时，利用上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出单片机特殊功能寄存器的内容。P2口在Flash编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口（10～17脚）：P3.0～P3.7统称为P3口。P2口为准，双向口可接收/输出四个TTL门电流。当P3口写入“1”时，被内部上拉为高电平，并用作输入。当外部下拉为低电平，因为上拉的缘故，P3口将输出电流。
P3口作为第二功能使用时各端口引脚的作用，如表3.1所示。
表3.1 P3口的第二功能
端口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
第二功能 RXD (串行输入口) TXD(串行输出口) /INT0 (外中断0) /INT1 (外中断1) T0 (定时/计数器0) T1(定时/计数器1)
/WR (外部数据存储器写选通) /RD (外部数据存储器读选通)
RST：复位输入。振荡器复位器件时，保持RST引脚两个机器周期高电平时间。 XTAL1：反向放大器的输入、内部时钟工作电路的输入。
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XTAL2：反向振荡器的输出。
本设计中，STC89C51单片机的管脚如下分配：P0.0～P0.7口用作按键输入口，接上拉电阻；P1.0～P1.1口作为暂停、开始按键输入口；P1.2～P1.5作为LCD显示屏输入口；P1.6作为发球权指示灯，P1.7作为暂停指示灯控制口；P2.0～P2.7作为译码器信号输入口控制发光二极管；P3.2～P3.4作为LCD显示屏的控制端；RST引脚为复位电路输入口；XTAL1、XTAL2分别作为片内振荡器的输入和输出。
3.2 电源电路的设计
单片机STC89C51的工作电压为+5V，因此需要一个电源电路来提供这一电压。设计通过固定三端稳压集器，输出使单片机工作的+5V电压。
固定三端稳压器主要有78XX系列的正电压输出稳压器和79XX系列的负电压稳压器。两个系列的固定三端稳压器，输出电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等规格，最大输出电流为1.5A。这种三端稳压器内部包含了过流、过热和调整管的保护电路，使用时组成稳压电源所需的外围元件少，使用起来可靠、方便、快捷。
7805的参数为：在25℃，输入电压为7.5～20V时，输出电压为4.8V～5.2V。因此本设计采用三端稳压器7805输出5V电压。固定三端稳压器7805的1脚为输入端，2脚为接地端，三脚为输出端。芯片7805及其引脚图如图3.2所示。
图3.2 芯片7805及其引脚图
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3.3 时钟电路的设计
单片机，可以认为是在时钟驱动下的时序逻辑电路，即单片机必须在时钟的驱动下才能够工作。单片机内部含有一个可以构成振荡器的放大电路。在单片机内部含时钟振荡电路，外部一个振荡源产生是送到单片机内部，决定单片机的工作速度。此设计选用内部振荡方式，即把放大器与振荡器连接，构成的内部自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。选用的元器件为一个12MHz的石英晶体振荡器，两个30pF的电容。此电路在加点延迟10ms后振荡起振，在XTAL2引脚产生正弦时钟信号。电路中的电容作用有两个：一是对振荡器的频率进行微调，二是帮助振荡器起振。
因为石英晶体振荡器的振荡频率为12MHz，即单片机的振荡周期为1us，状态周期为2us，机器周期为12us。时钟电路设计如图3.3所示。
图3.3 时钟电路图
3.4 复位电路的设计
单片机STC89C51第九引脚为硬件复位端。对该引脚程序4个机器周期的高电平即可实现复位，复位后单片机都恢复到初始化状态。复位电路由按键及电容，电阻构成。当按下按键时，电源经电阻R1、R2分压，在复位管脚产生一个复位高电平，此时单片机处于复位状态。当上电后，电容缓慢充电，单片机的复位管脚电压由高向低转化，经过一定时间，复位管脚处于稳定的低电平状态，此时单片机复位完毕，系统从0000H执行程序。该电路使用了按键一个，10uF的电容一个，10KΩ和1kΩ的电阻各一个。复位电路设计图如图3.4所示。
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图3.4复位电路设计图
3.5 按键电路的设计
按键是一种常见的控制电器元件，常用来接通或断开控制电路，从而达到控制电路的一种开关。按键共有4个引脚，当未按下按键时，2引脚和3引脚是导通的，1引脚和4引脚是导通的。当按下按键时，1引脚和2引脚连通，3引脚和4引脚连通， 2引脚和3引脚连通，1引脚和4引脚连通。按键及其引脚图如图3.5所示。
2引脚 1引脚 3引脚 4引脚 图3.5按键及其引脚图
乒乓游戏机的按键电路包含两个按键组，一个是模拟球拍按键电路，一个是暂停/开始和复位按键电路。模拟球拍按键分为左右两边，左右各四个。这四个按键其中三个是对LED点阵线路的操作，一个是进行加速；暂停/开始和复位按键是在运行任一程序时，对游戏机进行暂停或开始或复位。
设计中模拟球拍按键与P0口相连，同时P0口接5KΩ的上拉电阻。当发光二极管亮时，按下按键进行控制。当按键按下的时候，相应端口感应输入为低电平0。模拟球拍按键电路设计图如3.6所示。
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图3.6 按键电路设计图
暂停和开始按键分别与单片机的P1.0和P1.1相连。复位按键与单片机复位端口相连。暂停和开始按键电路设计图如图3.7所示。
图3.7 暂停和开始按键电路设计图
3.6 模拟球台电路的设计
模拟球台电路设计包括译码电路设计和发光二极管设计。乒乓游戏机采用16个发光二极管，单片机的端口有限，因此采用单片机的P2口的5个端口控制74LS138译码器进行译码，节约端口。译码器74LS138的输入电压范围为+3.5～+5V。
3.6.1 译码器简介
本设计采用74LS138译码器进行译码。74LS138为3-8线译码器，其中LS指采用低功耗肖特基电路。该译码器有3位二进制输入A0、A1、A2，共有8种状态的组
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