基于单片机的俄罗斯方块设计与实现毕设论文Word文档格式.doc
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俄罗斯方块;
单片机;
控制;
仿真
Abstract
Withthedevelopmentofthesinglechipmicrocomputerapplicationonhandheldentertainmentequipment,moreandmoreapplicationinthefieldofelectronics.Suchas:
electronicpet,tetris,smartICcard,etc.TetrisisapopularglobalTVgameandPSPgames,itconsistsoftheRussianalexeipalmerjeter'
sinvention,thereforethename.
ThisarticlechoosesSTC89C52RCsingle-chipmicrocomputerasthesystemofchip,realizehuman-machineinteraction,entertainment,etc.Selectionoftetrisgameinterface,graphicaldisplayLCD12864implementation;
Chooseindependentcontrolgamebuttons.Thisdesignistorealizethebasicfunctionof:
keycontroltargetsquaretransformationandmovement;
Removearowandscoring,squarepileendgametetris,suchasthebasicfunctions.
Theearlystageofdesignisdoneinkeilandproteussimulation,programminglanguageistheclanguage,islateforrealwelding.
Keywords:
Russiansquare;
Microprocessor;
Control;
Simulation
15
目 录
1绪论 1
1.1课题背景 1
1.2课题的研究现状及意义 1
1.3课题任务及要求 2
2整体方案设计 3
2.1设计方案 3
2.2系统的核心部分单片机 3
2.3程序整体思路 4
2.4图形显示 5
2.5消层算法 5
2.6系统总体结构框图 6
2.7系统的工作过程 6
3俄罗斯方块的硬件设计 7
3.1单片机电路 7
3.1.1STC89C52RC单片机介绍 7
3.1.2STC89C52RC单片机的标准功能 8
3.1.3晶振特性 10
3.1.4单片机的复位电路 11
3.2LCD12864液晶屏 11
3.2.1液晶显示模块概述 11
3.2.2模块引脚说明 12
3.2.3指令描述 12
3.2.4汉字字模提取 23
3.3LCD的驱动方法 24
3.4按键控制电路 25
3.5硬件总体设计 25
4俄罗斯方块的软件设计 26
4.1开发工具介绍 26
4.2程序流程图 27
4.2.1主程序流程图 27
4.2.2游戏外观显示流程图 29
4.2.3俄罗斯方块向左/右移动工作流程图 30
4.2.4俄罗斯方块中按下键的流程图 31
4.3本章小节 31
5系统仿真 32
5.1Proteus仿真软件介绍 32
5.2显示屏系统仿真的效果 33
5.2.1静态模式下的仿真效果 33
5.2.2向左移动的仿真效果 34
5.2.3向右移动的仿真效果 34
5.2.4向下移动的仿真效果图 35
5.2.5调节速度的仿真效果图 35
5.2.6改变形状的仿真效果图 36
5.2.7暂停的仿真效果图 36
5.3俄罗斯方块的仿真效果图 37
6实物的制作与调试 38
6.1电路的焊接 38
6.1.1焊前准备 38
6.1.2焊接顺序 38
6.1.3元器件焊接要求 38
6.2布线工艺与准则 39
6.3焊接实物照片 39
6.4整体调试 40
7俄罗斯方块的整体调试 41
7.1整体调试 41
7.2实际显示效果图 41
7.3系统升级方案探讨 43
8结论 44
结束语 45
致谢 46
附录Ⅰ电路原理图 48
附录Ⅱ俄罗斯方块系统元件清单 49
附录Ⅲ俄罗斯方块系统设计作品实物 50
附录Ⅳ主要程序 51
1绪论
1.1课题背景
如今,计算机系统的发展已明显地朝三个方向发展,这三个方向是:
巨型化,单片化,网络化。
对于解决复杂计算和高速数据处理的问题仍然是巨型机在起作用,因而,目前巨型机正在朝高速及高处理能力的方向发展。
单片机在出现时Intel公司就给其单片机取名为嵌入式微控制器。
单片机的最明显的优势,就是可以嵌入到各种仪器、设备中。
这一点是巨型机和网络不可能做到的。
单片机在内部已集成了越来越多的部件,这些部件包括一般常用的电路,例如:
定时器,比较器,EEPROM,D/A转换器,串行通信接口,Watchdog电路等。
俄罗斯方块是一款风靡全球的电视游戏机和掌上游戏机游戏,目前在网络单机游戏和kele8等上都有它的身影。
而它曾经造成的轰动与经济价值可以说是游戏史上一件大事。
因此,对它的研究,无论从技术上,还是社会意义上看都是很有价值的。
单片机在游戏上的应用是具有非常大的潜力的,它能将游戏带入到另一个阶段。
单片机在游戏应用方面如模拟射击,贪吃蛇,推箱子等,它可以很好的说明单片机功能的强大,体现其更高的可控性和高集成度的好处,因此它可以在电子游戏方面成为一个不可计量的明日之星。
1.2课题的研究现状及意义
现今国内外的俄罗斯方块游戏设计主要有基于PC机上Windows平台的俄罗斯方块游戏,基于手机平台的智能俄罗斯方块游戏以及基于单片机平台的俄罗斯方块游戏等。
前两种属于高端游机,性能优越,但成本高,而且计算机编程已不是新命题,VB、VC版本的俄罗斯方块游戏都有发布。
国内许多论文对俄罗斯方块游戏的教学意义做了深入讨论,主要集中于游戏中方块变换的算法研究,其中利用枚举算法和利用矩阵转置的算法最为多见。
另外,还有许多文章探讨了游戏在嵌入式平台中的开发以及应用。
单片机的应用很广泛,家用电器、办公室自动化、智能产品、商业营销、工业自动化等都有它的身影,如今在游戏领域里单片机的作用也愈发明显。
虽然用单片机来设计一个简单的俄罗斯方块游戏程序似乎有点大材小用,但这仅仅是一个单片机在嵌入式游戏方面的简单应用,正因为它的前景无可预计,所以才有这个设计,此次设计是一个单片机在游戏上应用的一个例子,它就可以很好的说明单片机功能的强大,更高的可控性和集成度高的好处,随着计算机技术、通信技术和软件技术的迅猛发展。
再加上3C产业(计算机、通讯、消费电子)的合成及4G移动通信时代的到来,嵌入式软件发挥了更加重要的作用,它的发展为绝大多数电子设备注入了新的活力,各种装备与设备上由于有了嵌入式系统软件的加入,大大地推动了其行业渗透性应用,嵌入式技术不仅提高了产品的技术含量,更成为产品增值的关键,在整个软件产业中占据了重要地位,并受到世界各国的广泛关注。
1.3课题任务及要求
单片机在手持娱乐设备上的应用具有非常大的潜力,它能将其带入到一个新的阶段。
本次毕业设计实现的主要内容是:
应用按键来控制方块的变换与移动;
消除一行并计分;
方块堆满时结束游戏等俄罗斯方块的基本功能。
该系统应具有以下功能:
1、运用LCD进行显示;
2、通过按键可对相关的参数值进行设置,同时实现控制方块的变换与移动。
2整体方案设计
2.1设计方案
本次设计初期是在keil和proteus联合仿真中进行,编程语言为C语言,后期是进行实物焊接。
本次采用单片机STC89C52RC控制模块提供电源,LCD显示,采用独立按键,直接在I/O口线上接上按键开关。
因为设计时精简和优化了电路,所以剩余的口资源还比较多,使用四个按键,分别是旋转键,下键,左键,右键。
这种方案实现可行,既满足系统功能要求,又减少了系统实现的复杂度。
而由于STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器的低电压,高性能COMOS8的微处理器,该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
89C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器(ROM)32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内时钟振荡电路。
2.2系统的核心部分单片机
单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控制器。
通常,单片机由单块集成电路芯片构成,内部包含有计算机的基本功能部件:
中央处理器、存储器和I/O接口电路等。
因此,单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合,便可成为一个单片机控制系统。
目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。
单片机应用的重要意义还在于,它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。
从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能,现在已能用单片机通过软件方法来实现了。
这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是传统控制技术的一次革命。
下面是单片机的主要发展趋势。
单片机经过3代的发展,正朝着多功能、高性能、低电压、低功耗、低价格、大存储容量、强I/O功能及较好的结构兼容性方向发展。
其发展趋势不外乎以下几个方面:
1.多功能
单片机中尽可能地把所需要的存储器和I/O口都集成在一块芯片上,使得单片机可以实现更多的功能。
比如A/D、PWM、PCA(可编程计数器阵列)、WDT(监视定时器---看家狗)、高速I/O口及计数器的捕获/比较逻辑等。
有的单片机针对某一个应用领域,集成了相关的控制设备,以减少应用系统的芯片数量。
例如,有的芯片以51内核为核心,集成了USB控制器、SMARTCARD接口、MP3解码器
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