基于-单片机俄罗斯方块设计实现分析

-基于单片机的俄罗斯方块设计与实现摘要随着单片机在手持娱乐设备上应用的开展，越来越多的应用在电子领域中，如:电子宠物，俄罗斯方块，智能IC卡等。俄罗斯方块是一款风行全球的电视游戏机和掌上游戏机游戏，它由俄罗斯人阿列克·帕基特诺夫创造，故得此名。本文选用STC89C52RC单片机作为系统的芯片，实现人机交互、娱乐等功能。选用LCD12864实现俄罗斯方块游戏界面、图形显示；选用独立按键实现游戏控制。本设计实现的根本功能是：用按键控制目标方块的变换与移动；消除一行并计分，方块堆满时完毕游戏等俄罗斯方块的根本功能。此次设计初期是在keil和proteus联合仿真中进展，编程语言为c语言，后期是进展实物焊接。关键词：俄罗斯方块；单片机；控制；仿真AbstractWith the development of the single chip microputer application on handheld entertainment equipment, more and more application in the field of electronics.Such as: electronic pet, tetris, smart IC card, etc.Tetris is a popular global TV game and PSP games, it consists of the Russian ale*ei palmer jeter's invention, therefore the name.This article chooses STC89C52RC single-chip microputer as the system of chip, realize human-machine interaction, entertainment, etc.Selection of tetris game interface, graphicaldisplayLCD12864 implementation;Chooseindependent control game buttons.This design is to realize the basic function of: key control target square transformation and movement;Remove a row and scoring, square pile end game tetris, such as the basic functions.The early stage of design is done in keil and proteus simulation, programming language is the c language, is late for real welding.Keywords:Russian square；Microprocessor；Control；Simulation. z-目录1绪论11.1课题背景11.2课题的研究现状及意义11.3课题任务及要求22整体方案设计32.1设计方案32.2系统的核心局部单片机32.3程序整体思路42.4图形显示52.5消层算法52.6系统总体构造框图62.7系统的工作过程63俄罗斯方块的硬件设计73.1单片机电路73.1.1 STC89C52RC单片机介绍73.1.2 STC89C52RC单片机的标准功能83.1.3 晶振特性10单片机的复位电路113.2 LCD12864液晶屏11液晶显示模块概述113.2.2 模块引脚说明12指令描述12汉字字模提取233.3 LCD的驱动方法243.4按键控制电路253.5 硬件总体设计254俄罗斯方块的软件设计264.1开发工具介绍264.2程序流程图27主程序流程图27游戏外观显示流程图29俄罗斯方块向左/右移开工作流程图30俄罗斯方块中按下键的流程图314.3本章小节315 系统仿真325.1 Proteus仿真软件介绍325.2显示屏系统仿真的效果33静态模式下的仿真效果335.2.2 向左移动的仿真效果34向右移动的仿真效果34向下移动的仿真效果图355.2.5 调节速度的仿真效果图35改变形状的仿真效果图36暂停的仿真效果图365.3俄罗斯方块的仿真效果图376 实物的制作与调试386.1电路的焊接38焊前准备38焊接顺序38元器件焊接要求386.2布线工艺与准则396.3焊接实物照片396.4整体调试407 俄罗斯方块的整体调试417.1整体调试417.2实际显示效果图417.3系统升级方案探讨438 结论44完毕语45致46附录电路原理图48附录俄罗斯方块系统元件清单49附录俄罗斯方块系统设计作品实物50附录主要程序51. z-1绪 论1.1课题背景如今，计算机系统的开展已明显地朝三个方向开展，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开展。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，比拟器，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行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，表达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，但本钱高，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创造显。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开展。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，它的开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参加，大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；方块堆满时完毕游戏等俄罗斯方块的根本功能。该系统应具有以下功能：1、运用LCD进展显示； 2、通过按键可对相关的参数值进展设置，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联合仿真中进展，编程语言为C语言，后期是进展实物焊接。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拟多，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OS8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置8位中央处理单元、256字节部数据存储器RAM、8k片程序存储器ROM32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断构造，一个全双工串行通信口，片时钟振荡电路。2.2系统的核心局部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，部包含有计算机的根本功能部件：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开展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路装化等几个方面开展。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局部功能，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开展趋势。单片机经过3代的开展，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功能及较好的构造兼容性方向开展。其开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。比方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/比拟逻辑等。有的单片机针对*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核为核心，集成了USB控制器、SMART CARD接口、MP3解码器、CAN或者I*I*C总线控制器等，LED、LCD或VFD显示驱动器也开场集成在8位单片机中。2.高效率和高性能为了提高执行速度和执行效率，单片机开场使用RISC、流水线和DSP的设计技术，使单片机的性能有了明显的提高，表现为：单片机的时钟频率得到提高；同样频率的单片机运行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，单片机的寻址能力、片ROMFLASH和RAM的容量都突破了以往的数量和限制。由于系统资源和系统复杂程度的增加，开场使用高级语言如C语言来开发单片机的程序。使用高级语言可以降低开发难度，缩短开发周期，增强软件的可读性和可移植性，便于改良和扩大功能。3.低电压和低功耗单片机的嵌入式应用决定了低电压和低功耗的特