1、1 第一届 “ 桂林电子科技大学信息科技学院博创 杯单片机 竞赛 ” 作品名称： 基于 AT89S52 的红外解码摇控俄罗斯方块 院 （系）： 信息科技学院 专 业： 电子工程系 2010 年 5 月 8 日 参赛作品信息单 项目人员信息 作品名称 基于 AT89S52 的红外解码摇控俄罗斯方块 所属单位 信息科技学院 项目人员 院（系） 学号 联系方式 请认真填写参 赛人员信息，申报者写在最前，学历由高到低。 2 项目情况 开始时间 3.20 完成时间 5.8 项目内容 创新点 科学性和应用性 请认真填写，您的作品参赛信息单会一同发到评委老师手上。 红外 解码摇控 红外信号发射接收 单片机
2、游戏设计 远程无线遥控 参赛作品联系单 申报单位 信息科技学院 作品名称 基于 AT89S52的红外解码摇控俄罗斯方块 作品类型 科技发明 A 类 联系人 联系方式 备注： 摘要 本文 基于单片机设计的俄罗斯方块游戏，除了具有传统意义上的俄罗斯游戏的特点：向上（变形），向下（加速），向左移动，向右移动 这些操作，还增加了暂停，和选关操作，同时还增加了红外解码摇控操作等功能。 具体实现上，硬件系统平台采用 AT89S52 单片机，搭载 LCD，键盘和红外解码摇控器，构成了一个轻便携的游戏机系统。 AT89S52 单片机技术成熟，功能强大，应用广泛。使用单片机作为控制核心，可以简化硬件电路，采用软
3、件编程控制单片机实现硬件电路的功能，降低成本。软件采用 C 语言编程，方便灵活，大大加快了软件开发速度，缩短了开发周 期，并且便于移植。文中具体介绍了使用到的各种硬件的特性，游戏的各种功能与详细设计软件的具体设计思路。 In this paper, the game of Tetris Elements is such a game based on MCU.In addition to the traditional sense of the Tetris Elements game features: Upward (distortion), downward (acceleration)
4、, towards left moves, towards right moves these operations, but also increased the suspension, with elects to close the operation, meanwhile increased the infrared decoding to swing controls functions and so on operation.The hardware system uses AT89S52 MCU platform with one LCDs,keyboards 3 and The
5、 infrared decoding swings controls,ultimately forming a compact portable game system.AT89S52 MCUs technology is mature,powerful and widely used.The use of MCU as control core,you can simplify the hardware circuit,achieve hardware functions of the circuit with software programming to control the MCU,
6、and reduce energy consumption and costs.Software use C language programming,it is convenient and flexibly easy to transplant.The article introduces the use of a variety of hardware features,the game features and the detailed design. 1 绪论 随着社会的发展， 人们的生活步调也日益加快，而此时一款可以随时随地娱乐的游戏成了必需品。俄罗斯方块 简单易玩，却其乐无穷，给
7、人们带来 追逐的快感，以及成功后的满足感 。对于紧张压力下的现代人是很好的放松工 具 。 传统的俄罗斯方块只有向上（变形），向下（加速） ，向左移动，向右移动等功能，本次作者对俄罗斯方块游戏进行了升级，增加了暂停功能，选关功能，以及使用了红外摇控器操作 ，使玩家的游戏体验更刺激。 2 游戏 需求 随机给出不同的形状（长条形、 Z 字形、反 Z 形、田字形、 7 字形、反 7 形、T 字型）下落填充给定的区域，若填满 一条便消掉，记分，当达到一定的分数时，过关，设置 九 关，每关方块下落的速度不同，若在游戏中各形状填满了给定区域，为输者。游戏功能要求如下： 游戏界面需求 :良好的用户界面，有关数
8、显示和分数显示 ，以及断续 /暂停游戏显示 。让方块在一定的区域内运动和变形 ,该区域用一种颜色表明 ,既用一种颜色作为背景 ,设为黑色。 游戏形状 (方块 )需求 :良好的方块形状设计，绘制七种常见的基本图形（长条形、 Z 字形、反 Z 形、田字形、 7 字形、反 7 形、 T 字型），各个方块要能实现它的变形，可设为顺时针或逆时针变形，一般为逆时针。 键盘 处理事件 :方块下落时，可通过键盘方向键（上、下、左、右键）对该方块进行向上 (变形 ),向下（加速）、向左、向右移动 、继续 /暂停、选关操作 。 显示需求 :当不同的方块填满一行时可以消行，剩余方块向下移动并统计分数。当达到一定的分
9、数时 就显示用得 。设置 九 关，每关方块下落的速度不同。 4 3 概要设计 3.1 游戏设计分析 3.1.1 方块的装载 3.1.2 方块灯类型数据 方块类型虽然运送不同，但状态与行为都是相同的，如下表所示。 方块的状态与行为 对 象 要 素 说 明 状态 记录方块形状的变量 行为 方块根据 x=y;y=2-x进行旋转 3.1.3 程序运算逻辑 程序中逻辑运算通常只作数值的运算及分析，如方块移动时阻碍判断、方块满行判断、删除满行、方块移动、定时器、事件响应等。 随机抽取一个数 随机数 一字形 Z字形 反 Z 字形 7 字形 反 7形 倒 T 形 田字形 游戏是否结束 显示游戏失败记录所得分数
10、 保存当前方块坐标 显示方块于屏幕上 是 否 5 3.1.4 绘图 绘图会因为显示屏 的不同而有所不同， 作者采用 LCD12864 液晶作为显示屏，操作简单，程序的可移植性好。 3.1.5 保存方块坐标（ save()） 方法 是 将活动方块的之前坐标保存，在方块移动后，它就起到清 除 旧图形的重要作用，就是如些使 LCD12864 显示界面不用不断的刷新，然后再去绘制新图，这样可以使得屏幕不会变得太闪烁。 3.1.6硬件系统平台 “可移植性高”是 单片机 的属性之一， 单片机 的应用涉及许多领域，不同的平台对于它的设定不尽相同，若将显示平台独立为一个类，将有助于主程序的完整性及移植程序的快
11、速性。 3.2 游戏流程图 4 硬件结构设计 系统采用的硬件设备主要包括 AT89S52 单片机， LCD12864， RSM2222-001(遥控 )。 4.1 单片机最小系统 AT89S52 共有 32 条并行双向 I/O 口线，分成 4 个 I/O 端口，记做 P0、 P1、P2 和 P3。每个端口均由数据输入缓冲器、数据输出驱动及锁存器等组成。 4 个端口在结构和特性上是基本相同的，但又具特点。我用了大部分 I/O 口来实现我的用途和目的。电 路图如下： 程序运行 AT89S52主控芯片 LCD12864液晶显示 红外摇控器对 按键进行 控制 6 4.1.1 复位电路 一般情况下单片机
12、的复位电路有两种，即上电复位电路和手动复位电路。本图采用的是手动复位电路，当按下按键 K6 时，单片机将进行复位。电路图如 下： 4.1.2 单片机的时钟电路 AT89S52 芯片内部有一个用于构成振 荡器的高增益反相放大器，输入端引脚为 XTAL1，输出端引脚为 XTAL2。当工作于内部时钟方式时，在芯片的外部，XTAL1 和 XTAL2 之间跨接晶体振荡器和两个微调电容，它们和芯片内部的振荡器电路构成一个稳定的自激振荡器，在 XTAL2 引脚上会输出一个 3V 左右的正弦波。电容器 C1 和 C2 的主要功能是协调振荡频率并帮助振荡器起振，取值一般在 20pF60 pF， 典型值为 30
13、pF。根据单片机型号的不同，晶体振荡器的频率范围也不相同，高速单片机可以工作在 32MHz 的振荡频率下，一般单片机的典型工作频率为 6MHz、 12 MHz、 11.0592 MHz. 7 我用的是 12 MHz的振荡频率，电路图 如下： 4.2LCD12864液晶显示 12864C-1是一种 具有 4 位 /8 位并行、 2 线或 3 线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块； 其显示分辨率为 128 64, 内置 8192个 16*16 点汉字，和 128 个 16*8 点 ASCII 字符集 .利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全
14、中文人机交互图形界面。 可以显示 8 4行 16 16点阵的汉字 . 也可完成图形显示 .低电压低功耗是其又一显著特点。 由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。 LCD12864 显示屏电路图如下： 4.3 红外接收电路 8 我 们是通过购买二手市场中的通用红外摇控器，再通过自己设计接收电路，来实现红外解码摇控，使得电路简单易懂，而且容易实现功能。接收电路图如下： 5 软件结构设计 (1)主函数模块 主函数是整个程序运行的一个缩影，是一个无限循环的程序。完成的操作包括初始化一系列硬件软
15、件，利用定时中断完成对游戏时钟的控制， 调用其他模块完成按键处理， 方块移动 与游戏的处理。 (2)按键模块 按键模块分为按键检测模块和按键处理模块两部分。 按键检测模块初始化 红外解码 按键对应的管脚，利用 红外解码值来 检测具体是哪个按键被按下，将该按键 的原码数值读回，并且进行相 对应的 操作 。 (4)LCDl2864 显示模块 该模块负责显示游戏界面。针对七种状态 (游戏欢迎状态，游戏选择地图状态，游戏 初始化 状态，游戏中状态，游戏中暂停状态，游戏结束状态，在 LCDl2864上时时刷新显示不同的画面。 (5)方块 运动控制模块 该模块负责对 方块 的动作与状态的控制， 包括游戏开
16、始时对 方块 的初始化，方块 移动的处理，根据当前 方块的新 坐标方向，更新 旧 坐标 方向 。 (6)游戏控制模块 该模块负责游戏的控制，具体包括在屏幕上随机生成新 方块 ； 满行 后分数增加， 也可以暂停选级别操作 。 体会 在 进行该游戏 设计以前，我对 单片机 游戏 设计 只是停留在理论知识的水平上，是 “纸上谈兵”，缺乏实际的经验。这次通过此次设计，我 们 完成了俄罗斯游戏的 设计 。在整个 设计 过程中遇到了很多问题， 如方块的装载和变形、屏幕太闪烁的问题、满行判断及消行的处理。 为了熟悉俄罗斯方块的相关运作，我经常在玩 手 机 上的俄罗斯方块，慢 慢去发现它所有的功能，然后再思考
17、和查阅资料进行分析，经过逐步的设计与反复的修改论证， 经过一个 月的不断努力 ,本游戏的设计内容已经基本上完成了。回顾这个设计过程 ,我学到了许多书本上没有学到的知识。通过这次自己制作的软件 ,丰富了自己的实践技能 ，以及和队友的交流沟通能力， 扩展了本专业的知识面 ,使我受益非浅 ,同时也体验到了搞 游戏设计 的困 难度。在这次设计的同时 ,我又从中学到了许多东西。但由于我对这样的软件开发还只是一个开始， 了解的不多， 这其中或许还有很多的不足，有些模块做得9 不是很好，有些功能还不能够完全的实现， 如不能把 要装载的方块提前显示出来。因此做得不是很好，界面的设计及整体的布局还比较简单，没有突出特色出来，这也可能是我这个系统的不足之处，在这里也恳请各位老师能够对我的作品指明不足并加以改正。 四、 附录 10
