《单片机原理及应用》课程设计报告-基于MCS-51单片机的俄罗斯方块游戏设计汇.doc

《单片机原理及应用》课程设计报告 基于MCS-51单片机的俄罗斯方块游戏设计 学 号 姓 名 同 组 成 员 专 业 电气工程及其自动化 班 级 0905 班 指 导 教 师 院（系、所） 电气与电子工程学院 华中科技大学教务处制 目录 一、课程设计的目的 4 二、题目要求 4 三、原理概述 4 四、调试过程 4 五、验收结果 4 六、个人体会 10 七、参考文献 10 八、致谢 10 附录一：外电路原理图 11 附录二：程序清单 12 一、课程设计的目的 加深对单片机的理解，熟悉单片机的原理，掌握单片机的编程方法与技巧 灵活运用单片机的基础知识，增强利用理论知识解决实际问题的能力 二、题目要求 1.验收时，先在仿真机的LED上显示自己学号的后6位，再进行相应内容验收。 2.能在单片机实验箱通用板上的液晶显示屏（LCD）上玩俄罗斯方块游戏，使用4*4键盘输入，能够完美实现俄罗斯方块的基本游戏内容，界面优美，最后可以显示分数和级别，如果游戏失败显示“GAME OVER”，最后显示本人姓名“YANG XIN”和学号“200911880”。 原理概述 1. 程序整体思路 单片机上的程序设计一般是一个大循环结构，对于俄罗斯方块的程序设计，首先产生一个伪随机数，其范围是0-6，分别对应俄罗斯方块中随机产生的七种方块，然后程序根据此数值所对应的图形模块装入RAM的固定区域内，紧接着将此图像写入LCD所对应的显示缓冲区中，显示程序将缓冲区内的内容显示在显示屏上，如果没有控制键按下，图形将自动向下移动。如果有键按下，程序将根据按下的键来改变图形存储区的值，同时程序将判断图形是否已到达边界，当图形最上层到达显示区顶部，则游戏结束，此时将清除显示缓冲的内容，游戏重新开始。 2．图形显示 QH12864T液晶显示器一共有128*64个像素点，本程序中每个像素点用一个坐标表示，左上角为（0,0），右下角为（128,64）。对于显示类的基本操作是任意点亮一个点，熄灭一个点，任意点亮n个点，灭掉n个点，如此一来游戏的第一个关键点就完成了。 我们将RAM中选取一段为显示缓冲区，这里面的每一位对应LCD上的的一个点，LCD将实时显示缓冲区的内容，也就是当此缓冲区内容一改变，LCD上看到的也会做出相应的改变。同时游戏中的那些方块被存放在一个类似于一维的数组之中，每一个方块对应四个小方块，根据伪随机数将这四个小方块对应的值装入RAM固定的区域内。如果要显示方块只需将这些方块所对应的点写入缓冲区就可以了。 3．消层算法 设置循环变量数R2=128，即总共要扫描128次，每一次循环过程中检测此行是否已满，也就是检测这一行所对应的存储单元是否全为1，如果全为1则将此行消去，即将此行对应的RAM清零。同时将此行上面RAM的内容按每列依次下移，下移完之后重新令R2=0，又从第一行开始检测。此行不全为零时只需令R2=R2+1，直到R2=128消层过程结束。 4．旋转算法 首先要确定一个旋转中心，假如旋转中心的编号是n，将n除以64，商是m存入R1余数是l存入R2，及时用商和余数建立坐标系。此时若以此为旋转中心的图形需要旋转，则将每一个小方块对应编号除以64，商减去R1，余数减去R2，而每一个方块一次将旋转90度，所以有公式x1,y1,x2,y2 ， x2= - y1,y2= x1，其中x1，y1为旋转之前的坐标，x2,y2为旋转之后的坐标。旋转完之后将x2加上R1将y2加上R2，然后将x2乘以64再加上y2。执行四次，此过程旋转结束。 调试过程 1、学号显示部分单独调试 这个在之前的很多实验中都有涉及，程序较为简单，语句也不复杂，本实验中才用的是并行动态显示，调试一次成功。 游戏程序调试相关 验收结果 下图为当时的整个实验装置： 实验中，游戏随机产生方块 按下控制键，方块旋转： 按下控制键，方块加速下落 方块下落到底部，最底层被填满： 最底层填满后，自动消去这一层： 随机产生下一个方块，每次产生方块完全随机： 最后一幅图为游戏结束后，显示所得分数，每消去一行得到一分，显示“GAME OVER”和游戏者姓名学号。 本次实验默认游戏者为本人YANG XIN（杨欣），学号（U）200911880 六、个人体会 在这次实验过程中，特别是调试的时候，如果能够顺利排除BUG实现程序预定功能是最让人开心的，这个过程也会让我很享受。但是如果由于一些搞不清楚的原因迟迟达不到目标，也是最让人烦躁的。而其中的问题，只能漫无目的地去尝试，无法在逻辑中得到答案，我个人遇到了这种状况，确实很无奈。不知道是否是因为我的分析不到