基于51单片机的推箱子游戏设计方案.docx

1、基于51单片机的推箱子游戏设计方案基于51单片机的推箱子游戏设计方案 1、课程设计目的MCS-51单片机课程设计是与MCS51单片机课程相配套的实践教学环节。MCS51单片机是一门实践性很强的专业基础课，通过课程设计，达到进一步理解单片机的硬件、软件和综合应用方面的知识，培养实践能力和综合应用能力，开拓学习积极性、主动性，学会灵活运用已经学过的知识，并能不断接受新的知识。培养大胆发明创造的设计理念，为今后就业打下良好的基础。通过课程设计，掌握以下知识和技能：1.单片机应用系统的总体方案的设计；2.单片机应用系统的硬件设计；3.单片机应用系统的软件程序设计；4.单片机开发系统的应用和调试能力 2

2、、课程设计题目和实现目标2.1 课程设计题目：基于51单片机的推箱子游戏设计2.2实现目标设计一款在以51单片机为核心的硬件系统中运行的推箱子游戏。游戏一共9关，功能包括：（1）显示游戏开机界面和游戏界面；（2）按键处理包括移动小人和移动箱子，通过移动上下左右键来控制小人的移动，通过小人推动箱子，把箱子推到指定的目的地为过关，箱子只能推不能拉；（3）用于可以任意选关，并能随时退出、进入游戏；（4）每一关都有时间计时，显示当前玩家的游戏耗时。3、设计方案根据设计目标，整个系统框图如下:图1 系统框图3.1 控制模块选用ATMEL公司 生产的AT89C52为主控芯片，它是是一个低电压，高性能CMO

3、S 8位单片机，主要功能特性如下：1、兼容MCS51指令系统；2、8k可反复擦写(大于1000次）Flash 7、2个串行中断，可编程UART串行通道；8、2个外部中断源，共8个中断源；9、2个读写中断口线，3级加密位；10、低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功能；本次课设选用PDIP封装的 AT89C52芯片，其引脚功能如图2所示，图3为最小系统： 图2 引脚功能图3 最小系统U1:AT89C52,DIPf封装；C1，C2：22pf瓷片电容C3:10uf电解电容；X1：12M晶振R1:10K金属膜电阻3.2 显示模块选用置T6963C控制控制器的12864图形点阵液晶（以下简称Lcd1

4、2864）做为显示模块。T6963C控制器的最大特点具是有硬件初始值设置功能，显示驱动所需的参数，例如：占空比系数、每行驱动传输的字节数、字符的字体选择等均由引脚电平设置。所以，液晶显示模块在上电时T6963C控制器就进行初始化设置，软件操作的主要精力就可以全部用于显示界面的设计上。 市场上出售此控制器的液晶很多，本次课设选用市晶日达科技生产KXM12864F.LCD12864和单片机以模拟方式连接，即通过模拟操作时序的方法控制液晶显示。具体的接线图如图4所示图4 显示模块RP1:1k排阻，用于做P0口的上拉电阻；LCD1：KXM12864F3.3按键模块16个轻触按键连接成4*4矩阵键盘，做

5、为按键模块，如图5所示图5 4*4矩阵键盘最终系统的硬件系统如下：图6 硬件系统4、Proteus仿真原理图 在proteus搭建的仿真原理图如下：图7 硬件系统图8 开机画面图9 游戏画面图10 游戏画面5.程序设计5.1 Lcd12864显示驱动程序图11 读写指令/数据时序图准备向Lcd12864进行操作时，首先要读取lcd12864的当前的状态，只有lcd12864不忙的时候才能读写操作和数据。相关程序如下：/*函数名：status_bit_01()功能：状态位sta1(读/写指令),sta0（读/写数据）判断入口参数：返回值：状态值i */ unsigned char status_

6、bit_01() unsigned char i; P0=0xff; cd=1; rd=0; for(i=10;i0;i-) if(P1&0x03)=0x03) break; rd=1; return i; /*函数名:write_data(unsigned char dat)功能：写数据入口参数：8位数据dat返回值：*/void write_data(unsigned char dat) while(status_bit_01()=0); rd=1;cd=0;wr=0; P0=dat; wr=1;cd=1; /*函数名:write_cmd1(unsigned char cmd)功能：写命令

7、，无参数入口参数：8位命令cmd返回值：*/void write_cmd1(unsigned char cmd) while(status_bit_01()=0); rd=1;cd=1;wr=0; P0=cmd; wr=1;cd=0; /*函数名:write_cmd2(unsigned char cmd)功能：写单参数命令入口参数：8位数据dat，8位命令cmd返回值：*/void write_cmd2(unsigned char dat,unsigned char cmd) write_data(dat); write_cmd1(cmd);/*函数名:write_cmd2(unsigned

8、char cmd)功能：写双参数命令入口参数：8位数据data1，8位数据data2，8位命令cmd返回值：*/void write_cmd3(unsigned char data1,unsigned char data2,unsigned char cmd) write_data(data1); write_data(data2); write_cmd1(cmd);图12 为Lcd12864的指令集，向Lcd12864写入相关的指令，即可控制其显示。图12 Lcd12864的指令集使用液晶前必须对其进行初始化操作，初始化的容包括光标指针设置，图形区首地址，图形区宽度，显示方式设置，图形方式显

9、示，标形状设置。相关程序如下：/*函数名:init_12864()功能：初始化lcd12864入口参数：返回值：*/ void init_12864() wr=1;rd=1;cd=1;rst=1;/初始化 write_cmd3(0x01,0x00,0x21);/光标指针设置 write_cmd3(0x00,0x00,0x42);/图形区首地址 write_cmd3(16,0x00,0x43);/图形区宽度 write_cmd1(0x88);/显示方式设置，正常显示 write_cmd1(0x98);/图形方式显示，不显示字母，只打点 write_cmd1(0xa0);/光标形状设置1 0 1

10、0 0 N2 N1 N05.2 按键扫描程序初始P1的电平为0x0f,当有按键下时，电平发生变化，开始程序开始扫描判断哪个按键被按下，并返回按键号，相关程序如下：/*函数名:keys_scan()功能：按键扫描入口参数：返回值：按键号keyno */unsigned char keys_scan() unsigned char tmp; unsigned char keyno; if(P1 != 0x0f) P1 = 0x0f; delayms(1); tmp = P1 0x0f; switch(tmp) case 1: keyno = 0;break; case 2: keyno = 1;b

11、reak; case 4: keyno = 2;break; case 8: keyno = 3;break; default:keyno = 16; P1 = 0xf0; delayms(1); tmp = (P1 4) 0x0f; switch(tmp) case 1:keyno += 0;break; case 2:keyno += 4;break; case 4:keyno += 8;break; case 8:keyno += 12;break; P1=0x0f; return keyno; 5.3 游戏元素设计出现在显示画面中的游戏元素总共有6种：墙壁，箱子，小人，目的地，空白，箱

12、子在目的地。每个元素在液晶上以一个字符显示，即88的点阵。在字模提取软件设计各个元素，并获得元素的显示码。显示码的每8位构成字符的一行，8就行有8个字节。其中1表示该点显示，0表示该点不显示。图13-是在字模提取软件设计的各个元素， 图13 小人 图14 墙壁 图15 箱子 图16 目的地 图17 箱子在目的地 图18空白 定义一个二维数组elements8，存储这些点阵信息。其中第一个地址为元素代号unsigned char code elements8= 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, /0空白 0x3C,0x7E,0x66,0x3C,0x

13、7E,0x99,0x3C,0x66, /1人物 0x7F,0x7F,0x7F,0x00,0xEF,0xEF,0xEF,0x00, /2砖头 0xFF,0xC3,0xA5,0x99,0x99,0xA5,0xC3,0xFF, /3箱子 0x00,0x18,0x24,0x4A,0x52,0x24,0x18,0x00, /4目标 0xFF,0xBD,0xDB,0xE7,0xE7,0xDB,0xBD,0xFF, /5箱子到达目标 ;5.4元素的显示由于T6963c液晶是按以列1字符（8点），行1点来定位的，所以显示时，要先定位显示字符位的列字符和行字符首地址，即行*0x80+列；再定义一个循环变量i，从

14、0,到7，定位该字符位的8个点行，即行*0x80+列+i*0x10，定位到每个点行后，写入对应的元素字节，即elements元素代号i，就可以在液晶的指定字符位置上显示该元素了。相关元素显示子函数如下：/*函数名:printelement()功能：指定字符位置,显示元素入口参数:列字符地址xh，行字符地址yh，元素代码elnum返回值：*/void printelement(unsigned char xh, unsigned char yh,unsigned char elnum) unsigned char i; int temp; for(i=0;i8;i+) /行地址加+1 temp

15、= yh* 0x80+i*0x10 + xh; write_cmd3(temp&0xff,temp/0xff,add_pos); write_cmd2(elementselnumi,noc_wr); 调用如下程序，对显示元素进行测试，图19为显示效果：printelement(0,1,1); /在第0列，第1行，显示1号元素（小人）printelement(1,1,2); /在第1列，第1行，显示2号元素（墙壁）printelement(2,1,3); /在第2列，第1行，显示3号元素（箱子）printelement(3,1,4); /在第3列，第1行，显示4号元素（目的地）printelem

16、ent(4,1,5); /在第4列，第1行，显示5号元素（箱子在目的地上）图19 显示效果5.5 游戏关卡界面设计游戏每关都是在88个字符组成的区域中进行的，只要在每一个字符显示相应的元素，就可以组成游戏界面。定义一个三维数组code level88，存储每一关每一个字符位上要显示的元素。 各关卡的界面如下: /*第1关*/ 0,0,2,2,2,2,2,0, 2,2,2,0,0,0,2,0, 2,0,3,0,2,0,2,2, 2,0,2,0,0,4,0,2, 2,0,0,0,0,2,0,2, 2,2,0,2,0,0,0,2, 0,2,1,0,0,2,2,2, 0,2,2,2,2,2,0,0,

17、图20 第1关游戏画面 /*第2关*/ 2,2,2,2,2,2,2,2, 2,0,0,0,0,0,1,2, 2,0,0,0,5,0,0,2, 2,0,0,2,2,2,2,2, 2,2,0,0,2,0,0,0, 2,0,3,0,2,0,0,0, 2,0,0,4,2,0,0,0, 2,2,2,2,2,0,0,0, 图21 第2关游戏画面 /*第3关*/ 0,0,2,2,2,2,0,0, 0,0,2,4,4,2,0,0, 0,2,2,0,4,2,2,0, 0,2,0,0,3,4,2,0, 2,2,0,3,0,0,2,2, 2,0,0,2,3,3,0,2, 2,0,0,1,0,0,0,2, 2,2,2

18、,2,2,2,2,2, 图22 第3关游戏画面 /*第4关*/ 0,0,0,2,2,2,2,0, 0,2,2,2,0,1,2,0, 0,2,0,0,3,0,2,0, 2,2,0,2,0,2,2,2, 2,0,0,2,0,2,4,2, 2,0,2,0,0,3,4,2, 2,0,0,0,0,0,0,2, 2,2,2,2,2,2,2,2, 图23 第4关游戏画面 /*第5关*/ 0,0,0,2,2,2,2,0, 0,2,2,2,0,1,2,0, 0,2,0,0,3,0,2,0, 2,2,0,2,0,2,2,2, 2,0,0,2,0,2,4,2, 2,0,2,0,0,0,0,2, 2,0,0,0,0,

19、0,0,2, 2,2,2,2,2,2,2,2, 图24 第5关游戏画面 /*第6关*/ 0,0,0,2,2,2,2,0, 0,2,2,2,0,1,2,0, 0,2,0,0,3,0,2,0, 2,2,0,2,0,2,2,2, 2,0,0,2,0,2,4,2, 2,0,2,0,0,3,4,2, 2,0,3,0,0,0,4,2, 2,2,2,2,2,2,2,2, 图25 第6关游戏画面 /*第6关*/ 0,0,2,2,2,2,2,0, 2,2,2,0,0,0,2,0, 2,0,3,0,2,0,2,2, 2,0,2,0,0,4,0,2, 2,0,0,0,0,2,0,2, 2,2,3,2,4,0,0,2

20、, 0,2,1,0,0,2,2,2, 0,2,2,2,2,2,0,0, 图26 第7关游戏画面 /*第7关*/ 0,2,2,2,2,0,0,0, 2,2,0,0,2,0,0,0, 2,1,3,0,2,0,0,0, 2,2,3,0,2,2,0,0, 2,2,0,3,0,2,0,0, 2,4,3,0,0,2,0,0, 2,4,4,5,4,2,0,0, 2,2,2,2,2,2,0,0, 图27 第8关游戏画面 /*第9关*/ 0,0,0,2,2,2,2,0, 0,2,2,2,0,0,2,0, 2,2,0,1,3,0,2,0, 2,0,4,3,0,0,2,0, 2,0,4,5,0,2,2,0, 2,0

21、,4,3,0,2,0,0, 2,2,0,0,2,2,0,0, 0,2,2,2,2,0,0,0, 图28 第9关游戏画面 ;5.6 开机画面开机画面是用画图程序制作的一个128像素64像素的单色位图，并用取模软件提取该图像的点阵信息，共1024字节。使用t6963c的写数据地址自动加1的命令写入上述全部1024字节的数据，显示开机画面。图29 开机界面图30 字模提取图31 proteus中显示效果图像的点阵码：/*- 宽度x高度=128x64 -*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0

22、0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0

23、0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0

24、0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x03,0xE0,0x7C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0

25、0,0xFC,0x7C,0xC0,0x06,0x30,0xC6,0x00,0x1F,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x86,0xC7,0xF0,0x06,0x1F,0xC7,0xF8,0x30,0x00,0x01,0xC0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x87,0x86,0x18,0x0C,0x01,0x80,0x0C,0x30,0x00,0x00,0xC0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x87,0x82,0x18,0x1C,0x01,0x80,0x0E,0x30,0x00,0x00,0x40,0x0

26、0,0x00,0x00,0x00,0x01,0x87,0x06,0x0C,0x18,0x01,0x00,0x06,0x30,0x00,0x00,0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x87,0x07,0x0F,0x10,0x03,0x00,0x0C,0x30,0x00,0x00,0xC0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0C,0x06,0x00,0x01,0x90,0x43,0x00,0x0C,0x1F,0xFF,0x01,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0C,0x06,0x00,0x01,0x98,0xC3,0x08,0x38,0x0

27、0,0x3E,0x03,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0C,0x0C,0x00,0x01,0x8F,0xC3,0x1C,0x38,0x00,0x3C,0x06,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0C,0x0C,0x00,0x03,0x1F,0xC7,0xFC,0x7C,0x7F,0xF6,0x0F,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x88,0x1E,0x1F,0x1C,0x7F,0x67,0xDC,0xC0,0x03,0x18,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x8C,0x00,0x03,0x18,0x01,0x80,0x0C,0xC0,0x01,0xF0,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0x03,0x87,0x80,0x03,0x10,0x00,0x80,0x0C,0xC0,0x00,0x00,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0E,0x01,0x80,0x03,0x10,0x00,0x9F,0x0C,0xC0,0x00,0x00,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0C,0x01,0x80,0x03,0x18,0x0F,0x80,0x0C,0xC0,0x00,0x00,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0x