STM32貪吃蛇課程設(shè)計報告

ID:442651 · 發(fā)表于 2018-12-9 14:44

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，嵌入式近些年來逐漸興起，其領(lǐng)域比較新，發(fā)展非常迅速，由于它屬于新興領(lǐng)域，接觸的人并不是很多，但是嵌入式在各種電子設(shè)備上的應(yīng)用越來越越廣泛，并且各種電子設(shè)備也在朝著嵌入式微系統(tǒng)，智能化的方向前進(jìn)。STM32系列是基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計的ARM Cortex-M內(nèi)核。作為21世紀(jì)的人才，為了與社會實際需要相銜接，提高我們的學(xué)習(xí)興趣，利用STM32系列單片機(jī)進(jìn)行了一次嵌入式系統(tǒng)設(shè)計。

摘要

在本次作業(yè)中采用STM32系列中的STM32F103RCT6微控制器芯片，采用ALIENTEK戰(zhàn)艦STM32開發(fā)板，使用MiniSTM32開發(fā)板上的 LCD 接口，來點亮 TFTLCD，實現(xiàn)觸摸屏功能。

課程設(shè)計任務(wù)要求

本次的課程設(shè)計目的是實現(xiàn)一個經(jīng)典的貪吃蛇游戲，整個游戲?qū)崿F(xiàn)功能分別為：

1、初始化程序。

2、隨機(jī)紅點、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、判斷邊框。

系統(tǒng)硬件設(shè)計

硬件設(shè)計原理圖

根據(jù)此硬件設(shè)計圖再結(jié)合軟件設(shè)計就能做出此游戲。

系統(tǒng)軟件實現(xiàn)

此次的課程設(shè)計在于開發(fā)個貪吃蛇游戲，其流程圖如下圖所示。

程序流程圖

為方便介紹，此軟件實現(xiàn)只給出主要程序部分:

1、本例程提供了硬件平臺的初始化

GPIO是常規(guī)輸入/輸出端口，STM32F103RCT6有PA、PB、PC、PD、PE共5個16位的GPIO。STM32的GPIO都可編程，具有很多復(fù)用功能。GPIO可以配置為很多總模式，這些模式有：輸入浮空、輸入上拉、輸入下拉、模擬輸入、開漏輸入、推挽輸出、推挽復(fù)用、開漏復(fù)用。通過對GPIO寄存器編程，可以設(shè)置每個端口的工作模式。

24C02 EEPROM是開發(fā)板板載的 2Kbit（256 個字節(jié)）EEPROM ，型號為：24C02，用于掉電數(shù)據(jù)保存。因為 STM32 內(nèi)部沒有 EEPROM，所開發(fā)板外擴(kuò)了24C02，用于存儲重要數(shù)據(jù)，用來做IIC 實驗，該芯片直接掛在 STM32 的 IO 口上。

IIC(Inter－Integrated Circuit)總線是一種由 PHILIPS 公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。它是由數(shù)據(jù)線 SDA 和時鐘 SCL 構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在 CPU 與被控 IC 之間、IC 與 IC 之間進(jìn)行雙向傳送，高速 IIC 總線一般可達(dá) 400kbps 以上。IIC 總線在傳送數(shù)據(jù)過程中共有三種類型信號，它們分別是：開始信號、結(jié)束信號和應(yīng)答信號。

開始信號：SCL 為高電平時，SDA 由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。

結(jié)束信號：SCL 為高電平時，SDA 由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。

應(yīng)答信號：接收數(shù)據(jù)的 IC 在接收到 8bit 數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的 IC 發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收到數(shù)據(jù)。CPU 向受控單元發(fā)出一個信號后，等待受控單元發(fā)出一個應(yīng)答信號，CPU 接收到應(yīng)答信號后，根據(jù)實際情況作出是否繼續(xù)傳遞信號的判斷。若未收到應(yīng)答信號，由判斷為受控單元出現(xiàn)故障。

/********************************************************************
* 名稱：AT24CXX_Init(void)
* 功能：初始化IIC接口
********************************************************************/
//初始化IIC接口
void AT24CXX_Init(void)
{
IIC_Init();
}
void IIC_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
//RCC->APB2ENR|=1<<4;//先使能外設(shè)IO PORTC時鐘
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE );
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ; //推挽輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
IIC_SCL=1;
IIC_SDA=1;
}
/*******************************************************************
* 名稱：void CMLCD_Init(void)
* 功能：初始化觸摸屏的硬件接口
********************************************************************/
void CMLCD_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);//使能PORTC時鐘
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_13;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //設(shè)置成推免輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOC 0 3 13
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_1; //初始化GPIOC 2 1
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空輸入
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
TPEN=1;
}

復(fù)制代碼

2、貪吃蛇功能控制
SPI是串行外設(shè)端口，是一種同步串行外設(shè)端口，它可以使MCU與各種外圍設(shè)備以串行方式進(jìn)行通信、交換信息。STM32的SPI支持全雙工同步傳輸，可選擇以8或16位傳輸幀格式進(jìn)行傳輸，支持多種模式。
USART為STM32的同步異步接收器。它提供了一種靈活的方法與使用異步串行數(shù)據(jù)格式的外部設(shè)備之間進(jìn)行全雙工數(shù)據(jù)交換。USART利用分?jǐn)?shù)波特率發(fā)生器提供寬范圍的波特率選擇。另外，它還允許多處理器通信。USART也可以使用DMA方式直接將接受的數(shù)據(jù)存儲到內(nèi)存或從內(nèi)存中批量發(fā)送數(shù)據(jù)，也支持多種中斷方式。
TFT-LCD 即薄膜晶體管液晶顯示器。其英文全稱為:Thin Film Transistor-Liquid CrystalDisplay。TFT-LCD 與無源 TN-LCD、STN-LCD 的簡單矩陣不同，它在液晶顯示屏的每一個象素上都設(shè)置有一個薄膜晶體管（TFT），可有效地克服非選通時的串?dāng)_，使顯示液晶屏的靜態(tài)特性與掃描線數(shù)無關(guān)，因此大大提高了圖像質(zhì)量。TFT-LCD 也被叫做真彩液晶顯示器。ALIENTEK 提供的 2.8寸TFTLCD 模塊，其驅(qū)動芯片有很多種類型，比如有:ILI9341/ILI9325/RM68042/RM68021/ILI9320/ILI9328/LGDP4531/LGDP4535/SPFD5408/SSD1289/1505/B505/C505/NT35310/NT35510 等。
LED（DS0 和 DS1）。其電路在ALIENTEK MiniSTM32開發(fā)板上默認(rèn)是已經(jīng)連接好了的。DS0接PA8，DS1接PD2。

系統(tǒng)調(diào)試及實驗結(jié)果

調(diào)試過程：

在測試過程中出現(xiàn)了一些問題，點觸的時候點不準(zhǔn)確，我覺得可以加上觸屏校準(zhǔn)，使其精準(zhǔn)。

實驗結(jié)果：

達(dá)到隨機(jī)生成果實、蛇上下左右移動、判斷蛇生死的功能，達(dá)到了設(shè)計的目的。實驗設(shè)計效果如下圖所示：

課程設(shè)計總結(jié)

本學(xué)期嵌入式課程在不知不覺中結(jié)束了，雖說這次課程時間不是很長，但是感覺自己收獲頗豐，不僅學(xué)習(xí)到了一些新知識，回顧了以前的一些快要遺忘的知識點，而且使自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)更加明確，學(xué)習(xí)方法更加完善，也體會到軟件開發(fā)的趣味，更加清楚地認(rèn)識到了自己在軟件開發(fā)及學(xué)習(xí)上的一些不足之處。在這次的課程中不僅檢驗了我所學(xué)習(xí)的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計過程中，與同學(xué)分工設(shè)計，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也學(xué)會了做人與處世。

課程是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程。“千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計，我深深體會到這句千古名言的真正含義。也感謝老師和同學(xué)們的幫助。我今天認(rèn)真的進(jìn)行作業(yè)設(shè)計，學(xué)會腳踏實地邁開這一步，就是為以后打下堅實的基礎(chǔ)。

/********************************************************************
* 名稱：int main(void)
* 功能：主函數(shù)
********************************************************************/
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "lcd.h"
#include "tanchishe.h"
#include "cmlcd.h"
#include "timeit.h"
#include "stdlib.h"
//畫一個大點(2*2的點)
//x,y:坐標(biāo)
//color:顏色
void TP_Draw_Big_Point(u16 x,u16 y,u16 color)
{
POINT_COLOR=color;
LCD_DrawPoint(x,y);//中心點
LCD_DrawPoint(x+1,y);
LCD_DrawPoint(x,y+1);
LCD_DrawPoint(x+1,y+1);
}
int main(void)
{
u8 sta,sta1;
u16 rand_color;
delay_init(); //延時函數(shù)初始化
uart_init(9600); //串口初始化為9600
LED_Init(); //初始化與LED連接的硬件接口
LCD_Init();
time_init();
CMLCD_Init(); // 觸摸屏初始化
AT24CXX_Init(); //eeprom 初始化
sta1=TP_Get_Adjdata();
if(!sta1)
{
sta=CMLCD_Adjust();
if(sta)
{
TP_Save_Adjdata(); //校準(zhǔn)成功就保存參數(shù)
LCD_ShowString(40,40,100,16,16,"SUCCESSFUL!");
}
else
{
LCD_ShowString(40,40,100,16,16,"NO SUCCESSFUL!");
}
}
TABCHISHE_Init();
while(1)
{
delay_ms(500);
//產(chǎn)生隨機(jī)坐標(biāo)
if(snake.eat_sta)
{
snake.eat_sta=0;
snake.rand_x=8*(1+(int)(29.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)));
snake.rand_y=8*(1+(int)(34.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)));
rand_color=LCD_ReadPoint(snake.rand_x,snake.rand_y);
while(rand_color==BLUE) //隨機(jī)點不能是蛇身上的點
{
snake.rand_x=8*(1+(int)(29.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)));
snake.rand_y=8*(1+(int)(34.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)));
rand_color=LCD_ReadPoint(snake.rand_x,snake.rand_y);
}
LCD_Fill(snake.rand_x,snake.rand_y,snake.rand_x+snake.size,snake.rand_y+snake.size,RED);
}
LED0=!LED0;
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,DISABLE ); //關(guān)中斷防止中斷服務(wù)函數(shù)對顯示坐標(biāo)的影響
snake.eat_sta=show(snake.d1);
disappear(snake.d2,turn);
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //開中斷
}
}
/*******************************************************************
* 名稱：void TABCHISHE_Init(void)
* 功能：貪吃蛇初始化
********************************************************************/
void TABCHISHE_Init(void)
{
Shuzu_Init(turn); // 轉(zhuǎn)向數(shù)組初始化
LCD_Clear(WHITE);
POINT_COLOR=RED;
LCD_DrawLine(0,282, 240, 282);
LCD_DrawLine(120,280, 120, 320);
LCD_ShowString(20,290,72,12,12,"left/down");
LCD_ShowString(20,303,36,12,12,"score:");
LCD_ShowString(140,290,64,12,12,"right/up");
// 以下為貪吃蛇程序初始化
LCD_Fill(120,160,136,168,BLUE); //一開始蛇長度為2個SIZE
snake.eat_sta=0;
snake.length=2;
LCD_ShowxNum(56,303,snake.length,3,12,0x80);
snake.max=MAX;
snake.size=8;
snake.d1=0;
snake.d2=0;
snake.x1=128;snake.x2=snake.x1+snake.size;snake.y1=160;snake.y2=snake.y1+snake.size;
snake.X1=112;snake.X2=snake.X1+snake.size;snake.Y1=160;snake.Y2=snake.Y1+snake.size;
snake.rand_x=8*(1+(int)(29.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)));
snake.rand_y=8*(1+(int)(34.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)));
LCD_Fill(snake.rand_x,snake.rand_y,snake.rand_x+snake.size,snake.rand_y+snake.size,RED);
}
/*******************************************************************
* 名稱：void disappear(u8 d,u16 turn[MAX][3])
* 功能：貪吃蛇移動尾部消失格子
********************************************************************/
//新消失的一格
//參數(shù)：往左消失，往右消失
void disappear(u8 d,u16 turn[MAX][3])
{
int i=0;
if(d==0) //默認(rèn) 方向為從左到右
{
snake.X1=snake.X1+snake.size;snake.X2=snake.X2+snake.size;
LCD_Fill(snake.X1,snake.Y1,snake.X2,snake.Y2,WHITE); //新顯示的一格
}
else if(d==1) //方向為下到上
{
snake.Y1=snake.Y1-snake.size;snake.Y2=snake.Y2-snake.size;
LCD_Fill(snake.X1,snake.Y1,snake.X2,snake.Y2,WHITE); //新顯示的一格
}
else if(d==2) //方向為右到左
{
snake.X1=snake.X1-snake.size;snake.X2=snake.X2-snake.size;
LCD_Fill(snake.X1,snake.Y1,snake.X2,snake.Y2,WHITE); //新顯示的一格
}
else if(d==3) //方向為上到下
{
snake.Y1=snake.Y1+snake.size;snake.Y2=snake.Y2+snake.size;
LCD_Fill(snake.X1,snake.Y1,snake.X2,snake.Y2,WHITE); //新顯示的一格
}
for(i=0;i<MAX;i++) //先判斷是否是轉(zhuǎn)方向點
{
if(snake.X1==turn[i][0]&&snake.Y1==turn[i][1])
{
snake.d2=turn[i][2];
turn[i][0]=400; //轉(zhuǎn)向完畢清除記錄的坐標(biāo)（將坐標(biāo)變?yōu)長CD以外區(qū)域）
turn[i][1]=400;
break;
}
}
}
/*******************************************************************
* 名稱：u8 show(u8 d)
* 功能：貪吃蛇移動前部新增格子
********************************************************************/
//新顯示的一格
//參數(shù)：往左顯示，往右顯示
u8 show(u8 d)
{
static u8 i=0;
u16 color,color1;
//判斷是否撞到自己的身體
if(d==0)
{
color=LCD_ReadPoint(snake.x2+4,snake.y2-4);
color1=LCD_ReadPoint(snake.x2+3,snake.y2-3);
if(color==BLUE&&color1==BLUE)
{
LCD_ShowString(40,40,100,16,16,"NO SUCCESSFUL!");
printf("color%x color1%x\r\n",color,color1);
printf("shezhuangziji0\r\n");
delay_ms(5000);
TABCHISHE_Init();
d=snake.d1;
}
}
else if(d==1)
{
color=LCD_ReadPoint(snake.x1+4,snake.y1-4);
color1=LCD_ReadPoint(snake.x1+3,snake.y1-3);
if(color==BLUE&&color1==BLUE)
{
LCD_ShowString(40,40,100,16,16,"NO SUCCESSFUL!");
printf("color%x color1%x\r\n",color,color1);
printf("shezhuangziji1%d %d %d\r\n",snake.d1,snake.d2,d);
delay_ms(5000);
TABCHISHE_Init();
d=snake.d1;
printf("%d %d %d\r\n",snake.d1,snake.d2,d);
}
}
else if(d==2)
{
color=LCD_ReadPoint(snake.x1-4,snake.y1+4);
color1=LCD_ReadPoint(snake.x1-3,snake.y1+3);
if(color==BLUE&&color1==BLUE)
{
LCD_ShowString(40,40,100,16,16,"NO SUCCESSFUL!");
printf("color%x color1%x\r\n",color,color1);
printf("shezhuangziji2\r\n");
delay_ms(5000);
TABCHISHE_Init();
d=snake.d1;
}
}
else if(d==3)
{
color=LCD_ReadPoint(snake.x2-4,snake.y2+4);
color1=LCD_ReadPoint(snake.x2-3,snake.y2+3);
if(color==BLUE&&color1==BLUE)
{
LCD_ShowString(40,40,100,16,16,"NO SUCCESSFUL!");
printf("color%x color1%x\r\n",color,color1);
printf("shezhuangziji3\r\n");
delay_ms(5000);
TABCHISHE_Init();
d=snake.d1;
}
}
if((snake.y1==0&&d==1)||(snake.x1==0&&d==2)||(snake.y2==280&&d==3)||(snake.x2==240&&d==0)) //蛇撞到墻了
{
LCD_ShowString(40,40,100,16,16,"NO SUCCESSFUL!");
printf("shezhuangqiang\r\n");
delay_ms(5000);
TABCHISHE_Init();
d=snake.d1;
}
if(snake.rand_x==snake.x1&&snake.rand_y==snake.y1) //判斷是否增加長度即碰到隨機(jī)點
{
i=1;
if(snake.d2==0)
{snake.X1-=16;snake.X2-=16;} //在尾端增加一格
else if(snake.d2==1)
{snake.Y1+=16;snake.Y2+=16;}
else if(snake.d2==2)
{snake.X1+=16;snake.X2+=16;}
else if(snake.d2==3)
{snake.Y1-=16;snake.Y2-=16;}
snake.length++;
LCD_ShowxNum(56,303,snake.length,3,12,0x80);
}
if(d==0) //默認(rèn) 方向為從左到右
{
snake.x1=snake.x1+snake.size;snake.x2=snake.x2+snake.size;
LCD_Fill(snake.x1,snake.y1,snake.x2,snake.y2,BLUE); //新顯示的一格
}
else if(d==1) //方向為下到上
{
snake.y1=snake.y1-snake.size;snake.y2=snake.y2-snake.size;
LCD_Fill(snake.x1,snake.y1,snake.x2,snake.y2,BLUE); //新顯示的一格
}
else if(d==2) //方向為右到左
{
snake.x1=snake.x1-snake.size;snake.x2=snake.x2-snake.size;
LCD_Fill(snake.x1,snake.y1,snake.x2,snake.y2,BLUE); //新顯示的一格
}
else if(d==3) //方向為上到下
{
snake.y1=snake.y1+snake.size;snake.y2=snake.y2+snake.size;
LCD_Fill(snake.x1,snake.y1,snake.x2,snake.y2,BLUE); //新顯示的一格
}
if(i==1)
{ i=0;return 1;}
return 0;
}
/*******************************************************************
* 名稱：void CM_Scan()
* 功能：觸摸屏掃描函數(shù)
********************************************************************/
void CM_Scan()
{
static u8 times=0;
static u8 i=0;
if(TPEN==0&&!times)
{
times=1;
if(CMLCD_GetLCD()) //取坐標(biāo)成功后再選擇是否轉(zhuǎn)向
{
if(cmlcdxy.X>=0&&cmlcdxy.X<=120&&cmlcdxy.Y>=280&&cmlcdxy.Y<=320)
{
if(snake.d1==0||snake.d1==2)
snake.d1=3;
else if(snake.d1==1||snake.d1==3)
snake.d1=2;
turn[i][0]=snake.x1; //第i次轉(zhuǎn)彎坐標(biāo)
turn[i][1]=snake.y1;
turn[i][2]=snake.d1; //第i次轉(zhuǎn)彎方向
i++;
if(i>MAX-1)
i=0;
}
else if(cmlcdxy.X>=121&&cmlcdxy.X<=240&&cmlcdxy.Y>=280&&cmlcdxy.Y<=320)
{
if(snake.d1==0||snake.d1==2)
snake.d1=1;
else if(snake.d1==1||snake.d1==3)
snake.d1=0;
turn[i][0]=snake.x1; //第i次轉(zhuǎn)彎坐標(biāo)
turn[i][1]=snake.y1; //第i次轉(zhuǎn)彎方向
turn[i][2]=snake.d1;
i++;
if(i>MAX-1)
i=0;
}
}
}else if(TPEN==1) times=0;
}