郭 璨，楊旭輝，張志昂

（漯河食品職業(yè)學(xué)院，河南 漯河 462000）

隨著人們生活的節(jié)奏加快，相應(yīng)的心理壓力與焦慮也越來越大，需要一種方式來釋放心理負(fù)擔(dān)，并增添生活樂趣。而諸如俄羅斯方塊、貪吃蛇之類的經(jīng)典游戲，具備操作簡單，娛樂性強(qiáng)，便于攜帶的特點(diǎn)，非常符合市場需求。雖然有其它更有趣、更高深的游戲，但這兩款游戲操作簡單、老少皆宜，且不同于PC機(jī)上的網(wǎng)游，對操作平臺的要求不高，幾乎在所有型號的手機(jī)上都能玩，得到大眾的追捧。

1 方案設(shè)計

1.1 功能要求

一款基于單片機(jī)的俄羅斯方塊設(shè)計，也可以讓我們重新回顧下這款經(jīng)典的游戲。改游戲每部分的主要要求如下：①STC89C52單片機(jī)：單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對整個俄羅斯方塊游戲機(jī)的所有功能的控制，游戲機(jī)的控制程序都是下載到單片機(jī)中。實(shí)現(xiàn)游戲機(jī)的功能。②LCD12864液晶：俄羅斯方塊游戲機(jī)需要具有現(xiàn)實(shí)電路，現(xiàn)實(shí)俄羅斯方塊的圖形信息，LCD12864是一款圖形液晶，通過圖形液晶顯示俄羅斯方塊的圖形。③按鍵：設(shè)計4個按鍵，一個向左按鍵、一個向右按鍵、一個向下按鍵還有一個翻轉(zhuǎn)按鍵。通過按鍵對游戲進(jìn)行控制。④蜂鳴器：設(shè)計聲音提示電路，當(dāng)?shù)梅值臅r候進(jìn)行聲音的提示。

1.2 系統(tǒng)總體方案框圖設(shè)計

通過對設(shè)計任務(wù)的仔細(xì)研究和查閱相關(guān)的文獻(xiàn)等資料，首先開展總體硬件框架設(shè)計工作。系統(tǒng)的硬件框圖如下圖1所示，在系統(tǒng)中可以看到系統(tǒng)主要由單片機(jī)模塊、按鍵模塊、LCD12864液晶顯示模塊、蜂鳴器模塊組成，其中復(fù)位電路和晶振電路時單片機(jī)工作不可缺少的電路。

圖1 系統(tǒng)組成框圖

2 系統(tǒng)整體硬件設(shè)計

2.1 主要硬件型號的確認(rèn)

（1）單片機(jī)模塊的選擇。作為一個單片機(jī)控制系統(tǒng)來說，單片機(jī)在系統(tǒng)中的地位是至關(guān)重要的地位，單片機(jī)會通過控制程序把硬件和軟件更好的結(jié)合在一塊。所有的輸入輸出信號、顯示信號、報警信號等都是通過單片機(jī)進(jìn)行控制的，因此單片機(jī)性能的好壞直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

STC89C52是一款國產(chǎn)的單片機(jī)，該單片機(jī)的類型為51單片機(jī)的一種，屬于8為單片機(jī)，其使用范圍相當(dāng)多。該單片機(jī)具有結(jié)構(gòu)規(guī)范、總線完備，并且其專用寄存器具有集中管理的優(yōu)勢，此外還有多種多樣的指令系統(tǒng)，在使用過程中操作相當(dāng)便捷，具有較高的可靠度。另外，該單片機(jī)使用的芯片性能上有優(yōu)越于傳統(tǒng)的51單片機(jī)，單片機(jī)在運(yùn)行速度上是51單片機(jī)的8-12被。而且自帶很多功能的接口。結(jié)合控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，選擇STC89C52單片機(jī)最為本次的控制器。

（2）液晶顯示模塊的確定。俄羅斯方塊游戲機(jī)需要具有現(xiàn)實(shí)界面，可以顯示各種方塊圖形的信息和得分信息等，目前，電路設(shè)計中常用 LCD12864液晶顯示模塊。它是一款字符形式的液晶顯示器，LCD12864液晶具有20個引腳，在使用的時候可以根據(jù)器件手冊進(jìn)行電路連接，采用LCD12864液晶的好處是除了顯示字母還可以顯示字符和圖形等各種信息。結(jié)合俄羅斯斯方塊的特點(diǎn)，選擇LCD12864液晶進(jìn)行游戲界面的顯示。

2.2 控制原理圖的設(shè)計

（1）晶振電路。對于晶振電路系統(tǒng)而言，包括兩個濾波電容和一個振蕩器，STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計時需要外接晶振提供時鐘頻率，為保證最小系統(tǒng)的正常運(yùn)行一次在晶振引腳兩端增加兩個20pf的陶瓷電容，一是將外部雜波過濾掉，二是將自身產(chǎn)生的雜波過濾掉，這樣可以保證最小系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。具體如圖2系統(tǒng)原理圖所示。

（2）按鍵控制電路。使用獨(dú)立按鍵實(shí)現(xiàn)，獨(dú)立按鍵就是常用的復(fù)位開關(guān)，用手按下按鍵后，按鍵開關(guān)會閉合，當(dāng)手松開后按鍵會自動斷開。因此根據(jù)這種原理，就可以將按鍵和單片機(jī)的I/O端口連接。通過這種方式，單片機(jī)在檢測端口的處于何種狀態(tài)便可以判別按鍵是否閉合，從而執(zhí)行相關(guān)的動作。獨(dú)立按鍵最主要的特點(diǎn)就是設(shè)計電路簡單，不需要很多的器件就能實(shí)現(xiàn)按鍵檢測功能。但是獨(dú)立按鍵也有一個缺點(diǎn)就是每個獨(dú)立按鍵都會占用一個單片機(jī)I/O端口，如果按鍵多會影響單片機(jī)的I/O資源。本次設(shè)計了3個按鍵，S2、S3、S4 分別和單片機(jī)的 P35、P36、P37I/O 引腳鏈接，分別設(shè)計設(shè)置按鍵、增加按鍵、減小按鍵用于設(shè)定水位的控制值。具體如圖2系統(tǒng)原理圖所示。

圖2 系統(tǒng)原理圖

（3）系統(tǒng)整體控制原理圖。根據(jù)以上分析，整理已經(jīng)完成的各個分支電路圖，完成了系統(tǒng)整體電路圖的設(shè)計，具體如圖2所示。畫面進(jìn)行更進(jìn)一步的設(shè)計，增加音樂效果等。

3 結(jié)語

本篇畢業(yè)設(shè)計了俄羅斯方塊的游戲機(jī)，實(shí)現(xiàn)了俄羅斯方塊游戲的功能，對系統(tǒng)設(shè)計的詳細(xì)過程進(jìn)行了說明。設(shè)計到目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)看俄羅斯方塊的功能，可以達(dá)到娛樂的體驗(yàn)要過。但是本設(shè)計還有能夠完善的地方，還可以對設(shè)計的