1、图3.1 硬件设计框图3.2电源系统本设计的电源系统比较简单，由USB电源输出5V电源进行供电，具体电路如下图所示：图3.2 电源电路3.3 STC89C52单片机介绍图3.3 STC89C52引脚图P1口P1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口， P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对端口写1，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。与AT89C51 不同之处是，P1.0 和P1.1还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入（P1.0/T2）和（P1.1/
2、T2EX）。P2口P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对端口P2 写，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。在访问外部程序存储器或16 位地数据存储器（例如执行MOVX DPTR 指令）时，P2 口送出高8 位地址数据。在访问8 位地址的外部数据存储器（如执行MOVXRI 指令）时，P2 口输出P2锁存器的内容。Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。P3 口P3 口是一组带有内部上拉电阻的8
3、 位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对P3 口写入时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流（IIL）。P3 口除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能P3 口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。ALE/PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8 位字节。一般情况下，ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号，因此
4、它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH 单元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。该位置位后，只有一条MOVX 和MOVC指令才能将ALE 激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE 禁止位无效。PSEN程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两
5、次PSEN信号。EA/VPP外部访问允许。欲使CPU 仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA 端必须保持低电平（接地）。需注意的是:如果加密位LB1 被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU 则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时，该引脚加上+12V 的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。XTAL1振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。XTAL2振荡器反相放大器的输出端。3.4 复位电路设计单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。89系列单片机的复
6、位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期（24个振荡周期）以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位。 手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平（图1）。一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则Vcc的+5V电平就会直接加到RST端。手动按钮复位的电路如所示。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求。复位电路连接如图所示：图3.4复位电路3.5时钟电路设计8XX51系列单
7、片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。在引脚XTAL1和XTAL2外接晶振，就构成了内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器，并产生振荡时钟脉冲。晶振通常选用6MHz、12MHz或24MHz。本次设计中我们选用了12MHz的晶振，晶振与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。设计中STC89C52使用12MHz晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容容量一般在15pF到50pF之间，我们选用电容容量为33pF的电容，如图所示即为本设计的振荡电路。图3.5 时钟电路
8、3.6液晶屏显示模块液晶显示屏是整个系统硬件的重要组成部分，担当着人机交互的重要角色。本设计采用铭正同公司生产的MzL02D-12864液晶点阵屏作为显示器件。它是一块128*64点阵的LCD显示模组，模组上的LCM采用COG技术将控制（包括显存）、驱动器集成在LCM的玻璃上，接口简单，操作方便。其特点为单电源供电，对比度编程可调，可采用并行接口为6800/8080时序或者串行SPI的MPU接口方式，整块液晶屏由3.3V的白色LED背光，美观大方。其外接部分分为电源端口、数据端口和命令端口三部分组成。本设计中LCD的数据端口连接到STC89C51单片机的P0端口，LCD命令端口连接到单片机的P
9、2端口。具体实物如图所示：图3.6 液晶屏正面图 图3.7 液晶屏反面图图3.8 液晶屏显示电路3.7按键电路设计按键电路模块是智能俄罗斯方块游戏系统的输入器件，它的控制器包括六个按键，分别为：左移、变形、右移、暂停、下降、确定。具体硬件电路如下图所示。图3.8 按键电路4.软件系统的设计4.1软件系统设计框图 Y图4.1软件系统设计框图5.调试结果记录及分析5.1仿真结果图5.1 仿真电路图5.2实物调试结果图5.2实物主界面图 图5.3实物速度设置界面图 图5.4实物游戏界面图图 5.5实物游戏得分界面图5.6实物游戏结束界面图6.心得体会我在这次中主要负责软件的调试以及协调好软硬键的通讯
10、。软件调试中，发现了乱码的现象，开始调试是弄不清是软件的问题还是硬件的问题，这给了我一个很大的教训，软件硬件不能同时调试，只有确认一个没问题后才能更好的调试另一个。最后发现是由软件引起数据冲突造成的。此外还出现的各种各样的BUG，例如游戏得分系统和人机通讯系统也会出现问题，有个问题更是莫名其妙，比如按着按着出现界面停顿现象，甚至出现了死机现象，而实际游戏中这种现象是万万不允许的。开始以为是电平干扰所引起的，但是接稳定的电压也会出现这种情况。回去检查代码时已经是1000多行代码了，从主函数慢慢往下看，虽然注释的比较详细但是问题却很难找到，然而BUG事实却摆在那里。不修复则游戏无法进行。我终于体会
11、到程序员的辛苦和无奈。只能回到最初的流程图从底层驱动函数和算法逻辑慢慢整理，才发现我的程序出现的多么大的问题，没有用好指针，指针出现了问题给程序带来的灾难性的后果。还有一些变量的初始化没有赋值，初始化指针中没用明确的指向，函数没有返回。这些都是细节问题，任何一个关键变量没有用好都会出现很大的问题。更重要的教训是编程思路一定要清晰，这就要求编写代码之前流程图都要画好。还有就是编写程序时头脑要清醒不能打疲劳战，有时候变量的赋值过程中脑袋里想的是赋值为1而键盘中赋值的确实0；这种情况也是最难找的，因为是自己写的程序，潜意识以为是正确的，就去找别处的错误了。只有一个一个的找才能找出来。找到之后，真的很
12、后悔当初的粗心参考文献1张毅刚.单片机原理及接口技术M.北京:人民邮电出版社，2013:220-2402郭天祥.新概念51单片机C语言教程M.北京:电子工业出版社，2012:230-2403韩旭，王娣. C语言从入门到精通M.北京:清华大学出版社，2010:244-2604胡仁喜. Altium Designer 16从入门到精通M.北京:机械工业出版社，2016:118-1685 王东锋，董冠强.单片机C语言应用100例M.北京:电子工业出版社，2009:182-200附录1整体电路原理图：PCB图：附录2元件清单:元件名称规格可调电阻10K单片机STC89C52按键6个液晶显示屏LCD12
13、864晶振12M滑动变阻器瓷片电容33PFUSB母座1个附录3关键函数如下所示：俄罗斯方块中文显示界面void game_start_show（） bit tpflag=1;/置循环标志位为1 LCD_full_draw（start_pic）; while（tpflag） switch（basic_button（） case 6: tpflag=0; speaker=0; while（button_b=0）; speaker=1; break; default:; /game_start_show选择游戏难度级别void select_speed（） unsigned char i;/置循环标
14、志为1 LCD_clear（）; for（i=0;i128;i+） LCD_display_byte（i,0,0xff）; LCD_display_byte（i,7,0xff）; LCD_display_byte（60,4,0x7f）; LCD_display_byte（59,4,0x3e）; LCD_display_byte（58,4,0x1c）; LCD_display_byte（57,4,0x08）; LCD_display_byte（67,4,0x7f）; LCD_display_byte（68,4,0x3e）; LCD_display_byte（69,4,0x1c）; LCD_dis
15、play_byte（70,4,0x08）; LCD_display_word（speed_data,24,3,52）; show_speed_num（62,4）; case 4: if（speed_num!=0） speaker=0; speed_num-; show_speed_num（62,4）; speaker=1; while（left=0）; case 5:=9） speaker=0; speed_num+; while（right=0）; /选择游戏速度循环人机通信（进行游戏）void Tetris_main（）19; Box_Rami=Box_Ram_datai; ;/载入游戏初
16、始化显示画面 LCD_draw（mpic）; game_over_flag=0;/游戏结束标志位置0表示游戏未结束 box_build（）; box_load（）; box_to_Box_Ram（s_box.x,s_box.y,s_box.box）; box_down_reg=（20-（speed_num1）-1）;/为了使方块一出现就能变换形状，所以需要尽快使得方块下降一行，不知道为什么最高行不行变换形状 time0_initialize（）; while（!game_over_flag）/如果游戏结束标志位置1，表示游戏结束，打破循环，调用游戏结束画面显示函数 game_button（）; EA=0;/游戏结束后关总中断
