MSP430單片機(jī)TFT_LCD顯示太空大戰(zhàn)小游戲設(shè)計論文

太空大戰(zhàn)小游戲

—— 基于TFT_LCD顯示屏的MSP430單片機(jī)實驗

    本次課程設(shè)計是在MSP430單片機(jī)液晶屏字符顯示功能的基礎(chǔ)上，編程設(shè)計游戲。程序的設(shè)計基于《F6638實驗指導(dǎo)手冊》中，“TFT-LCD 實驗--字符顯示”的程序點(diǎn)亮TFT-LCD屏幕，編寫游戲程序，與IO控制結(jié)合，實現(xiàn)游戲的可視化和游戲操作。由于Code Composer Studio v5.5.0難以對該程序樣例實現(xiàn)編譯，采用的開發(fā)工具為Code Composer Studio v6.0。

MSP430系列單片機(jī)是由美國TI公司生產(chǎn)的新一代16位單片機(jī)，因以其集成密度高、運(yùn)算速度快、外設(shè)接口豐富等優(yōu)勢受到越來越多的產(chǎn)品開發(fā)人員的青睞，是當(dāng)前使用最多的單片機(jī)之一。在很多具體應(yīng)用中，甚至只利用一片MSP430單片機(jī)，就可以完成一個系統(tǒng)的全部功能。下面給出實驗中使用的MSP430F66單片機(jī)的封裝圖和功能框圖。

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圖1-MSP430F6638封裝圖

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圖2-MSP430F6638功能框圖

本次編寫的程序所用的主要模塊為LCD模塊，在功能框圖中顯示為 LCD_B。硬件電路設(shè)計如下所示。其中 U21 （TPS75105DSKR）是 LCD 屏背光控制芯片，由 LCD_BL_EN 引腳控制使能端。

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圖3-MSP430F6638LCD硬件設(shè)計電路

PIN NO.

FUNCTION DESCRIPTIONS SYMBOL(模塊引腳定義以及各個引腳的功能)

    LCD的全稱是Liquid Crystal Display，即液晶顯示器，因功耗低而備受工程師青睞，大規(guī)模應(yīng)用于電子設(shè)備中。而MSP430單片機(jī)中的TFT-LCD則是指薄膜晶體管，Thin-Film Transistor。薄膜晶體管液晶顯示器（TFT-LCD）具有重量輕、平板化、低功耗、無輻射、顯示品質(zhì)優(yōu)良等特點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域正在逐步擴(kuò)大，已經(jīng)從音像制品、筆記本電腦等顯示器發(fā)展到臺式計算機(jī)、工程工作站（EWS）用監(jiān)視器。對液晶顯示器的要求也正在向高分辨率、高彩色化發(fā)展。

MSP430F6638所采用的TFT-LCD 液晶屏的工作參數(shù)如下：

在我們所制作的游戲中有一部分用到了矩陣鍵盤的一個按鍵，矩陣鍵盤隸屬于TM1638電路，TM1638是帶鍵盤掃描接口的LED（發(fā)光二極管顯示器）驅(qū)動控制專用電路，內(nèi)部集成有MCU 數(shù)字接口、數(shù)據(jù)鎖存器、LED 高壓驅(qū)動、鍵盤掃描等電路。其對于矩陣鍵盤的讀取如下圖所示：

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圖4-TM1638鍵盤讀取電路

其中A-F分別對應(yīng)KS1-KS6。一旦有按鍵按下，TM1638中相關(guān)的寄存器的值就會改變（按鍵按下時相應(yīng)字節(jié)由0變1）。

在TFT-LCD屏上進(jìn)行飛機(jī)大戰(zhàn)小游戲。規(guī)則如下：

    基于示例程序“SPI_LCD_TFT”中所含頭文件，利用其中各函數(shù)進(jìn)行繪圖。在繪制各圖形時選取其上一點(diǎn)為相對參考點(diǎn)，然后用相對于它的坐標(biāo)畫出整個圖形。需要移動圖形時通過參量“sp”控制其移動距離，移動參考點(diǎn)，并在新的位置畫出圖形，同時將原來位置圖形用背景色描一遍以擦除。在移動我方戰(zhàn)機(jī)時，程序為先擦除左右兩邊原來圖形，再顯示即時位置圖形，這樣可以防止擦除行為影響到新圖形。

    如繪制敵機(jī)的函數(shù)為：

void Drawenemy(x,y,c)

{

              LCD_TFT_FillRectangle(x,y-4,x+2,y-1,c);

              LCD_TFT_FillRectangle(x,y+1,x+2,y+4,c);

              LCD_TFT_FillRectangle(x+2,y-5,x+6,y+5,c);

              LCD_TFT_DrawLine(x+2,y-9,x+2,y+9,c);

              LCD_TFT_DrawLine(x+2,y-9,x+6,y-5,c);

              LCD_TFT_DrawLine(x+2,y+9,x+6,y+5,c);

              LCD_TFT_DrawLine(x+6,y-3,x+9,y,c);

              LCD_TFT_DrawLine(x+6,y+3,x+9,y,c);

}

    參考按鍵消抖示例程序“msp430f6638_Key_debounce”，在按鍵時將戰(zhàn)機(jī)參考點(diǎn)分別向左或向右移動sp個單元。

    如向左移動主要語句為：

    if(Is_sw1_pressed()==1)                  // is key 1 pressed

        {                                                    // yes

                      s=s-sp;

        }

void movebird()

{

              Drawbird(s-sp,BLACK);

              LCD_TFT_DrawLine(205,s-sp,1,s-sp,BLACK);

              Drawbird(s+sp,BLACK);

              LCD_TFT_DrawLine(205,s+sp,1,s+sp,BLACK);

              Drawbird(s,YELLOW);

}

    兩次利用隨機(jī)數(shù)函數(shù)rand()。對于某種顏色的敵機(jī)，第一次產(chǎn)生一個0到1000隨機(jī)數(shù)，將其與某數(shù)（sp0）比較以決定是否產(chǎn)生該顏色敵機(jī)，改變sp0值即可改變敵機(jī)出現(xiàn)頻率；第二次產(chǎn)生一個14到305的隨機(jī)數(shù)以決定敵機(jī)出現(xiàn)的位置參考點(diǎn)y坐標(biāo)。獎勵的產(chǎn)生同樣如此。

    敵機(jī)和獎勵的移動速度可由兩個參量改變，即時間間隔sp1及移動距離sp2。

    如敵機(jī)向下移動的函數(shù)為：

    通過比較敵機(jī)與我方戰(zhàn)機(jī)的相對位置來判斷是否擊落，擊落后將及時位置圖形描為背景色，并將各參數(shù)重置，由數(shù)組enemy[7]來標(biāo)志某顏色敵機(jī)是否存在于畫面，若不存在則允許產(chǎn)生。獎勵的獲得同上，其中加速效果通過改變sp達(dá)到，增加攻擊范圍效果通過addweapon()函數(shù)在畫面上呈現(xiàn)，同時通過改變在判斷擊落時所用的參量range來達(dá)到改變攻擊范圍的效果。詳見程序附頁。

    通過一系列參量數(shù)組以及判斷是否升級，然后通過增加sp0與sp2的值分別增加敵機(jī)出現(xiàn)頻率及敵機(jī)移動速度完成關(guān)卡升級。以下為關(guān)卡升級內(nèi)容的主要函數(shù)，其中各個細(xì)節(jié)因關(guān)系到游戲難度，所以都是由我們多次測試所得到的。

    參考關(guān)于矩陣鍵盤的樣例程序“MatrixKeyboard_DigitalTube”，利用內(nèi)置函數(shù)判斷“1”鍵是否按下，爾后通過循環(huán)語句執(zhí)行函數(shù)kill(i)中部分指令來消滅所有敵機(jī)，同時通過drawdazhao()函數(shù)在畫面上呈現(xiàn)。爾后借用簡單的循環(huán)語句完成大招冷卻時間倒計時。

    詳見程序中dazhao()函數(shù)。