基于tft_lcd显示屏的msp430单片机实验

太空大战小游戏 基于 TFT_LCD 显示屏的 MSP430 单片机实验 SJTU ME 5120209353 基于 TFT_LCD 的 MSP430 单片机实验 - - 太空大战 目录 一、实验硬件 1 1、概述1 2、 应用模块2 A. LCD 模块.2 B. TM1638.4 二、 实验程序 5 1、 程序实现效果 .5 2、 程序封装模块 .5 1、图形产生与移动.5 2、我方战机的控制.5 3、敌机与奖励的产生及移动 6 4、击落敌机与获得奖励.7 5、关卡升级7 6、施放大招： .7 三、 感想与思考8 附页（实验程序代码）9 一、实验硬件一、实验硬件 1、概述 本次课程设计是在 MSP430 单片机液晶屏字符显示功能的基础上，编程设计游戏。程 序的设计基于F6638 实验指导手册中， “TFT-LCD 实验-字符显示”的程序点亮 TFT- LCD 屏幕，编写游戏程序，与 IO 控制结合，实现游戏的可视化和游戏操作。由于 Code Composer Studio v5.5.0 难以对该程序样例实现编译，采用的开发工具为 Code Composer Studio v6.0。 MSP430 系列单片机是由美国 TI 公司生产的新一代 16 位单片机，因以其集成密度高、 运算速度快、外设接口丰富等优势受到越来越多的产品开发人员的青睐，是当前使用最多 的单片机之一。在很多具体应用中，甚至只利用一片 MSP430 单片机，就可以完成一个系统 的全部功能。下面给出实验中使用的 MSP430F66 单片机的封装图和功能框图。 图 1-MSP430F6638 封装图 基于 TFT_LCD 的 MSP430 单片机实验 - - 太空大战 1 图 2-MSP430F6638 功能框图 2、应用模块 A. LCD 模块模块 本次编写的程序所用的主要模块为 LCD 模块，在功能框图中显示为 LCD_B。硬件电路 设计如下所示。其中 U21 （TPS75105DSKR）是 LCD 屏背光控制芯片，由 LCD_BL_EN 引脚 控制使能端。 图 3-MSP430F6638LCD 硬件设计电路 PIN NO. FUNCTION DESCRIPTIONS SYMBOL(模块引脚定义以及各个引脚的功能) NO.NO.SymbolSymbol DescriptionDescription 1,1, 2 2GND 地 3,3, 4 4VCC 电源（2.8-3.4V） 5 5NC1 空脚 6 6NC2 空脚 7 7NC3 空脚 8 8RESET 复位 9 9A0 LCD 寄存器选择段 1010SDA LCD 数据传输线 1111SCK1 LCD CLK 时钟线 1212LCD_CS LCD 片选 1313SCK SD 卡 CLK 时钟线 1414MISO SD 卡主输入，从输出 1515MOSI SD 卡从输入，主输出 1616CS_SD SD 卡片选 17,17, 1818LED+ 背光正极 19,19, 2020LED- 背光负极 LCD 的全称是 Liquid Crystal Display，即液晶显示器，因功耗低而备受工程师青睐， 大规模应用于电子设备中。而 MSP430 单片机中的 TFT-LCD 则是指薄膜晶体管，Thin-Film Transistor。薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）具有重量轻、平板化、低功耗、无辐射、 显示品质优良等特点，其应用领域正在逐步扩大，已经从音像制品、笔记本电脑等显示器 发展到台式计算机、工程工作站（EWS）用监视器。对液晶显示器的要求也正在向高分辨率、 高彩色化发展。 MSP430F6638 所采用的 TFT-LCD 液晶屏的工作参数如下： X320X320 点点 TFTTFT 透射式点阵液晶显示模块透射式点阵液晶显示模块 驱动驱动 dutyduty：1/2401/240 DutyDuty 2.4“2.4“ （COGCOG 式）式） 可视角度：可视角度：1212 时时 ILI9328ILI9328 LCDLCD 驱动程序或同等能力驱动程序或同等能力 逻辑电压：逻辑电压：2.8V2.8V 数据接口：数据接口：8080 的系统的系统 8/9/16/18bit8/9/16/18bit 总线接口总线接口 触摸面板触摸面板 白色背光白色背光 基于 TFT_LCD 的 MSP430 单片机实验 - - 太空大战 3 B. TM1638 在我们所制作的游戏中有一部分用到了矩阵键盘的一个按键，矩阵键盘隶属于 TM1638 电路，TM1638 是带键盘扫描接口的 LED（发光二极管显示器）驱动控制专用电 路，内部集成有 MCU 数字接口、数据锁存器、LED 高压驱动、键盘扫描等电路。其对于 矩阵键盘的读取如下图所示： 图 4-TM1638 键盘读取电路 其中 A-F 分别对应 KS1-KS6。一旦有按键按下，TM1638 中相关的寄存器的值就会改 变（按键按下时相应字节由 0 变 1） 。 2、实验程序实验程序 1、程序实现效果 在 TFT-LCD 屏上进行飞机大战小游戏。规则如下： 1、击中敌机得一分，敌机触及底线扣除一点生命值，生命值为零时游戏结束。 2、随机出现红黄蓝三种奖励，红色奖励增加攻击范围，蓝色奖励增加移动速度，黄色 奖励增加一点生命值。 3、随得分增长游戏难度提升，逐步增加敌机出现频率及移动速度，共 15 关。 4、按“1”键可施放大招，消灭屏幕上所有敌机，冷却 30 秒后可再次施放。 2、程序封装模块 1、图形产生与移动、图形产生与移动 基于示例程序“SPI_LCD_TFT”中所含头文件，利用其中各函数进行绘图。在绘制各 图形时选取其上一点为相对参考点，然后用相对于它的坐标画出整个图形。需要移动图形 时通过参量“sp”控制其移动距离，移动参考点，并在新的位置画出图形，同时将原来位 置图形用背景色描一遍以擦除。在移动我方战机时，程序为先擦除左右两边原来图形，再 显示即时位置图形，这样可以防止擦除行为影响到新图形。 如绘制敌机的函数为： 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); 2、我方战机的控制、我方战机的控制 参考按键消抖示例程序“msp430f6638_Key_debounce” ，在按键时将战机参考点分别向 左或向右移动 sp 个单元。 如向左移动主要语句为： 基于 TFT_LCD 的 MSP430 单片机实验 - - 太空大战 5 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); 3、敌机与奖励的产生及移动、敌机与奖励的产生及移动 两次利用随机数函数 rand()。对于某种颜色的敌机，第一次产生一个 0 到 1000 随机数， 将其与某数（sp0）比较以决定是否产生该颜色敌机，改变 sp0 值即可改变敌机出现频率； 第二次产生一个 14 到 305 的随机数以决定敌机出现的位置参考点 y 坐标。奖励的产生同样 如此。 敌机和奖励的移动速度可由两个参量改变，即时间间隔 sp1 及移动距离 sp2。 如敌机向下移动的函数为： void moveenemy(i) if(enemyi=1) if(ttti /产生随机数所需头文件 #include #include /#include /按键消抖所需函数 void delay_ms(unsigned int duration); unsigned char Is_sw1_pressed(void); unsigned char Is_sw2_pressed(void); void Osccon_Initial(void); /晶振初始化函数:配置相关晶振参数 void Drawbird(x,c); void movebird(); void Drawenemy(x,y,c); void Drawbuff(x,y,c); void produceenemy(i); void producebuff(i); void moveenemy(i); void movebuff(i); void kill(i); void getbuff(i); void addweapon(); void levelup(i); void levup(); void printlife(); void printscore(); void printlevel(); /#include “TM1638.c“ void dazhao(); void drawdazhao(); void init_port(void); int s=160; int r10=10,10,10,10,10,10,10,10; int possible=0; int enemy7=0,0,0,0,0; int buff3=0,0,0; int y=0; int t10=1,1,1,1,1,1,1,1; int sp0=35; int sp1=3; int sp2=5; int sp=5; int buffspeed=4; int ttt10=1,1,1,1,1,1,1,1; int score=0; int life=5; int range=8; int enemycolor7=RED,BLUE,WHITE,GRAY,OLIVE,BROWN,MAGENTA; int buffcolor3=RED,BLUE,YELLOW; int weapon=1; int level15=1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0; int lev=0; int possibuff3=18,21,70; int upscore15=10,20,50,80,130,180,250,350,500,700,900,1100,1300,1500; int dazhaot=0; int dazhaohao=1; u8* printlev10=“0“,“1“,“2“,“3“,“4“,“5“,“6“,“7“,“8“,“9“; int main(void) mClose_WDT; / 关闭看门狗 mDisable_GIE; /关闭中断 Osccon_Initial(); /晶振初始化函数:定义相关晶振参数 mEnable_GIE; / 开启总中断/good 放在初始化最后面 / enable interrupt Init_LCD_TFT_ILI9325(); /“彩屏 LCD_TFT_ILI9325“ 初使化: 所有相关资源的初始化 volatile unsigned int i;/按键消抖初始化 volatile unsigned int count=0; WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD; / Stop WDT init_port(); init_TM1638();/dazhao LCD_TFT_Clear(BLACK); while(1) levup(y); levelup(lev); if(life14) Drawenemy(ti,ri,enemycolori); enemyi=1; else ri=600; void producebuff(i) if (buffi=0)/enemy1 ri+7=600; possible=rand()%2000; if(possible14) Drawbuff(ti+7,ri+7,buffcolori); buffi=1; else ri+7=600; 基于 TFT_LCD 的 MSP430 单片机实验 - - 太空大战 11 void moveenemy(i) if(enemyi=1) if(ttti 230) Drawenemy(ti,ri,BLACK); if(life0) life-; ri=600; enemyi=0; ti=0; void getbuff(i) if(ri+7-8)=200) Drawbuff(ti+7,ri+7,BLACK); ri+7=600; buffi=0; ti+7=0; if(i=2) if(life230) Drawbuff(ti+7,ri+7,BLACK); ri+7=600; buffi=0; ti+7=0; void levup() if(lev=upscorey) y+; lev+; void levelup(i) if(leveli=0) sp0=sp0+30; if(i=1|i=3|i=5|i=7|i=9|i=10|i=11|i=12|i=13|i=14) sp2=sp2+3; buffspeed+; if(i=12|i=13|i=14) sp2=sp2+2; if(i=3|i=7|i=9|i=12|i=13|i=14) possibuff2=possibuff2+70; leveli=1; void printlife() /LCD_TFT_ShowString(170,260,“Life:“,FONT1608,WHITE,BLACK); int a,b; a=life/10; b=life%10; LCD_TFT_ShowString(200,300,printleva,FONT1608,WHITE,BLACK); LCD_TFT_ShowString(200,310,printlevb,FONT1608,WHITE,BLACK); void printscore() int a,b,c,d; a=score/1000; b=(score-a*1000)/100; c=(score-a*1000-b*100)/10; d=score%10; LCD_TFT_ShowString(220,280,printleva,FONT1608,WHITE,BLACK); LCD_TFT_ShowString(220,290,printlevb,FONT1608,WHITE,BLACK); LCD_TFT_ShowString(220,300,printlevc,FONT1608,WHITE,BLACK); LCD_TFT_ShowString(220,310,printlevd,FONT1608,WHITE,BLACK); 基于 TFT_LCD 的 MSP430 单片机实验 - - 太空大战 15 void printlevel() int a,b; a=(lev+1)/10; b=(lev+1)%10; LCD_TFT_ShowString(190,2,“LEVEL:“,FONT1608,WHITE,BLACK); LCD_TFT_ShowString(190,50,printleva,FONT1608,WHITE,BLACK); LCD_TFT_ShowString(190,60,printlevb,FONT1608,WHITE,BLACK); / void delay_ms(unsigned int duration) unsigned int i; for(i=0;i1) LCD_TFT_DrawLine(100,s-sp-5,110,s-sp-5,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(100,s-sp+5,110,s-sp+5,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(100,s+sp-5,110,s+sp-5,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(100,s+sp+5,110,s+sp+5,BLACK); if(weapon2) LCD_TFT_DrawLine(120,s+sp-10,135,s+sp-10,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(120,s+sp+10,135,s+sp+10,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(120,s-sp-10,135,s-sp-10,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(120,s-sp+10,135,s-sp+10,BLACK); if(weapon3) LCD_TFT_DrawLine(140,s+sp-15,160,s+sp-15,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(140,s+sp+15,160,s+sp+15,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(140,s-sp-15,160,s-sp-15,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(140,s-sp+15,160,s-sp+15,BLACK); if(weapon4) LCD_TFT_DrawLine(155,s+sp-20,175,s+sp-20,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(155,s+sp+20,175,s+sp+20,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(155,s-sp-20,175,s-sp-20,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(155,s-sp+20,175,s-sp+20,BLACK); if(weapon5) 基于 TFT_LCD 的 MSP430 单片机实验 - - 太空大战 17 LCD_TFT_DrawLine(100,s-25-sp,1,s-25-sp,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(100,s-25+sp,1,s-25+sp,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(100,s-25,1,s-25,RED); LCD_TFT_DrawLine(100,s+25-sp,1,s+25-sp,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(100,s+25+sp,1,s+25+sp,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(100,s+25,1,s+25,RED); LCD_TFT_DrawLine(155,s-20,175,s-20,CYAN); LCD_TFT_DrawLine(155,s+20,175,s+20,CYAN); LCD_TFT_DrawLine(140,s-15,160,s-15,BLUE); LCD_TFT_DrawLine(140,s+15,160,s+15,BLUE); LCD_TFT_DrawLine(120,s-10,135,s-10,LBLUE); LCD_TFT_DrawLine(120,s+10,135,s+10,LBLUE); LCD_TFT_DrawLine(100,s-5,110,s-5,WHITE); LCD_TFT_DrawLine(100,s+5,110,s+5,WHITE); void Drawbird(x,c) LCD_TFT_DrawLine(210,x,214,x+4,c); LCD_TFT_DrawLine(210,x,214,x-4,c); LCD_TFT_DrawLine(214,x-4,224,x-5,c); LCD_TFT_DrawLine(214,x+4,224,x+5,c); LCD_TFT_DrawLine(222,x-3,224,x-5,c); LCD_TFT_DrawLine(222,x+3,224,x+5,c); LCD_TFT_DrawLine(225,x-5,230,x-5,c); LCD_TFT_DrawLine(225,x+5,230,x+5,c); LCD_TFT_DrawLine(225,x-5,225,x-8,c); LCD_TFT_DrawLine(225,x+5,225,x+8,c); LCD_TFT_DrawLine(225,x-8,230,x-13,c); LCD_TFT_DrawLine(225,x+8,230,x+13,c); LCD_TFT_DrawLine(230,x-5,230,x-13,c); LCD_TFT_DrawLine(230,x+5,230,x+13,c); LCD_TFT_DrawLine(230,x-5,232,x-3,c); LCD_TFT_DrawLine(230,x+5,232,x+3,c); LCD_TFT_DrawLine(232,x-3,232,x+3,c); LCD_TFT_DrawLine(232,x-2,234,x,c); LCD_TFT_DrawLine(232,x+2,234,x,c); LCD_TFT_FillRectangle(213,x-1,223,x+1,c); 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); LCD_TFT_DrawLine(205,s,1,s,WHITE); void dazhao() if(dazhaohao=1) LCD_TFT_DrawCircle(225,5,3,RED); int i=5,k=5; k=Read_key(); if(k=1) for(i=0;i=200) dazhaohao=1;/大招冷却 30 秒 基于 TFT_LCD 的 MSP430 单片机实验 - - 太空大战 19 void drawdazhao() LCD_TFT_DrawLine(210,20,0,20,RED); LCD_TFT_DrawLine(210,40,0,40,YELLOW); LCD_TFT_DrawLine(210,60,0,60,GREEN); LCD_TFT_DrawLine(210,80,0,80,BLUE); LCD_TFT_DrawLine(210,100,0,100,PURPLE); LCD_TFT_DrawLine(210,120,0,120,WHITE); LCD_TFT_DrawLine(210,140,0,140,RED); LCD_TFT_DrawLine(210,160,0,160,YELLOW); LCD_TFT_DrawLine(210,180,0,180,GREEN); LCD_TFT_DrawLine(210,200,0,200,BLUE); LCD_TFT_DrawLine(210,220,0,220,PURPLE); LCD_TFT_DrawLine(210,240,0,240,WHITE); LCD_TFT_DrawLine(210,260,0,260,RED); LCD_TFT_DrawLine(210,280,0,280,YELLOW); LCD_TFT_DrawLine(210,300,0,300,GREEN);/ LCD_TFT_DrawLine(210,20,0,20,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(210,40,0,40,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(210,60,0,60,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(210,80,0,80,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(210,100,0,100,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(210,120,0,120,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(210,140,0,140,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(210,160,0,160,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(210,180,0,180,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(210,200,0,200,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(210,220,0,220,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(210,240,0,240,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(210,260,0,260,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(210,280,0,280,BLACK); LCD_TFT_DrawLine(210,300,0,300,BLACK); void init_port(void) P3DIR |= BIT5; P3DIR |= BIT4 + BIT2; P1DIR |= BIT0; / ACLK set out to pins P1SEL |= BIT0; void Osccon_Initial(void) /晶振初始化函数:配置相关晶振参数 /IO 初始化，在放在“晶振“配置的前面 /P1DIR |= BIT0; / ACLK set out to pins /P1SEL |= BIT0; /=care=下面之两句一定要有，不知道为什么?/ /P3DIR |= BIT4; / SMCLK set out to pins /P3SEL |= BIT4; /*/ SetVCore(PMMCOREV_3); / Set Vcore to accomodate for max. allowed system speed UCSCTL3 |= SELREF_2; / Set DCO FLL reference = REFO _bis_SR_register(SCG0); / Disable the FLL control loop UCSCTL0 = 0x0000; / Set lowest possible DCOx, MODx UCSCTL1 = DCORSEL_5