STM32例程+俄罗斯方块游戏

1万 · 2017-9-23 19:09

本帖最后由一路向北lm 于 2017-9-23 21:32 编辑

ST又来活动，这次不要错过了，想得到一块开发板，使用STM32F103ZET6开发板实现俄罗斯方块小游戏。代码已上传，包含电路原理图。

1万 · 2017-9-23 19:20

首先来了解下LCD 屏：
TFT-LCD 又叫做薄膜晶体管液晶显示器，常用的液晶屏接口很多种，8 位、 9 位、16位、18 位都有。而常用的通信模式呢，主要有 6800 模式和 8080 模式两种，今天呢，我们来讲的是 8080 模式。如果大家接触过 LCD1602 或者 LCD12864 等，那么就会发现 8080 模式的时序呢，其实跟 LCD1602 或者 LCD12864 的读写时序是差不多的。8080 接口有 5 条基本的控制线和多条数据线，数据线的数量主要看液晶屏使用的是几位模式，有 8 根、9 根、16 根、18 根四种类型。它们的功能如图3， 8080 接口模式的时序如图4：

01在 WR 跳变为低电平之后，液晶屏开始读取总线上面的数据。如果使用 IO 口模拟写入的时候，可以先在总线上面写入数据，然后在跳变 WR，以保证当读取的时候，总线上面的数据是稳定的。
02在 RD 跳变为低电平之后，液晶屏放置数据到总线上面。从上图，我们就可以很清晰的看得出，液晶屏的读写时序了，大家操作的时候，可以使用单片机 IO 口模拟它的时序进行操作。不过我们开发板上面的单片机自带有 FSMC 模块，我们可以直接使用 FSMC模块来操作液晶屏，接下来我们给大家介绍一下 FSMC 模块。

1万 · 2017-9-23 19:57

本帖最后由一路向北lm 于 2017-9-23 19:58 编辑

再来研究下FSMC 模拟 LCD 彩屏 8080 ：
引脚数在 100 脚以上的 STM32F103 芯片都带有 FSMC 的接口，而什么是 FSMC 呢？FSMC 即灵活的静态存储控制器，能够与同步或异步存储器和 16 位 PC 存储卡接口，FSMC 的接口支持包括 SRAM、NAND FLASH、NOR FLASH、 PSRAM 等存储器。说白了呢，就是可以当操作 SRAM、NAND FLASH、NORFLASH 和 PSRAM 等存储器的时候，我们不必自己操作 IO 口模拟这些存储器的操作时序了，使用 FSMC 模块可以直接帮我们读写这些存储器。而为什么可以用 FSMC 来控制 LCD 液晶屏呢？我们知道用来控制LCD 液晶屏的信号线主要有：
1) CS：用于片选的选择。
2) RS：用于选择命令或者数据。
3) WR：写能。
5) RESET：复位端使能。
4) RD：读使。
理解了，上面的 FSMC 如何能够模拟 LCD 彩屏 8080 模式之后，我们对照，我们开
发板上面的彩屏接口，就可以很好的理解了。我们这里使用 FSMC_NE4 作片选 CS，使用
FSMC_A10（即地址线 10）作数据命令选择 RS。

1万 · 2017-9-23 21:14

接下来我们对FSMC 进行操作从而实现对LCD的控制从 FSMC 的角度看，可以把外部存储器划分为固定大小为 256M 字节的四个存储块，如图1 也就是说，当我们操作外部存储器的时候，只要操作单片机中对应的地址，那么 FSMC模块，就可以自动帮我们操作外部存储器，相当于把外部存储器挂在了单片机的地址总线上面了。而我们这里使用的是 NOR 模式来模拟 LCD 液晶屏的 8080 时序，而在 NOR/PSRAM中，有四块存储块，我们使用的是 FSMC_NE4，所以使用的是第四块存储块，就是地址从0x6C000000 到 0x6FFFFFFF 的存储块。现在我们使用地址线 A10 来作数据命令选择端RS，那么当我们要写入数据的时候，地址线 A10 就要输出为 1，无论地址是什么，只要地址线 A10 输出为 1，就可以了；而当我们要写入命令的时候，正好相反，地址线 A10 输出为 0。

1万 · 2017-9-23 21:20

本帖最后由一路向北lm 于 2017-9-23 21:27 编辑

接下来看下关于lcd操作需要用到的库函数：

1. FSMC_NORSRAMInit() 函数：
我们使用的是 NORSRAM 模式，所以我们使用的初始化函数是FSMC_NORSRAMInit()函数。
这个函数有一个输入参数，这个输入参数是一个FSMC_NORSRAMInitTypeDef 结构体，这个结构体很复杂，它一共有 15 个成员，接下来我
们来一一介绍这些成员：
1) FSMC_Bank：选择你要使用的 bank，我们使用的是 NOR 模式的 FSMC_NE4，也就是第 1 个 bank 的第 4 个存储块，所以这里我们设置为FSMC_Bank1_NORSRAM4。
2) FSMC_MemoryType：选择你要使用的内存类型，我们使用的是 NOR FLASH 或者SRAM 都可以，我们选择设置为： FSMC_MemoryType_SRAM。
3) FSMC_MemoryDataWidth：选择你使用的内存数据宽度，我们这里选择 16 位长度：FSMC_MemoryDataWidth_16b。
4) FSMC_WriteOperation：这里设置是是否打开写使能，这个肯定要打开，所以设置为：FSMC_WriteOperation_Enable。
5) FSMC_ExtendedMode：是否使用拓展模块，也就是读写的数据是否需要不一样，LCD彩屏读取的速度，一般都比写入慢，为了写入的效率最高，所以我们这里选择使用拓展模块：FSMC_ExtendedMode_Enable
6) FSMC_DataAddressMux：是否复用地址线和数据线，我们这里不复用：FSMC_DataAddressMux_Disable。
7) FSMC_ReadWriteTimingStruct：当没有使用拓展模块时，也就是读写时序不分开时，设置读写时序，也就是速度。而这个参数的设置又是一个 FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef 结构，这个结构体有 7 个成员：
a) FSMC_AddressSetupTime：设置地址建立时间：我们设置为 3 个时钟周期，即：0x02。注意这里没错，3 个时钟周期是 0x02，因为这里设置是从 0x00 开始的，表示一个时钟周期。
b) FSMC_AddressHoldTime：地址保持时间，为了方面外部存储器，更精确的读取地址的设置。这里我们设置为一个时钟周期得了：0x00。
c) FSMC_DataSetupTime：数据建立时间，我们这里设置为 6 个时钟周期，即：0x05。
d) FSMC_DataLatency：数据保持时间，我们这里设置为 1 个时钟周期： 0x00。
e) FSMC_BusTurnAroundDuration：总线恢复时间，我们也设置为 1 个时钟周期：0x00。
f) FSMC_CLKDivision：设置 FSMC 的时钟分频，我们设置为：0x01。
g) FSMC_AccessMode：设置异步访问模式，也就是读写时序分开时的模式，我们使用 B模式，所以设置为：FSMC_AccessMode_B。
以上就是 FSMC_ReadWriteTimingStruct 这个成员的设置结构体参数。
8) FSMC_WriteTimingStruct：设置写时序，这个设置其实也是使用上面FSMC_ReadWriteTimingStruct 这个成员的结构体参数来设置。
9) 剩下的还有 7 个参数， FSMC_BurstAccessMode 、FSMC_WaitSignalPolarity、FSMC_AsynchronousWait、FSMC_WrapMode、 FSMC_WaitSignalActive、FSMC_WaitSignal、FSMC_WriteBurst。这些参数在成组模式同步模式才需要设置，大家可以参考中文参考手册
了解我们这里不用设置。

1万 · 2017-9-23 21:23

本帖最后由一路向北lm 于 2017-9-23 21:27 编辑

TFT LED例程代码
1.GPIO初始化
/***************************************************************************
*
*函数名：TFT_GPIO_Config
*输入：无
*输出：无
*功能：初始化 TFT 的 IO 口。
***************************************************************************
*/
void TFT_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/* 打开时钟使能 */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE
| RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_12;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
/* FSMC_A10(G12) 和 RS（G0）*/
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = (GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_4
| GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_8
| GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 |GPIO_Pin_11
| GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14
| GPIO_Pin_15 );
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = (GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9
| GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12
| GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15);
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
}
2.FSMC初始化
void TFT_FSMC_Config(void)
{
/* 初始化函数 */
FSMC_NORSRAMInitTypeDef FSMC_NORSRAMInitStructure;
FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef FSMC_NORSRAMTiming;
/* 设置读写时序，给 FSMC_NORSRAMInitStructure 调用 */
/* 地址建立时间，3 个 HCLK 周期 */
FSMC_NORSRAMTiming.FSMC_AddressSetupTime = 0x02;
/* 地址保持时间，1 个 HCLK 周期 */
FSMC_NORSRAMTiming.FSMC_AddressHoldTime = 0x00;
/* 数据建立时间，6 个 HCLK 周期 */
FSMC_NORSRAMTiming.FSMC_DataSetupTime = 0x05;
/* 数据保持时间，1 个 HCLK 周期 */
FSMC_NORSRAMTiming.FSMC_DataLatency = 0x00;
/* 总线恢复时间设置 */
FSMC_NORSRAMTiming.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0x00;
/* 时钟分频设置 */
FSMC_NORSRAMTiming.FSMC_CLKDivision = 0x01;
/* 设置模式，如果在地址/数据不复用时，ABCD 模式都区别不大 */
FSMC_NORSRAMTiming.FSMC_AccessMode = FSMC_AccessMode_B;
/*设置 FSMC_NORSRAMInitStructure 的数据*/
/* FSMC 有四个存储块（bank），我们使用第一个（bank1） */
/* 同时我们使用的是 bank 里面的第 4 个 RAM 区 */
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_Bank = FSMC_Bank1_NORSRAM4;
/* 这里我们使用 SRAM 模式 */
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType = FSMC_MemoryType_SRAM;
/* 使用的数据宽度为 16 位 */
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_16b;
/* 设置写使能打开 */
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteOperation = FSMC_WriteOperation_Enable;
/* 选择拓展模式使能，即设置读和写用不同的时序 */
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ExtendedMode = FSMC_ExtendedMode_Enable;
/* 设置地址和数据复用使能不打开 */
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_DataAddressMux = FSMC_DataAddressMux_Disable;
/* 设置读写时序 */
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ReadWriteTimingStruct = &FSMC_NORSRAMTiming;
/* 设置写时序 */
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteTimingStruct = &FSMC_NORSRAMTiming;
/* 打开 FSMC 的时钟 */
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_FSMC, ENABLE);
FSMC_NORSRAMInit(&FSMC_NORSRAMInitStructure);
/*!< Enable FSMC Bank1_SRAM Bank */
FSMC_NORSRAMCmd(FSMC_Bank1_NORSRAM4, ENABLE);
}

3 .  写命令程序
void TFT_WriteCmd(uint16_t cmd)
{
TFT->TFT_CMD = cmd >> 8;
TFT->TFT_CMD = cmd & 0x00FF;
}
我们的 LCD 彩屏使用的是 8 位数据口，所以要写两次。
4.  写数据程序
void TFT_WriteData(u16 dat)
{
TFT->TFT_DATA = dat >> 8;
TFT->TFT_DATA = dat & 0x00FF;
}
5 .  初始化函数
初始化函数比较长，这里就不贴出来了，大家可以查看例程里面的初始化函数，
TFT_Init()。在初始化函数里面要设置很多东西，一般来说我们就不用一一去详细了解了，
如果想要修改相应的设置，可以去翻查 LCD 彩屏的数据手册，进行设置。
6.  设置窗口函数
void TFT_SetWindow(uint16_t xStart, uint16_t yStart, uint16_t xEnd, uint16_t yEnd)
{
TFT_WriteCmd(0x0210);
TFT_WriteData(xStart);
TFT_WriteCmd(0x0211);
TFT_WriteData(xEnd);
TFT_WriteCmd(0x0212);
TFT_WriteData(yStart);
TFT_WriteCmd(0x0213);
TFT_WriteData(yEnd);
TFT_WriteCmd(0x0200);
TFT_WriteData(xStart);
TFT_WriteCmd(0x0201);
TFT_WriteData(yStart);
TFT_WriteCmd(0x0202);
}
这个是一个很重要的函数，这个函数可以设置你要显示的窗口范围。
7.  清屏函数
/****************************************************************************
* Function Name : TFT_ClearScreen
* Description : 将 LCD 清屏成相应的颜色
* Input : color：清屏颜色
* Output : None
* Return : None
****************************************************************************/
void TFT_ClearScreen(uint16_t color)
{
uint16_t i, j ;
TFT_SetWindow(0, 0, TFT_XMAX, TFT_YMAX);  //作用区域
for(i=0; i<TFT_XMAX+1; i++)
{
for (j=0; j<TFT_YMAX+1; j++)
{
TFT_WriteData(color);
}
}
}

1万 · 2017-9-26 17:02

以下是俄罗斯方块LCD显示屏的驱动代码，包括了 lcd_driver.C与 lcd_driver.h 两个文件，在主函数调用即可。

1万 · 2017-9-26 17:11

接下来就是关于GUI的显示，主程序中调用 GUI_DisplayInit 初始化函数在TFT上显示我们看到的图画。void GUI_DisplayInit(void){
GUI_ShowPicture(0, 0, 240, 320);
}
关于GUI的驱动函数我们可以看到有 asciicode chfont font gui picture Tfont 文件组成关于代码可以自行阅读，这里会调用即可。
结合着LCD的驱动我们就可以在TFT指定位置上面显示我们想要的图片汉子的字符。

1万 · 2017-9-26 17:18

按键部分：调用button.h即可
void button_init()
{
GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);//使能PB\E端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = k_up;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;    //下拉输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = k_left|k_down|k_right;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;    //上拉输入
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);

}
u8 keyscan(u8 mode)    //mode=0 单次按，mode=1连续按
{
static u8 key_up=1,i=0;
if(mode)
{
key_up=1;
}
if(key_up&&(K_UP==1||K_LEFT==0||K_DOWN==0||K_RIGHT==0))
{
delay_ms(10);
i++;
if(i==8)
{
i=0;
key_up=0;
if(K_UP==1)
{
return K_UP_PRESS;
}
else if(K_LEFT==0)
{
return K_LEFT_PRESS;
}
else if(K_DOWN==0)
{
return K_DOWN_PRESS;
}
else if(K_RIGHT==0)
{
return K_RIGHT_PRESS;
}
}
}
else if(K_UP==0&&K_LEFT==1&&K_DOWN==1&&K_RIGHT==1)
{
key_up=1;
}
return 0;
}

u8 keyscan1(u8 mode)    //mode=0 单次按，mode=1连续按
{
static u8 key_up=1;
if(mode)
{
key_up=1;
}
if(key_up&&(K_UP==1||K_LEFT==0||K_DOWN==0||K_RIGHT==0))
{
delay_ms(10);

key_up=0;
if(K_UP==1)
{
return K_UP_PRESS;
}
else if(K_LEFT==0)
{
return K_LEFT_PRESS;
}
else if(K_DOWN==0)
{
return K_DOWN_PRESS;
}
else if(K_RIGHT==0)
{
return K_RIGHT_PRESS;
}

}
else if(K_UP==0&&K_LEFT==1&&K_DOWN==1&&K_RIGHT==1)
{
key_up=1;
}
return 0;
}

1万 · 2017-9-26 17:20

主函数部分：
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "button.h"
#include "lcd_driver.h"
#include "gui.h"
#include "tim.h"
#include "tetris.h"

void GUI_DisplayInit(void)
{
GUI_ShowPicture(0, 0, 240, 320);
}

int main(void)
{
u8 i;
delay_init();
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
led_init();
button_init();
TFT_Init();
TFT_ClearScreen(GREEN);
GUI_DisplayInit();
TIM4_Init(10,7199);
while(key!= K_UP_PRESS) //等待按键K_UP按下
{
GUI_Show12ASCII(20,10,"Press K_UP key to Enter...",RED,WHITE);
delay_ms(200);
GUI_Show12ASCII(20,10,"                         ",RED,WHITE);
delay_ms(200);
}
TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);  //失能TIMx
uart_init(9600);
score_buf[0]=Game.score/100000+0x30;
score_buf[1]=Game.score%100000/10000+0x30;
score_buf[2]=Game.score%100000%10000/1000+0x30;
score_buf[3]=Game.score%100000%10000%1000/100+0x30;
score_buf[4]=Game.score%100000%10000%1000%100/10+0x30;
score_buf[5]=Game.score%100000%10000%1000%100%10+0x30;
score_buf[6]='\0';

level_buf[0]=Game.level/100+0x30;
level_buf[1]=Game.level%100/10+0x30;
level_buf[2]=Game.level%100%10+0x30;
level_buf[3]='\0';
Show_TetrisFace();
Start_Game();
TIM3_Init(5000,7199);

while(1)
{
      key=keyscan(1);
switch(key)
{
case K_LEFT_PRESS:MoveLeft();break;
case K_RIGHT_PRESS:MoveRight();break;
case K_DOWN_PRESS:DownFast();break;
case K_UP_PRESS:Transform();break;
// case RESET:ResetGame();break;
default :
break;
}
i++;
if(i==15)
{
i=0;
led0=~led0;
}
delay_ms(10);
}