基于STM32F405的互动式迷宫游戏系统设计

基于STM32F405的互动式迷宫游戏系统设计

引用

CSDN

等

12

来源

1.

https://blog.csdn.net/weixin_44209076/article/details/136288622

2.

https://blog.csdn.net/2401_85258012/article/details/140267811

3.

https://wenku.csdn.net/column/7d1dneyxu3

4.

https://finance.sina.com.cn/tech/roll/2025-01-14/doc-ineexptw1927810.shtml

5.

https://blog.csdn.net/Pretender_1205/article/details/135995448

6.

https://blog.csdn.net/m0_73928994/article/details/139399915

7.

https://blog.csdn.net/weixin_49337111/article/details/139843180

8.

https://blog.csdn.net/Jokerblank/article/details/140445532

9.

https://www.bilibili.com/read/cv33681049/

10.

https://www.stmcu.com.cn/Mobile/design_row?cat_code=user_manual&selected_application=&pro_cat=STM32%20MCU

11.

https://www.bilibili.com/video/BV11C4y1k7Le/

12.

https://www.cnblogs.com/Wayne123/p/18158757

基于STM32F405的互动式迷宫游戏系统设计

项目概述

本项目旨在设计一款基于STM32F405单片机的互动式迷宫游戏系统。系统将利用TFT LCD触摸屏实现图形界面显示和用户输入，通过FreeRTOS实现多任务处理，提供流畅的游戏体验和便捷的存档功能。

硬件选型

• 主控芯片：STM32F405RG
• 显示模块：3.5寸TFT LCD触摸屏（分辨率320x480）
• 触摸屏控制器：GT911
• 电源模块：5V稳压电源

软件架构

1. 硬件配置

使用STM32CubeMX进行硬件配置：

• 启用LTDC和DMA2D模块用于图形显示
• 配置I2C接口用于触摸屏通信
• 配置USART用于调试输出
• 选择FreeRTOS作为操作系统

2. 软件开发

使用HAL库进行底层驱动开发：

• 初始化TFT LCD和GT911触摸屏控制器
• 实现触摸屏输入检测函数
• 开发迷宫游戏的GUI界面

功能模块

1. 显示模块

使用LTDC和DMA2D实现图形界面显示：

• 创建帧缓冲器用于存储图形数据
• 实现基本图形绘制函数（线条、矩形、圆形等）
• 开发迷宫地图和UI元素的渲染函数

2. 触摸屏模块

实现触摸输入检测：

• 初始化GT911触摸屏控制器
• 实现触摸坐标读取函数
• 处理触摸事件以控制游戏

3. 游戏逻辑模块

实现迷宫游戏的核心逻辑：

• 设计迷宫地图数据结构
• 实现角色移动和碰撞检测
• 判断游戏胜利条件

4. 存档模块

实现游戏进度保存和读取：

• 使用STM32的Flash存储器保存游戏数据
• 实现存档和读档功能

开发步骤

1. 硬件初始化

在main函数中完成硬件初始化：

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_DMA_Init();
    MX_LTDC_Init(); // 初始化LCD控制器
    MX_I2C1_Init(); // 初始化I2C接口
    MX_USART3_UART_Init(); // 初始化USART用于调试
    MX_FREERTOS_Init(); // 初始化FreeRTOS

    // 初始化触摸屏控制器
    BSP_TS_Init(BSP_LCD_GetXSize(), BSP_LCD_GetYSize());

    // 创建游戏任务
    xTaskCreate(vGameTask, "GameTask", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, tskIDLE_PRIORITY + 1, NULL);
    xTaskCreate(vTouchTask, "TouchTask", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, tskIDLE_PRIORITY + 2, NULL);
    xTaskCreate(vSaveTask, "SaveTask", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, tskIDLE_PRIORITY, NULL);

    vTaskStartScheduler(); // 启动RTOS调度器

    while (1)
    {
    }
}

2. GUI开发

创建游戏界面：

void DrawMaze(uint8_t *maze, uint16_t width, uint16_t height)
{
    for (int y = 0; y < height; y++)
    {
        for (int x = 0; x < width; x++)
        {
            if (maze[y * width + x] == WALL)
            {
                LTDC_Rectangle(layer, x * TILE_SIZE, y * TILE_SIZE, TILE_SIZE, TILE_SIZE, COLOR_BLACK);
            }
            else
            {
                LTDC_Rectangle(layer, x * TILE_SIZE, y * TILE_SIZE, TILE_SIZE, TILE_SIZE, COLOR_WHITE);
            }
        }
    }
}

void DrawPlayer(uint16_t x, uint16_t y)
{
    LTDC_Circle(layer, x * TILE_SIZE + TILE_SIZE / 2, y * TILE_SIZE + TILE_SIZE / 2, TILE_SIZE / 2, COLOR_RED);
}

3. 游戏逻辑开发

实现游戏核心逻辑：

void GameLoop(void)
{
    while (1)
    {
        // 更新游戏状态
        UpdateGame();

        // 重新绘制界面
        DrawMaze(maze, MAZE_WIDTH, MAZE_HEIGHT);
        DrawPlayer(playerX, playerY);

        // 刷新显示
        LTDC_Refresh();

        // 延时
        osDelay(100);
    }
}

4. RTOS任务创建

创建多个任务实现并发处理：

void vGameTask(void *pvParameters)
{
    (void)pvParameters;
    GameLoop();
}

void vTouchTask(void *pvParameters)
{
    (void)pvParameters;
    while (1)
    {
        // 读取触摸屏输入
        BSP_TS_GetState(&touchscreen_event);

        // 处理触摸事件
        ProcessTouchEvent(&touchscreen_event);

        // 延时
        osDelay(50);
    }
}

void vSaveTask(void *pvParameters)
{
    (void)pvParameters;
    while (1)
    {
        // 检查存档请求
        if (saveRequested)
        {
            SaveGame();
            saveRequested = false;
        }

        // 延时
        osDelay(1000);
    }
}

调试和优化

• 确保系统稳定运行，无死机或异常重启
• 优化图形渲染性能，确保流畅的帧率
• 调整触摸屏校准参数，提高输入精度
• 优化用户界面布局，提升用户体验

通过以上步骤，我们可以开发出一个基于STM32F405的互动式迷宫游戏系统。该系统充分利用了STM32F405的高性能和丰富的外设资源，结合FreeRTOS的多任务处理能力，实现了流畅的游戏体验和便捷的存档功能。同时，通过触摸屏和GUI的交互方式，为用户提供了直观的操作体验。