单片机贪吃蛇课程设计报告

电气与信息工程学院

单片机课程设计报告

一、设计任务及要求

基本功能：

制作一个8*8点阵的贪吃蛇游戏，系统以单片机的C语言的软件设计，系统通过LED点阵屏为载体显示数据，并用五个输入端表示五个控制键（上下左右及加速）。系统硬件部分由STC89C52RC单片机，8*8点阵屏，5个按键，软件部分在keil环境下用C51语言编写，包括游戏初始化蛇的节数，以及障碍墙壁，游戏结束时自动复位。

具体要求：

1、用四个按钮控制贪吃蛇的行径，一个按钮控制贪吃蛇的加速，蛇的初始长度为2点，设置墙壁。

2、蛇吃到长度为1点的食物时，自身长度增加1点。

2、速度按钮带有一次加速，按两下速度按钮蛇的行进速度回到初始值。

3、当蛇碰到墙壁或自己的身体时游戏结束。

4、用proteus设计，仿真基于STC89C52RC单片机的8x8点阵贪吃蛇的硬件电

路。

5、游戏结束，系统自动复位。

二、硬件电路设计

本系统以STC89C52RC为核心，设置12MHz的晶振，使得单片机有合理的运行速度。LED点阵屏通过LED(发光二极管)组成，以灯珠亮灭来显示程序的运行情况，是模块化的显示组件，本设计采用8*8共阳红色点阵显示屏，用来显示贪吃蛇的游戏画面。五个独立按键控制蛇的游走方向(上下左右)和加速减速的功能。贪吃蛇是一款经典的小游戏，玩家通过按键操控贪吃蛇不断地吃食物，蛇身逐渐伸长，当蛇碰到蛇身和墙壁时游戏结束。

需要注意的是实际元件中，点阵的封装不尽相同，因此需要测试出每个引脚的功能，以便正确连线。注意，每个像素点的额定电压在3v左右，电压过大将会彻底损坏。

三、系统软件设计

软件方面采用了C51编写代码，代码编写模块如下图：

核心代码主要为游戏处理、信息处理和按键处理。编写游戏的功能代码，先定义游戏的数据结构和常量。其中食物的数据结构采用结构体定义，两个unsigned char变量分别定义为食物的横纵坐标；蛇的身体定义为长度最大值为20的数组，游戏中贪吃蛇长度达到39，游戏通关结束。

游戏处理模块为贪吃蛇在游玩过程中遇到的需要被处理的情况，主要实现的功能包括以下四个方面，即移动、食物、死亡和加速。

1、移动

游戏开始后，贪吃蛇在固定的周期内会向前移动一格，此时“贪吃蛇”身体从尾巴至头部每一个后序节点会向前序节点移动，后序节点移动完毕后，头部会根据此时按键的方向对相应的横纵坐标进行加减。

2、食物放置

贪吃蛇向前移动后，此时要判断蛇头是否与食物的横纵坐标一一对应，如果不是则退出该模块，进入下一模块；如果是，则贪吃蛇的节数增加一。随后将进入创建新的食物模块，为了避免食物与贪吃蛇的节点坐标重复，食物在创建后要与贪吃蛇的每个节点的坐标一一比较，如果重合则重新创建食物的坐标，直到创建成功为止。

3、加速处理

在游戏过程中，贪吃蛇的初始速度很慢，为了提高游戏娱乐性，设置独立按键加速

键，当按下加速键，则贪吃蛇的移动速度即时间间隔变短，使游戏更具有挑战性，

当再按下则恢复原来的速度。

4、结束

N N

贪吃蛇在向前移动后，有可能撞到墙壁或自己的身体，也有可能吃到食物，或者只是向前移动一格，移动完毕后如果吃到了食物，如果贪吃蛇的节数达到了最大值，那么玩家将会通关游戏，并且游戏退出，此时需要判断游戏是否结束，一共有三种判别，前两种为失败结局，即撞到了墙壁或自己的身体，最后一种为通关结局，游戏将初始化。

源代码如下：

#include

#define uchar unsigned char

#define SNAKE 20

#define TIME 50

#define SPEED 80

sbit up=P3^3;

sbit down=P3^1;

sbit right=P3^2;

sbit left=P3^4;

sbit speedup=P3^5;

sbit LATCH1=P3^6;

sbit LATCH2=P3^7;

uchar x[SNAKE+1];

uchar y[SNAKE+1];

uchar time,n,i,e;

unsigned char const seg[]={0x81,0x42,0x24,0x18,0x18,0x24,0x42,0x81}; unsigned char code wei[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; char addx,addy;

void delay(char MS)

{

char us,usn;

while(MS!=0)

{

usn = 0;

while(usn!=0)

{

us=0xff;

while (us!=0){us--;};

usn--;

}

MS--;

}

}

bit knock()

{bit k;

k=0;

if(x[1]>7||y[1]>7)k=1; for(i=2;i

}

void gameOver()

{

while(!i==8)

{

P2=0x00;P1=0xff;

LATCH1=1;LATCH1=0;

P2=wei[i];

LATCH2=1;LATCH2=0;

P1=seg[i];

delay(1000);

i++;

}

}

void turnkey()

{

if(!left){addy=0;if(addx!=1)addx=-1; else addx=1;}

if(!right){addy=0;if(addx!=-1)addx=1; else addx=-1;} if(!up){addx=0;if(addy!=-1)addy=1; else addy=-1;}

if(!down){addx=0;if(addy!=1)addy=-1; else addy=1;}

if(!speedup)

{e=e-40;

while(e<=39)

e=SPEED;

}

}

uchar mux(uchar temp)

{

if(temp==7)return 128;

if(temp==6)return 64;

if(temp==5)return 32;

if(temp==4)return 16;

if(temp==3)return 8;

if(temp==2)return 4;

if(temp==1)return 2;

if(temp==0)return 1;

return 0;

}

void timer0(uchar k)

{while(k--)

{for(i=0;i

{P2=mux(x[i]);P1=255-mux(y[i]);

turnkey();

delay(TIME);

P2=0x00;P1=0xff;

}}

}

void main(void)

{e=SPEED;

P0=0x00;

P1=0xff;

P2=0x00;

P3=0xff;

while(1)

{

for(i=3;i

x[0]=4;y[0]=4; n=3;

x[1]=1;y[1]=0;

x[2]=0;y[2]=0;

addx=0;addy=0;

while(1){if(!left||!right||!up||!down)break;timer0(1);}

while(1)

{timer0(e);

if(knock()){gameOver();e=SPEED;break;}

if((x[0]==x[1]+addx)&(y[0]==y[1]+addy))

{n++;

if(n==SNAKE+1)

{n=3;

for(i=3;i

for(i=3;i

}

x[0]=x[n-2];

y[0]=y[n-2];

}

for(i=n-1;i>1;i--){x[i]=x[i-1];y[i]=y[i-1];}

x[1]=x[2]+addx;y[1]=y[2]+addy;

}

}

}

四、调试结果与分析

结果：本次设计未能在硬件上调试成功，但在proteus上的仿真可以实现。

程序软件编译器使用uVision4。在用uVision4编写单片机程序时，因uVisio4往往只能修改语法上的错误，对于算法上的错误不好检查，而直接下载到单片机中又受电路板的限制不方便调试，所以采用Proteus仿真。

先在Proteus上绘制出硬件电路，电路设计完成后就可以进行仿真。先双击单片机，把用uVision4生成的hex文件指定为下载文件，最后点击play按钮即可进行仿真。系统上电后首先对LED进行初始化，接着对定时器初始化，并启动定时器，接着执行程序主体逻辑，程序主体逻辑执行一遍后检查是否中断发生，中断源有两个，一个是驱动贪吃蛇自行前进时的定时中断，另一个是用户控制贪吃蛇移动方向的键盘中断，任意中断的发生都会改变贪吃蛇的当前状态。若中断没有发生，主程序继续判断蛇头是否碰到墙壁或蛇头尾相撞，若是，结束游戏，否则，继续执行主程序循环。

四、总结

六、参考文献