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周棠亨

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怎么实现基于51单片机的贪吃蛇游戏的设计?

怎么实现基于51单片机的贪吃蛇游戏的设计?

回帖(1)

谭怡宁

2021-11-4 09:48:28
本科时候做的一个课程作业,自己搭一个很简易的电路,比较有意思且易上手,故将之记录下来。(全套的仿真及代码,演示视频,课程报告以及PPT展示上传在自己CSDN。)
  一. 实验目的

  (1) 通过对C51语言的理解,编写程序实现对贪吃蛇的有效控制;
(2) 通过对51单片机硬件的学习,学会运用面包板,独立按键、点阵屏等,完成对完整电路的搭建过程;
(3) 通过对Proteus仿真软件的学习,实现基于STC89C52单片机的8*8点阵贪吃蛇的硬件电路仿真。
  二. 实验介绍

  贪吃蛇是一款经典小游戏,其游戏的规则是:玩家通过四个方向键来控制蛇的移动,控制其在地图上吃豆子。吃掉豆子后蛇身相应加长,蛇身速度加快。蛇运动过程中撞到墙壁或蛇身,则立即结束本轮游戏。
  三. 实现功能

  (1)制作一个8*8点阵的贪吃蛇游戏;
(2)通过LED点阵屏为载体显示数据;
(3)外接4个独立按键作为输入端,分别控制蛇的移动方向(上、下、左、右);
(4)蛇头与墙壁或蛇身相撞,随即结束游戏并复位。
  四. 方案设计

  在该系统中,硬件部分包括STC89C52单片机,8*8点阵屏,4个按键;软件部分是在keil环境下用C51语言编写,设置蛇的初始段数为2点,并设置有障碍墙壁,游戏结束后自动复位。
(1)贪吃蛇的移动
在贪吃蛇的移动过程中,每次需要将蛇头要到的下一个LED灯点亮,对应蛇尾的LED灯熄灭。在程序中即是先把蛇尾位置的值传给蛇头的下一个位置,然后改变蛇尾的值即可。蛇头下一个位置的确定由蛇头和偏移量来确定,每次通过操作四个独立按键来控制蛇步进的偏移量。因而只要将蛇头的位置加上其偏移量的值,即可得到新的蛇头位置。
(2)食物的出现
在市场上所流行的贪吃蛇游戏中,食物的出现是一种随机行为,这在程序中需要做一个随机数来支撑该过程。我们组在实验过程中也尝试了该过程,最终选择让食物出现在蛇尾的后一步,来执行整个程序。与此同时,食物出现的位置不能与蛇的位置重合,也不能超出墙外,否则需要重置食物。
  五. 模块应用

  (1)AT89C52单片机最小系统模块

  本系统是以STC89C52RC为核心,加上复位电路和晶振电路来构成最小系统。该系统中选用11.0592M晶振,使得单片机有较为合理的运行速度;其起振电容对振荡器的频率高低、稳定性以及快速性影响较合适,复位电路为按键高电平复位。

  
  

  (2)1588BS 8*8共阳点阵屏模块

  本实验中是采用8*8共阳红色点阵显示屏,它共16个引脚,分别与单片机P1口的八位管脚、P2口的八位管脚,按照一定要求(连接规则来源于百度查询)通过杜邦线一一对应连接,继而用来显示贪吃蛇的游戏画面。

  
  

点阵屏各点的点亮原理:
该点阵屏各引脚分别对应各led点(其原理图详见下图),其基本原理是:当第一行接入高电平,第一列接入低电平,且其它列为高电平时,则第一个led灯点亮。同理,其他所有的led灯点亮原理均是如此。

  

  

  (3)独立按键模块

  本实验中外接4个独立按键,分别通过控制单片机P3口的P3.1~P3.4,从而控制蛇的游走方向(上、下、左、右)。当按键未按下时,控制P3口为低电平;当其中某一按键按下后,电流会通过该按键,通过P3口中相对应的管脚进入单片机,使单片机变为高电平。当单片机检测到高电平的时候,会做出相应反应,继而实现贪吃蛇游戏。

  

  

  六. 程序流程

  本实验中主程序工作流程如下图5所示,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,之后执行程序主题逻辑部分,程序主题逻辑执行一遍后检查是否有中断发生。本实验中有两个中断源:一个是驱动贪吃蛇自动前行的定时中断,另一个是用户控制贪吃蛇移动方向的按键中断。任意中断的到来都将改变贪吃蛇当前状态。若当前没有中断发生,主程序将继续判断蛇头是否碰壁或发生头尾相撞。若是,则结束游戏,否则返回继续执行程序主体循环即可。

  

  

  七. 附 录

  7.1 Proteus电路仿真图

  
  

  

  7.2 代码

  
/*******************************************
判断碰撞
*******************************************/
bit knock()
{
        bit k;
        k=0;
        if(x[1]>7||y[1]>7)
                k=1;                             //撞墙
        for(i=2;i                 if((x[1]==x)&(y[1]==y))
                        k=1;  //撞自己
        return k;
}
/*****************
上下左右键位处理
*****************/
void turnkey()// interrupt 0 using 2  
{
        if(keyenable == 0)
        {
                key_en ^= 1;   //取反操作
        }
        if(key_en)
        {
                if(left==0){addy=0;if(addx!=1)addx=-1; else addx=1;}
                if(right==0){addy=0;if(addx!=-1)addx=1; else addx=-1;}
                if(up==0){addx=0;if(addy!=-1)addy=1; else addy=-1;}
                if(down==0){addx=0;if(addy!=1)addy=-1; else addy=1;}
        }
}
/*****************
乘方程序
*****************/
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;
}
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