淺析《貪吃蛇》游戲設計與制作

劉港毓　龍波　歐陽朝煌　張磊濤

摘 要：今年來，蛇蛇大作戰成為風靡全國的游戲之一，這一款游戲有吸引人們的地方，并且，我學的的專業剛好可以涉及這個領域，因此，我們團隊打算以此為設計的課題，打算利用所學過的知識制作一個簡易的貪吃蛇游戲。下面我來介紹這款游戲的設計思路與過程。本系統主要是完成貪吃蛇游戲的基本操作。用戶可以自己練習和娛樂。本系統需要滿足以下幾點要求：1）可以用方向按鍵來改變蛇的運行方向。2）使用空格按鍵暫停或繼續游戲，并且可在隨機的區域產生食物。3）當蛇吃到食物就變成新的蛇體，碰到自己的身體則游戲結束，否則正常運行。

關鍵詞：貪吃蛇；游戲；娛樂；制作

一、關于本游戲的處理流程

二、核心元器件的選擇和使用

1）處理芯片。STC12C5A60S2系列單片機是宏晶科技生產的單時鐘/機器周期（1T）的單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，但速度快8-12倍。內部集成MAX810專用復位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉換（250K/S），針對電機控制，強干擾場合。2）顯示屏。12864液晶顯示屏是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64，內置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集。利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面。具有低功耗，功能強大等優點，及其適合本課題。

三、本游戲的模塊設計

1）搭建硬件：主要是單片機基礎外圍電路的搭建，按鍵和單片機的連接，12864和單片機的連接。使用單片機最小系統構建單片機基礎外圍電路，包括復位、晶振等電路。單片機P0口與12864的三態數據線連接，12864的指令控制端、讀寫端、使能端分別與單片機的P2.0、P2.1、P2.2連接。2）建立按鍵掃描函數：在沒有用延時函數的按鍵掃描，打破按鍵掃描讓CPU進行大量無意義的延時的傳統。即在案件掃面函數里面加入靜態變量，在沒按鍵沒按下時，靜態變量清零，按鍵按下后，自增，并與控制值比較，以按鍵延時，同時每一次進入按鍵檢測函數很快就能出來，為CPU提高運行效率。3）摸清12864指令集功能：基本指令集和擴充指令集。12864提供了兩種指令集，以進入漢字顯示模式或者圖形顯示模式，由于本課題需要應用到12864的漢字顯示與圖形顯示，而且12864是帶漢字庫的液晶顯示屏，因此在顯示漢子時進入基本指令集，在顯示貪吃蛇圖形界面時進入擴充指令集。4）建立針對12864的庫函數及文件，根據12864的畫圖地址建立復雜的打點函數。單片機需要與12864通信，需要為12864檢忙，需要向12864發送命令，讀寫數據，以及在貪吃蛇移動過程中，需要為12864在液晶屏上打點，顯示貪吃蛇及食物，因此，建立12864的驅動庫函數，讓程序更具有可讀性、可維護性。5）構建貪吃蛇：用打點函數構建貪吃蛇的基本元素，貪吃蛇的食物由定時器產生的隨機數生成，隨機數種子是用戶按下按鍵的時間。

四、本游戲的主要功能

本系統主要完成一下幾個方面的功能：1）開機進入主界面，在主界面中通過按鍵可以開始游戲，可以進入貪吃蛇難度選擇，可以進入排行榜查看最高成績。2）開始游戲后，如果要退出游戲，則需要按單片機的復位鍵，繼續游戲則按四個方向鍵，以控制貪吃蛇的移動。3）當貪吃蛇碰到自身身體時，游戲結束，并進入分數結算頁面，分數高低由貪吃蛇選擇的難度及吃的食物多寡決定。4）進入主界面。

五、本游戲的控制模塊

貪吃蛇游戲控制模塊主要是單片機引出來的四個輕觸按鍵，上下按鍵在主界面控制光標上下移動，在貪吃蛇運行時作為貪吃蛇的上下移動方向鍵，左右按鍵在主界面作為“返回”“確定”選項。

六、邏輯設計

1）本游戲的主函數模塊。游戲的主函數中首先初始化12864以及對產生隨機食物位置的定時器初始化。隨后進入死循環，隨后顯示漢字及選擇光標，進入主界面，并根據不同的選擇，顯示不同的字符。當選擇完畢，進入游戲，首先創建初始貪吃蛇，然后貪吃蛇移動，貪吃蛇死亡后，計算分數，并顯示排行榜。

2）本游戲的按鍵模塊。在游戲的按鍵模塊中，首先根據靜態變量判斷此模塊在按鍵按下的情況下進入的次數，次數達標后，根據全局變量的記錄，確定所在頁面，進行變量操作。

3）LCDl2864顯示模塊。在主界面，用基本指令集操作。在貪吃蛇移動階段，是擴充指令集操作模式，此時主要有兩個函數，一個是當食物被吃后，通過用戶按下鍵盤所產生的數當作隨機數種子生成隨機食物位置，另一個是通過按鍵產生的方向，決定貪吃蛇移動。

4）本游戲的蛇運動控制模塊。通過按鍵提供貪吃蛇移動方向，使用液晶屏打點函數，在液晶屏上面畫出貪吃蛇，通過難度控制變量，確定貪吃蛇更新速度，即讓貪吃蛇移動速度提供了依據。

七、結語

貪吃蛇在電腦上實現、在手機上實現和在單片機上實現的原理和過程是完全不同的。所需要的基礎也不同，在單片機上實現，需要有電路基礎和c基礎，并要了解液晶控制原理，才能在液晶屏上畫圖，讓貪吃蛇在人們眼中呈現。但是經過不懈的努力，我們將其焊接并調試完成，達到具有可玩性的指標。

參考文獻：

[1] （美）塞奇威克著，霍紅衛譯.算法——C語言實現.機械工業出版社.

[2] 閻石，清華大學電子學教研組.數字電子技術基礎.第五版.高等教育出版社.