貪吃蛇游戲設(shè)計(jì)

摘 要：文章設(shè)計(jì)了一款新穎的以單片機(jī)為控制核心的貪食蛇游戲系統(tǒng)。所設(shè)計(jì)的貪食蛇能完成移動(dòng)、吃食物和擺放游戲自動(dòng)輸出的食物，使之默認(rèn)出現(xiàn)3節(jié)蛇身，吃到每個(gè)隨機(jī)點(diǎn)數(shù)而得分等功能。硬件設(shè)計(jì)包括LED模塊、鍵盤模塊、供電模塊驅(qū)動(dòng)模塊和下載模塊。軟件采用C語言編程，方便靈活，大大加快了軟件開發(fā)速度，縮短了開發(fā)周期，并且便于移植。為提高開發(fā)效率和硬件穩(wěn)定性，采用了功能強(qiáng)大的硬件仿真軟件Proteus，依托該軟件提供的仿真環(huán)境搭配Keil作為軟件開發(fā)調(diào)試環(huán)境進(jìn)行仿真調(diào)試成功。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；系統(tǒng)；貪吃蛇

目前，科技的發(fā)展，尤其是微電子、計(jì)算機(jī)軟件和應(yīng)用技術(shù)，使人們的日常生活變得豐富多彩。單片機(jī)（單片機(jī)）作為微電腦家庭成員，其結(jié)構(gòu)獨(dú)特、穩(wěn)定性好、價(jià)格低廉，在嵌入式領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1-2]。本文利用計(jì)算機(jī)上傳統(tǒng)的蛇游戲設(shè)計(jì)，利用Proteus仿真軟件、硬件、8×8點(diǎn)矩陣的單片機(jī)、按鍵和其他硬件平臺(tái)，C語言編程，實(shí)現(xiàn)了便攜式蛇游戲。

1 本游戲基本功能

將蛇游戲的8×8點(diǎn)矩陣，系統(tǒng)與MCU C語言軟件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)通過LED點(diǎn)陣屏幕作為載波顯示數(shù)據(jù)，有4個(gè)輸入表示4個(gè)控制鍵（上下左右）。部分系統(tǒng)硬件是AT89C52單片機(jī)，8×8點(diǎn)矩陣屏幕，4個(gè)鍵，軟件部分用C語言編寫，在keil環(huán)境中運(yùn)行游戲以及隔墻，在游戲結(jié)束時(shí)自動(dòng)重置。

具體要求：（1）4個(gè)按鈕用來控制蛇的方向，并且設(shè)置墻壁。（2）當(dāng)蛇碰到墻壁和自己的身體時(shí)死亡。（3）如果蛇死亡了，則表示Game Over，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)復(fù)位[3]。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

硬件運(yùn)用了單片機(jī)技術(shù)和C程序設(shè)計(jì)技術(shù)，通過點(diǎn)陣顯示屏來顯示。軟件采用C語言編程，方便靈活。設(shè)計(jì)蛇的理念和原則：通過點(diǎn)陣屏幕點(diǎn)亮一個(gè)點(diǎn)，然后照亮另一個(gè)點(diǎn)，形成了“蛇”，為蛇晶格屏幕上選擇一個(gè)點(diǎn)食物，通過手動(dòng)按鈕蛇，并確定是否搶上。找到食物，吞下食物，蛇會(huì)生長，直到蛇咬它的尾巴或撞到墻上，然后再開始。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，基本結(jié)構(gòu)可以區(qū)分為三大部分[4-5]。

3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊

單片機(jī)的最小系統(tǒng)是一個(gè)可以正常工作的系統(tǒng)，它可以有最小的組件和一個(gè)單片機(jī)。根據(jù)52單片機(jī)的要求，最小系統(tǒng)包括單片機(jī)、復(fù)位電路和晶體振動(dòng)電路。單片機(jī)接口主要用于PC機(jī)和其他外部設(shè)備的連接[6-8]。

復(fù)位電路：單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間直接受非極性電容C4的影響，容量大小一般為10～30 μF，設(shè)計(jì)采用10 μF，52單片機(jī)常見的復(fù)位模式為自動(dòng)復(fù)位和按鍵復(fù)位。這個(gè)設(shè)計(jì)中使用的重置模式是按鍵復(fù)位。

晶體振蕩器電路：該設(shè)計(jì)中使用的晶體振蕩器的尺寸為12 MHz。其目的是能夠達(dá)到單片機(jī)最快的處理速度。

3.2 點(diǎn)陣屏模塊

LED點(diǎn)陣屏通過LED組成，以燈珠亮滅來顯示程序的運(yùn)行情況，是模塊化的顯示組件，本設(shè)計(jì)采用8×8共陽紅色點(diǎn)陣顯示屏，用來顯示貪吃蛇的游戲畫面。8×8點(diǎn)陣屏模塊如圖2所示。

3.3 按鍵模塊

4個(gè)按鍵控制蛇的游走方向（上下左右）的功能簡介明了。獨(dú)立鍵盤電路如圖3所示。

貪吃蛇是一款經(jīng)典的小游戲，玩家使用方向鍵控制一條很短（游戲剛開始）的蛇，通過不斷地吃豆豆，蛇身會(huì)逐漸加長，當(dāng)蛇撞到身體或墻壁時(shí)游戲結(jié)束。

3.4 系統(tǒng)制作與調(diào)試

按照原理圖在板子上進(jìn)行搭建，在制作的過程中先把元器件放到正確的位置，再進(jìn)行焊接，調(diào)試時(shí)利用電壓表對晶振兩端和C4兩端的電壓進(jìn)行測量，按下復(fù)位按鈕，電壓發(fā)生變化并且指示燈亮，說明能夠正常復(fù)位。

硬件全部制作調(diào)試好以后，本次設(shè)計(jì)基本完工。從開始的一堆散件，到焊接完成，直到最后板子的正常使用，總結(jié)有如下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)[9-10]。

（1）元器件的擺放按照原理圖設(shè)計(jì)來放，不會(huì)出現(xiàn)亂序。（2）焊接的時(shí)候要一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)地焊，要求焊實(shí)且焊點(diǎn)飽滿。（3）在接通電源之前，可以用萬用表檢查電源正負(fù)極有沒有短路或者斷路，保證系統(tǒng)有穩(wěn)定的供電，并且還要看元件有沒有接錯(cuò)或者接反，是否有焊錯(cuò)、漏焊、虛焊等現(xiàn)象。（4）在調(diào)試的過程中程序不可能一次就成功，必須在調(diào)試中慢慢修改，可以先仿真調(diào)試，再下載到單片機(jī)中，這樣避免了不必要的麻煩。

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