单片机贪吃蛇课程设计报告模板.docx
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单片机贪吃蛇课程设计报告模板
电气与信息工程学院
单片机课程设计报告
设计题目：
基于单片机的贪吃蛇设计
专业：
学生姓名：
班级：
指导教师：
成绩：
2016年11月22日
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unsignedchar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
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
#defineucharunsignedchar
#defineSNAKE20
#defineTIME50
#defineSPEED80
sbitup=P3^3;
sbitdown=P3^1;
sbitright=P3^2;
sbitleft=P3^4;
sbitspeedup=P3^5;
sbitLATCH1=P3^6;
sbitLATCH2=P3^7;
ucharx[SNAKE+1];
uchary[SNAKE+1];
uchartime,n,i,e;
unsignedcharconstseg[]={0x81,0x42,0x24,0x18,0x18,0x24,0x42,0x81};
unsignedcharcodewei[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};
charaddx,addy;
voiddelay（charMS）
{
charus,usn;
while（MS!
=0）
{
usn=0;
while（usn!
=0）
{
us=0xff;
while（us!
=0）{us--;};
usn--;
}
MS--;
}
}
bitknock（）
{bitk;
k=0;
if（x[1]>7||y[1]>7）k=1;
for（i=2;ireturnk;
}
voidgameOver（）
{
while（!
i==8）
{
P2=0x00;P1=0xff;
LATCH1=1;LATCH1=0;
P2=wei[i];
LATCH2=1;LATCH2=0;
P1=seg[i];
delay（1000）;
i++;
}
}
voidturnkey（）
{
if（!
left）{addy=0;if（addx!
=1）addx=-1;elseaddx=1;}
if（!
right）{addy=0;if（addx!
=-1）addx=1;elseaddx=-1;}
if（!
up）{addx=0;if（addy!
=-1）addy=1;elseaddy=-1;}
if（!
down）{addx=0;if（addy!
=1）addy=-1;elseaddy=1;}
if（!
speedup）
{e=e-40;
while（e<=39）
e=SPEED;
}
}
ucharmux（uchartemp）
{
if（temp==7）return128;
if（temp==6）return64;
if（temp==5）return32;
if（temp==4）return16;
if（temp==3）return8;
if（temp==2）return4;
if（temp==1）return2;
if（temp==0）return1;
return0;
}
voidtimer0（uchark）
{while（k--）
{for（i=0;i{P2=mux（x[i]）;P1=255-mux（y[i]）;
turnkey（）;
delay（TIME）;
P2=0x00;P1=0xff;
}}
}
voidmain（void）
{e=SPEED;
P0=0x00;
P1=0xff;
P2=0x00;
P3=0xff;
while
（1）
{
for（i=3;ix[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;ifor（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
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