基於51微控制器的貪吃蛇遊戲

基於51微控制器的貪吃蛇遊戲

前言：

這篇文章是我當時製作完成後寫的總結，已經過去了一段時間，苦於找不到實物的圖片，就把全文都貼上到了下面。
今天是11月2日，昨天我完成了我的貪吃蛇的製作。那個戰線一個多月，讓我煞費苦心的工作。在這一過程中，學到了許多新知識，也認識了許多新朋友，無論星火盃結果如何，它都將成為我的大學生涯，甚至一生中寶貴的財富。所以我決定將我學到的，想到的都寫下來，給將來的自己一份美好的回憶。這次總結的內容主要是進入西電來學到的一些硬體知識，主要包括51微控制器基礎知識（最小系統、LED流水燈、蜂鳴器、獨立按鍵、數碼管顯示），Protues模擬（以貪吃蛇為例），Keil的使用（貪吃蛇程式的分析），最後是貪吃蛇製作的基本步驟。

一、51微控制器基礎

1、微控制器介紹

微控制器是在一塊矽片上整合了微處理器、儲存器及各種輸入輸出介面的晶片。目前微控制器種類眾多，筆者在製作貪吃蛇的時候用的是STC89C52RC。但只要學會一種，其它的都可以輕鬆搞定。

2、微控制器引腳介紹

上圖為STC89C52RC引腳圖，共四十引腳，可按照其功能將其分為三類：電源和時鐘引腳（VCC、GND、XTAL1、XTAL2），程式設計控制引腳和I/O口引腳（P0、P1、P2、P3）。
注：①P0口內部沒有上拉電阻，不能正常輸出高\低電平，使用時務必外接上拉電阻（10KΩ）②P3.0為序列輸入口（RXD，第10腳），P3.1為序列輸出口（TXD，第11腳）

3、微控制器最小系統

指用最少的元件組成的微控制器可以工作的系統。對51系列微控制器來說,最小系統一般應該包括:微控制器、晶振電路、復位電路。如上方電路圖。

4、LED流水燈

//常用預處理命令
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;
#define LED  P0
//包含標頭檔案
#include<intrins.h> 
//實現函式
led=_crol_(led,1);
led=_cror_(led,1);

5.蜂鳴器

蜂鳴器可分為電磁式蜂鳴器（通過高低電平控制）和壓電式蜂鳴器（通過脈衝觸發）兩種。原理：改變微控制器引腳輸出波形的頻率，可以調整控制蜂鳴器音調，產生各種不同音色、音調的聲音。改變輸出電平的高低電平佔空比，可以控制蜂鳴器的聲音大小。

6.數碼管動態掃描

原理：輪流向各位數碼管送出字形碼指令，利用發光管的餘暉和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數碼管同時都在顯示。

二、Protues模擬（以貪吃蛇為例）

1.在Protues中用到的命令

1N4003——二極體
AT89C52——微控制器
BUTTON——按鍵
MATRIX-8×8-RED——紅色8×8點陣
RES——電阻
POWER——電源
GROUND——接地

2.LED點陣

筆者在焊接時用的是2088BS（一種共陽極點陣），若是想要區分共陰、共陽可用萬用表測量。共陽極電路如右下圖所示，如果想要位於（1，1）的燈亮，只需要將⑨設定為高電平，將⑬設定為低電平。進一步想讓對角線亮起來，可利用動態掃描。

注：點陣的行列引腳分佈是亂序的，焊接時一定要仔細，可用杜邦線連線試驗。

3.電路圖

分析：該電路由微控制器，8*8點陣，一個電阻，四個二極體和四個按鍵組成。點陣的16個引腳分別和微控制器的P1埠、P2埠相連，通過程式控制高低電平的變化，實現點陣的變化。四個二極體相當於下拉電阻，當按鍵未按下時，P3口直接經過二極體接地，控制P3口為低電平。按鍵按下後，電流通過按鍵進入微控制器，使微控制器變為高電平，當微控制器檢測到高電平的時候，會做出相應反應。實現貪吃蛇遊戲。

三、Keil的使用（貪吃蛇程式的分析）

#include<reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define SNAKE 20                 //最大長度
#define TIME 500000            //顯示延時時間
#define SPEED 71               //速度控制
sbit keyenable=P3^6;            //方向使能
sbit up=P3^3;      
sbit down=P3^1;
sbit right=P3^2;
sbit left=P3^4;
uchar x[SNAKE+1];
uchar y[SNAKE+1];          
uchar time,n,i,e;              //延時時間，當前蛇長，通用迴圈變數，當前速度      
char addx,addy;                 //位移偏移量
void delay(char MS){while(MS--);}
bit knock()//判斷碰撞
{
    bit k;
    k=0;
    if(x[1]>7||y[1]>7) 
          k=1;                             //撞牆
    for(i=2;i<n;i++)
      if((x[1]==x[i])&(y[1]==y[i]))
          k=1;                            //撞自己
    return k;
}
void turnkey()//上下左右鍵位處理
{
    if(keyenable)
    {
        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;}
    }
}
uchar mux(uchar temp) //乘方程式
{
    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)//顯示程式
{
    while(k--)
    {
        for(i=0;i<SNAKE+1;i++)
        {
            P2=mux(x[i]);
            P1=255-mux(y[i]);
            turnkey();                     //上下左右鍵位處理
            delay(TIME);                   //顯示延遲
            P2=0x00;P1=0xff;
        }
    }
} 
void main(void)
{
    e=SPEED;
    P0=0x00;P1=0xff;
    P2=0x00;P3=0x00;
    while(1)       
    {
        for(i=3;i<SNAKE+1;i++)  x[i]=100;
        for(i=3;i<SNAKE+1;i++)  y[i]=100;                            //初始化
        x[0]=4;y[0]=4;                                          //果子                            
        n=3;                                                  //蛇長 n=-1
        x[1]=1;y[1]=0;                                          //蛇頭
        x[2]=0;y[2]=0;                                          //蛇尾1
        addx=0;addy=0;                                        //位移偏移
        while(1){if(keyenable)break;timer0(1);}
        while(1)         
        {
            timer0(e);
            if(knock()){e=SPEED;break;}                            //判斷碰撞
            if((x[0]==x[1]+addx)&(y[0]==y[1]+addy))                  //是否吃東西
            {
               n++;
               if(n==SNAKE+1)
               {
                  n=3;e=e-10;
                  for(i=3;i<SNAKE+1;i++) x[i]=100;
                  for(i=3;i<SNAKE+1;i++) y[i]=100;
               }
               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;                     //移動
        }                       
    }           
}