单片机贪食蛇课程设计报告

单片机课程设计报告

1设计任务及要求... 1

2总体设计思路及功能描述... 1

3 各部分软硬件设计原理及方案详细说明... 2

3.1 人机接口电路... 2

3.2单片机与PC机通信电路... 4

3.3 其他部分电路说明... 5

3.4 软件模块设计... 5

3.4.1 LCD初始化... 5

3.4.2 键盘扫描程序... 7

3.4.3 显示16*16点阵汉字... 7

3.4.4 食物的随机出现... 7

3.4.5 8X8　点阵LED工作原理说明... 8

3.4.6 锁存器（74HC573）... 8

3.5软件编译... 10

4 调试的步骤及调试过程中出现的问题以及解决方法... 10

4.1 PROTEUS仿真... 10

4.2 硬件的安装... 10

4.3 调试注意事项... 11

4.3.1 硬件调试注意事项... 11

4.3.2 软件调试注意事项... 11

5 设计心得体会... 11

6 附录... 12

6.1总原理图... 12

6.2单片机程序代码... 13

7 参考文献... 22

正文：

1设计任务及要求

本设计以51系列单片机STC89C52为控制核心，以点阵液晶显示模块、键盘为人机接口，实现了一个贪食蛇游戏机。通过本设计，令读者掌握利用单片机开发简单电子产品的基本技能，熟悉原理图绘制、仿真、软件设计、优化以及系统调试的基本方法，为进一步设计开发更为复杂的嵌入式模拟/数字混合系统打下一定的基础。

“贪食蛇”又称为“贪吃蛇”，是一种益智小游戏。其游戏规则比较简单，就是一条小蛇，不停地在屏幕上游走去吃屏幕上出现的蛋，越吃越长，只要蛇头碰到屏幕四周或者碰到自己的身子，小蛇就立即毙命并结束游戏。本作品有上下左右四个按键来控制蛇头的移动方向，另有一个复位按键控制程序的重启，

游戏界面方案一:采用分辨率为128×64的液晶显示屏

方案二：和8*8点阵显示。

2总体设计思路及功能描述

如图ChpNum-3所示，贪食蛇软件主要分成三个部分：主程序、外部中断服务程序、定时中断服务程序。主程序的作用是一些初始化工作及蛇体动作执行、食物的随机产生、得分累计、图像显示等。外部中断服务程序的功能是识别按键。定时中断服务程序的作用是定时产生步进信号。外部中断服务程序与主程序之间联系的纽带是全局变量MovDirection,键盘中断服务程序每次执行都要把按键对应的方向更新到此变量，而主程序每次步进方向都以此变量为依据。定时中断服务程序通过全局变量IsToStep与主程序联系起来，主程序只有在IsToStep为1时才让蛇体步进，且步进后将该变量置0，定时中断服务程序每隔一段时间为IsToStep置位，使主程序得到步进信号。

图ChpNum-3 程序流程

主程序首先进行LCD和定时器的初始化，绘制好游戏界面后打开外部中断并启动定时器，进入主循环。主循环等待蛇体步进信号IsToStep（由定时中断服务程序设置），得到步进信号后根据当前方向MovDirection控制蛇体向前步进。步进后判断当前蛇头是否碰到食物，若碰到，将食物与蛇体合并，并产生新的食物再进入首身相碰判断；若未碰到食物，直接进入首身相碰判断。若首身未相碰则将IsToStep清零、更新得分后回到主循环；否则退出游戏。

定时器中断服务程序作用是定时产生步进信号，因硬件定时最大值不够蛇体步进最小间隔时间，我们用多次硬件定时来产生一个步进信号。设计全局变量p，每硬件中断触发一次p减1。当p减到0时置IsToStep为1并对p重新赋值。值得注意的是，p的重新赋值应参考蛇体长度，若蛇体长度越长p值应越小，即步进间隔越短，蛇体移动速度越快，游戏难度越大。具体做法见参考代码。

外部中断服务程序用于按键识别并更新前进方向全局变量MovDirection。首先取出键盘检测位的值再确定贪食蛇要改变的方向。当贪食蛇正向上或向下移动时，按下上下方向键，键值都不进行处理；而贪食蛇正向左或向右移动时，按下左右方向键，键值都不进行处理。

3 各部分软硬件设计原理及方案详细说明

3.1 人机接口电路

本游戏机游戏界面由液晶显示模块呈现。液晶显示模块中，最主要的就是LCD液晶屏。根据LCD液晶屏显示内容的不同，液晶显示模块可以分为数显液晶模块、点阵字符液晶模块和点阵图形液晶模块3种。本设计使用点阵图形液晶模块OCM12864。OCM12864液晶显示模块是128×64点阵型液晶显示模块，可显示各种字符及图形，可与CPU直接连接，具有8位标准数据总线、6条控制线及电源线，各引脚的信号说明参见表ChpNum-1。

表ChpNum-1 OCM12864引脚说明

单片机与液晶显示器的连接电路如图ChpNum-1所示，片选信号CS1与CS2接P2.4和P2.3引脚，RS、R/W、E分别接引脚P2.2、P2.1、P2.0。VEE驱动负电压输出，而V₀接10K电位器，对LCD亮度进行调节。51单片机的P0口为了实现准3态，采用了OC输出，也就是集电极悬空输出。这种电路结构，只有下拉能力，高电平输出没有电流。在高电平时表现为高阻态，加上拉电阻，就会失去高阻态，变成 1、0 两态。因此在P0口与OCM12864的I/O口之间接上10K的排阻。

用户通过四个按键控制蛇头的上下左右移动, 接法如图ChpNum-1所示。四个按键尾端均接地，任意按键的按下均会使与门输出由高电平变成低电平，从而触发中断。此时，中断服务程序通过检测P2.6口与P2.7口的电平可以识别是哪个按键被按下。若P2.6和P2.7同时为低电平，表明是UP键按下；若同时为高电平，表明DOWN键按下；若P2.6为高，P2.7为低则表明是LEFT键被按下；若P2.6为低，P2.7为高则表明RIGHT键被按下。

游戏音效由蜂鸣器实现，接法如图ChpNum-1所示。由于单片机输出脚的驱动电流有限，我们用单片机P2.5脚输出信号控制PNP三极管S8550的通断，当P2.5输出高电平时，三极管截止，当P2.5输出低电平时，三极管导通。因此，通过在P2.5脚输出不同频率的方波信号，可使得蜂鸣器发出不同频率的声音。

图ChpNum-1 人机接口电路

3.2单片机与PC机通信电路

本设计采用的STC89C52单片机具备ISP下载功能，无需用到编程器，编译好的单片机程序可以通过串口下载到单片机。单片机与PC机串行通信采用RS-232C标准。因为RS-232C接口信号不是标准的TTL电平，单片机与PC机通过RS-232C串口进行通信时，必须进行电平转换。虽然可以用分立元件组成RS-232C与TTL电平之间的转换电路，但是现在更多的是使用集成电路来完成，这里使用MAX232集成电路。如图ChpNum-2所示，MAX232需要外接4只0.1uF电容，或者1uF的电解电容。之所以需要电容，是因为RS-232电平是工作在大约-9V~+9V之间，需要电容将5V电压转换成RS-232电平需要的+10V和-10V。单片机侧安装了DB9物理连接器，可直接通过串口线连接到PC的串口。

图ChpNum-2 RS-232信号适配电路

3.3 其他部分电路说明

电源电路、复位和时钟电路比较简单，具体连接请参见电路原理总图。

供电部分采用7805将输入9~12V电压转换为5V输出，输入输出端接220uF电解电容，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。由于大容量的电解电容一般具有一定的电感，对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除，所以两端并联一只容量为0.1uF的电容，以滤除高频及脉冲干扰。

复位电路含有上电复位和按键复位功能，按键复位用于游戏结束后游戏的重新启动。系统插电瞬间电源通过10K电阻给10uF电容充电电平，充电电流在10K电阻上产生压降，于是电阻上端产生一个维持几百毫秒的高电平输入到RESET对单片机进行复位，电容充电满后经过电阻电流为0，复位失效。类似地，当开关按下时，强制产生一个高电平对单片机进行复位。

时钟电路使用12MHz的晶振，晶振的两引脚处接入两个22pF的瓷片电容来削减谐波对电路稳定性的影响。

3.4 软件模块设计

3.4.1 LCD初始化

在对LCD进行初始化时，先要检查读忙碌标志位，当BF为1表示内部操作正在进行，0表示允许指令操作。具体指令说明如下：

（1）显示开/关设置

功能：设置屏幕显示开/关。DB0=H，开显示；DB0=L，关显示。不影响显示RAM(DD RAM)中的内容。

（2）设置显示起始行

功能：执行该命令后，所设置的行将显示在屏幕的第一行。显示起始行是由Z地址计数器控制的，该命令自动将A0-A5位地址送入Z地址计数器，起始地址可以是0-63范围内任意一行。Z地址计数器具有循环计数功能，用于显示行扫描同步，当扫描完一行后自动加一。

（3）设置页地址

功能：执行本指令后，下面的读写操作将在指定页内，直到重新设置。页地址就是DD RAM 的行地址，页地址存储在X地址计数器中，A2-A0可表示8页，读写数据对页地址没有影响，除本指令可改变页地址外，复位信号(RST)可把页地址计数器内容清零。

（4）设置列地址

功能： DD RAM 的列地址存储在Y地址计数器中，读写数据对列地址有影响，在对DD RAM进行读写操作后，Y地址自动加1。

（5）状态检测

功能：读忙信号标志位(BF)、复位标志位(RST)以及显示状态位(ON/OFF)。 BF=H：内部正在执行操作；BF=L：空闲状态。RST=H：正处于复位初始化状态；RST=L：正常状态。ON/OFF=H：表示显示关闭；ON/OFF=L：表示显示开。

（6）写显示数据

功能：写数据到DD RAM，DD RAM是存储图形显示数据的，写指令执行后Y地址计数器自动加1。D7-D0位数据为1表示显示，数据为0表示不显示。写数据到DD RAM前，要先执行“设置页地址”及“设置列地址”命令。

（7）读显示数据

功能：从DD RAM读数据，读指令执行后Y地址计数器自动加1。从DD RAM读数据前要先执行“设置页地址” 及“设置列地址”命令.

LCD初始化时，根据指令格式，先进行读忙碌检查。当BF为低电平时，设置显示起始行为第一行，A0~A5位为0，然后设置屏幕显示为开，具体做法见参考代码。

3.4.2 键盘扫描程序

键盘扫描通过外部中断来检测，四个方向键经与门与P3.2（中断输入）引脚相连。程序初始化时将IT0置0，表示外部中断使用电平触发方式，低电平可引起中断。任何键的按下均会使P3.2电平为低，进入中断服务程序。中断服务程序先将P2口数据取出，右移6位将键盘接入引脚(P2.7、P2.6)的值取出，得到键盘识别码。键盘识别码有四个：1（左键）、2（右键）、0（上键）、3（下键）。得到按键识别码后根据识别码及当前方向更新前进方向。

3.4.3 显示16*16点阵汉字

液晶显示器的数据线是8位的，显示数据是逐字节输入的。每字节输入数据对应到一列的8个像素点（8行）。自然地，64行像素点分成8页，每8行为一页。向液晶显示器写入显示数据时均要先设置写入的页号和列号（而不是具体某一个像素点的坐标），然后写入一个字节的数据。如表ChpNum-2所示，液晶显示模块中的DDRAM是存储图形显示数据的，LCD显示的数据与DDRAM中的数据一一对应（一位DDRAM对应一个像素，数据为1表显示该点，为0不显示）。汉字在液晶中占用16*16像素点，即两页16列。把汉字的点阵数据写到液晶的DDRAM中时。先载入第一页的16列(字节)，再载第2页的16列。详细过程见参考代码。

表ChpNum-2 DDRAM地址映像

Y 地址

3.4.4 食物的随机出现

食物的出现是一种随机行为，所以必须做一个随机数，而且食物出现的位置不能与蛇的位置相同，也不能超出墙外，否则就要重置食物。这里使用程序中的定时计数器的低八位TL0的数值，由于TL0不断变化，不同的时间点数值不同，TL0%24及TL0%15分别为食物的列地址和行地址。

3.4.5 8X8　点阵LED工作原理说明

8X8点阵LED结构如下图所示

从上图中可以看出，8X8点阵共需要64个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一列置1电平，某一行置0电平，则相应的二极管就亮；因此要实现一根柱形的亮法，如图49所示，对应的一列为一根竖柱，或者对应的一行为一根横柱，因此实现柱的亮的方法如下所述：

一根竖柱：对应的列置1，而行则采用扫描的方法来实现。

一根横柱：对应的行置0，而列则采用扫描的方法来实现

3.4.6 锁存器（74HC573）

锁存器74HC573的输出端为Q0~Q7 可直接与总线相连。当三态允许控制端 OE 为低电平时，Q0~Q7 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当OE 为高电平时，Q0~Q7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端 LE 为高电平时，Q 随数据D 而变。当LE 为低电平时，O 被锁存在已建立的数据电平。输出能直接接到CMOS，NMOS 和TTL 接口上。

操作电压范围：2.0V~6.0V
低输入电流：1.0uA
CMOS 器件的高噪声抵抗特性

引出端符号：

D0～D7 数据输入端

OE 三态允许控制端（低电平有效）

LE 锁存允许端

Q0~Q7 输出端
外部管脚图、逻辑图如图1.3和如图1.4：

图1.3 74LS373引脚图图1.4 74LS373逻辑图

真值表如表1.1所示：

3.5软件编译

程序调试使用uVision3，此在软件中要求每个工程都要建立一个文件来存储相关信息，因此不论是汇编的，还是C语言的，不论是只有一个文件的还是有多个文件的程序都需要一个工程文件。这里使用C语言编写，具体步骤如下：

（1）打开uVision3后，打开Project菜单，在弹出的下拉菜单中选择New Project命令，选择保存路径，输入工程名“贪食蛇”，最后单击“保存”按钮。在保存新建工程后要求选择所使用单片机的型号，在此选择Atmel的80C52单片机。

（2）建立起一个新工程后,接下来是新建程序及各种文件，保存程序文件后需要将其添加文件到工程中。

（3）至此就可以进行源程序编写，完成编写后就对程序进行编译及仿真。通过单击工具栏图标Build Target,可以翻译所有源文件并生成应用。当Build应用存在语法错误时，uVision3将会在Output Window-Build页显示错误和警示信息。双击信息行，uVision3在编辑器窗口打开此信息对应的源文件，并定位到相应的位置。一旦成功地生成了应用程序，就可以开始调试了。在调试好应用程序后，要求生成一个Intel HEX文件。这个文件可以下载到EPROM编程器中。

4 调试的步骤及调试过程中出现的问题以及解决方法

4.1 PROTEUS仿真

在用uVision3编写单片机程序时，因uVision3往往只能修改语法上的错误，对于算法上的问题不好检查，而直接下到单片机里又受电路板的限制而不方便调试，因此这里使用Proteus进行电路仿真。该软件具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能，同时有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。

在Proteus软件的ISIS中新建设计图，画出本设计的电路图。电路设计完成后就可以进行仿真。先双击单片机，把用uVision3编译生成的HEX文件指定为下载文件，点击PLAY键即可进行仿真。当出现ANALYSER ERRORS时，表示电路有错误，列表中说明了具体的错误，必须要先排错才可以进行仿真。

4.2 硬件的安装

软件调试及Proteus仿真完成后就进行硬件的安装。读者可以自己印制PCB进行设计，亦可在万能板上搭建。安装时要考虑受热、稳固等多方面的影响。比如使用电烙铁时要控制好焊接的时间，电烙铁停留的时间太短，焊锡不易完全熔化，形成“虚焊”，而焊接时间太长又容易损坏元器件，每一两秒内要焊好一个焊点，若没完成，宁愿等一会儿再焊一次。其次芯片的摆置要方便连线，焊接时要先把芯片从插座拔出，等线接好了再插上去。在焊接时要考虑电路的抗干扰能力，同时要充分考虑电源对单片机的影响。每焊接完一个模块，要用万能表根据电路图检查有没有接错、短路等现象，确认正确后再继续下一个模块。

4.3 调试注意事项

4.3.1 硬件调试注意事项

硬件全部焊接好以后，先初步检查是否焊错，有没有漏焊、虚焊,元件有没有接错或者接反。在上电之前可以用万用表检测电源正负极有没有短路，保证系统可靠地供电。

对于复杂的接口，例如LCD接口，单纯从硬件角度不易调试，应结合软件从不同的角度进行测试，这样能起到更好的效果。有条件的话可以合理地使用示波器，提高工作效率。同时系统时钟受干扰或晶体振荡不正常可能导致系统工作故障，复位电路也要保证连接正确及工作正常。

检查故障时要细心严谨，要学会正确迅速排除故障原因。如果调试各部分都正常，就可以把整个程序下载到单片机系统中，再进行下一步的软件调试了。

4.3.2 软件调试注意事项

整个程序是用C语言进行编写的，因为程序不可能一次就能正确无误的完成，所以须要在调试中慢慢修改。程序完成后先是用Proteus软件进行仿真调试，之后再进行硬件调试。这样可以避免多次使用硬件下载调试造成不必要的麻烦与失误。软件仿真成功了，便可以通过串口下载到单片机上进行调试了。但要注意一点，并不是软件上仿真成功了硬件就一定能成功，很多时候软件上的仿真跟便件上仿真还是存在很大的差别的，软件仿真成功只说明电路连接正确，程序编写合理。而硬件的仿真还受到元件性能，周围环境温度和噪音干扰等多方面因素影响，必须要综合的进行考虑。

5 设计心得体会

我们这次的课程设计的方案有两个，一是通过OCM-12864-1液晶显示屏显示，二是通过8*8点阵来显示。

我们的硬件电路比较简单，只要单片机最小系统加一个三输入与非门和按键就可以了，所以我们还加入了程序下载模块。

由于平时做实验时都做过所以很容易就把硬件做完了。主要时间都花在程序的编写与调试，但是在调试过程出现一些问题，

仿真可以但是在OCM-12864-1液晶上显示就是不行，后来我们通过一步一步调试发现，OCM-12864-1液晶屏本身就有问题。8*8点阵显示相对而言比较顺利就完成了。

通过这次课程设计，使我对C语言的基本使用更加熟练，同时也增加我对C语言模块化程序设计的一些认识。在调试过程中通过和同学的交流，也增加了合作的技巧。通过查阅资料也学到了一些课本上没有的知识，拓宽了自己的知识面，增加了学习C语言的信心。

平时我也做了很多实验，写了很多小程序。很多子程序都是固定的，直接调用就可以了，只要改一下参数就可以。这大大方便了我们的设计。为我们节省了横多时间。

这次课程设计让我受益匪浅，无论从知识上还是其他个方面。上课的时候从来没有见过真正的单片机，只是从理论的角度去理解。通过课程设计能够理论联系实际的学习，开阔了我们的眼界，也提高了单片机知识的理解水平。在这次课程设计中又让我体会到了合作与团结的力量，当我遇到问题，我就会在QQ群里讨论或者是同学之间相互帮助。团结就是力量，无论在现在的学习中还是在以后的工作中，团结都是至关重要的，有了团结就会有更多的理念、更多的思维、更多的情感。

单片机是一门很重要的课程。如果学好一门单片机，就能找到一份好的工作。尽管我们在课堂学到的东西很有限，但在以后的学习中单片机还是要好好的深入研究和学习，学好单片机也就是多了一项生存的本钱。

最后感谢老师对我的精心指导和帮助，同时也感谢同学们对我的帮助。

6 附录

6.1总原理图

方案1原理图

方案2原理图

6.2单片机程序代码

方案1：OCM12864-1显示

/****************************** 贪食蛇.c******************************/

#include <reg52.h>

#include <intrins.h>

#include"12864.h"

#include"display.h"

void Delay_1ms(uint k); //函数声明

//文字点阵数据

uchar code shu0[]=

{0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00};/*0*/

uchar code shu1[]=

{0x00,0x10,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00,0x00};/*1*/

uchar code shu2[]=

{0x00,0x70,0x08,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0x30,0x28,0x24,0x22,0x21,0x30,0x00};/*2*/

uchar code shu3[]=

{0x00,0x30,0x08,0x88,0x88,0x48,0x30,0x00,0x00,0x18,0x20,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00};/*3*/

uchar code shu4[]=

{0x00,0x00,0xC0,0x20,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x07,0x04,0x24,0x24,0x3F,0x24,0x00};/*4*/

uchar code shu5[]=

{0x00,0xF8,0x08,0x88,0x88,0x08,0x08,0x00,0x00,0x19,0x21,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00};/*5*/

uchar code shu6[]=

{0x00,0xE0,0x10,0x88,0x88,0x18,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x11,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00};/*6*/

uchar code shu7[]=

{0x00,0x38,0x08,0x08,0xC8,0x38,0x08,0x00,0x00,0x00,0x00,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x00};/*7*/

uchar code shu8[]=

{0x00,0x70,0x88,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0x1C,0x22,0x21,0x21,0x22,0x1C,0x00};/*8*/

uchar code shu9[]=

{0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x31,0x22,0x22,0x11,0x0F,0x00};/*9*/

uchar code GameOverWord[]=

{

0x00,0x20,0x44,0x08,0x20,0xE0,0x92,0x94,0x10,0x28,0xAE,0x68,0x24,0x04,0x00,0x00,

0x00,0x0C,0x03,0x04,0x02,0x19,0x0C,0x03,0x02,0x12,0x22,0x1F,0x01,0x01,0x01,0x00,/*游*/

0x00,0x20,0xA0,0x90,0x10,0xF0,0x00,0x40,0x7F,0xC0,0x20,0x24,0x88,0x00,0x00,0x00,

0x10,0x08,0x04,0x02,0x01,0x02,0x14,0x10,0x08,0x05,0x06,0x09,0x10,0x20,0x38,0x00,/*戏*/

0x00,0x60,0x50,0xCC,0x40,0x30,0x40,0x40,0x40,0xFE,0x20,0x20,0x20,0x20,0x00,0x00,

0x00,0x12,0x13,0x0A,0x09,0x05,0x00,0x3A,0x2A,0x25,0x25,0x15,0x1D,0x00,0x00,0x00,/*结*/

0x00,0x00,0x00,0x60,0xA8,0xA8,0xA8,0xFF,0x94,0x54,0x70,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

0x10,0x10,0x08,0x08,0x04,0x02,0x01,0x7F,0x02,0x04,0x08,0x08,0x10,0x10,0x10,0x00 /*束*/

};

uchar code fen[]=

{

0x80, 0x40, 0x20, 0x98, 0x87, 0x82, 0x80, 0x80, 0x83, 0x84, 0x98, 0x30, 0x60, 0xc0, 0x40, 0x00,

0x00, 0x80, 0x40, 0x20, 0x10, 0x0f, 0x00, 0x00, 0x20, 0x40, 0x3f, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00/*分*/

};

uchar code shu[]=

{

0x10, 0x92, 0x54, 0x38, 0xff, 0x38, 0x54, 0x52, 0x80, 0xf0, 0x1f, 0x12, 0x10, 0xf0, 0x10, 0x00,

0x42, 0x42, 0x2a, 0x2e, 0x13, 0x1a, 0x26, 0x02, 0x40, 0x20, 0x13, 0x0c, 0x33, 0x60, 0x20, 0x00/*数*/

};

uchar SnakeBody[80]={0,8,1,8};

sbit deep=P2^5;

bit IsMovInVertical=0; //IsMovInVetical为0表示当前蛇头移动是水平向，1表垂直向

bit IsNotEatSelf; //为0表蛇头碰到蛇身，为1表未碰到。

bit IsToStep=0; //步进标志，主循环发现此位为1，让蛇进一步且将该位置0.

bit IsT0GenNewFood; //是否需要重新产生食物（重置食物）

uchar SnakeLength=2; //蛇体当前长度

uchar p=30; //定时次数

uchar dengji; //等级

uchar ButtonNum,MovDirection=1; //ButtonNum是按键码,MovDirection是移动方向

bit flag;

void main()

{

uchar food[2]={12,8}; //食物的位置(位于哪个4*4小格)

uchar i,x,y;

choose12864(2); //选定左右屏幕

init_lcd(); //初始化

clear12864(); //清屏

vertical(1,61,30); //画左垂直边框线

vertical(1,61,127); //画右垂直边框线

//for(i=0;i<62;i++)

// {

// dotx(30,1+i);

// dotx(127,1+i);

// }

for(i=0;i<98;i++) //画上下水平边框线

{

dot(30+i,1);

dot(30+i,62);

}

Play16(0,0,1,fen); //在屏幕左侧显示"分数"字样

Play16(0,0,2,shu);

DisplaySnake(SnakeBody,(SnakeBody+1));//显示贪食蛇

DisplaySnake((SnakeBody+2),(SnakeBody+3));

DisplaySnake(food,food+1); //显示食物

TMOD=0x01; //定时器工作方式

IT0=1; //边延有效

EX0=1; //开外部中断

TL0=0x00;

TH0=0x00; //定时器初值

TR0=1; //启动定时器

ET0=1; //开定时器中断

IP=0x01; //设置中断优先级

EA=1; //开CPU中断

{

while(!IsToStep);//等待到定时中断给步进标记置位后，控制蛇身向前一步

x=*(SnakeBody); //暂存蛇尾位置

y=*(SnakeBody+1);

switch(MovDirection)

{

case 1://右

{

//蛇步进，原次尾单元变成尾单元。SnakeBody向前挪两个字节。

for(i=0;i<SnakeLength-1;i++)

{

*(SnakeBody+(i<<1))=*(SnakeBody+(i<<1)+2);

*(SnakeBody+(i<<1)+1)=*(SnakeBody+(i<<1)+3);

}

(*(SnakeBody+(SnakeLength<<1)-2))++; //设定新蛇头的位置

IsMovInVertical=0;flag=0;

break;//退出switch循环

}

case 2: //上

{ // 蛇步进，原次尾单元变成尾单元。SnakeBody向前挪两个字节。

for(i=0;i<SnakeLength-1;i++)

{

*(SnakeBody+(i<<1))=*(SnakeBody+(i<<1)+2);

*(SnakeBody+(i<<1)+1)=*(SnakeBody+(i<<1)+3);

}

(*(SnakeBody+(SnakeLength<<1)-1))--;//设定新蛇头的位置

IsMovInVertical=1;flag=0;

break;

}

case 3: //左

{//蛇步进，原次尾单元变成尾单元。SnakeBody向前挪两个字节。

for(i=0;i<SnakeLength-1;i++)

{

*(SnakeBody+(i<<1))=*(SnakeBody+(i<<1)+2);

*(SnakeBody+(i<<1)+1)=*(SnakeBody+(i<<1)+3);

}

(*(SnakeBody+(SnakeLength<<1)-2))--;//设定新蛇头的位置

IsMovInVertical=0;

flag=0;

break;

}

case 4: //下

{ //蛇步进，原次尾单元变成尾单元。SnakeBody向前挪两个字节。

for(i=0;i<SnakeLength-1;i++)

{

*(SnakeBody+(i<<1))=*(SnakeBody+(i<<1)+2);

*(SnakeBody+(i<<1)+1)=*(SnakeBody+(i<<1)+3);

}

(*(SnakeBody+(SnakeLength<<1)-1))++;

IsMovInVertical=1;

flag=1;

break;

}

if(((*(SnakeBody+(SnakeLength<<1)-2))==food[0])&&

((*(SnakeBody+(SnakeLength<<1)-1))==food[1]))

{ //若碰到食物，调整蛇体

for(i=SnakeLength;i>0;i--)

{

*(SnakeBody+(i<<1))=*(SnakeBody+(i<<1)-2);

*(SnakeBody+(i<<1)+1)=*(SnakeBody+(i<<1)-1);

}

*SnakeBody=x;

*(SnakeBody+1)=y;//加回尾巴

SnakeLength++;//蛇体长度加1

do //产生新的有效的食物

{

IsT0GenNewFood=0;

food[0]=TL0%24; //产生食物

food[1]=TL0%15;

//检查Food位置是否被蛇身覆盖，若是需重置食物。

for(i=0;i<SnakeLength-1;i++)

{

if((*(SnakeBody+(i<<1)))==food[0]&&

((*(SnakeBody+(i<<1)+1))==food[1]))

{

IsT0GenNewFood=1;

break;//退出小循环

}

while(IsT0GenNewFood);

DisplaySnake(food,food+1); //显示食物

}

IsNotEatSelf=1;

for(i=0;i<SnakeLength-1;i++)

{ //判断是否吃到自己，蛇头坐标与身体某单元相同

if(*(SnakeBody+(i<<1))==*(SnakeBody+(SnakeLength<<1)-2)

&&(*(SnakeBody+(i<<1)+1)==*(SnakeBody+(SnakeLength<<1)-1)))

{

IsNotEatSelf=0;//吃到自己

break;//退出大循环

}

IsNotEatSelf=IsNotEatSelf&&*(SnakeBody+(SnakeLength<<1)-2)>=0

&&*(SnakeBody+(SnakeLength<<1)-2)<24; //是否碰到垂直墙壁

IsNotEatSelf=IsNotEatSelf&&*(SnakeBody+(SnakeLength<<1)-1)>=0

&&*(SnakeBody+(SnakeLength<<1)-1)<15;//是否碰到水平墙壁

if(IsNotEatSelf) //如果未吃到自己且没碰到墙壁

{

ClearSnake(&x,&y);

for(i=0;i<SnakeLength;i++)//显示蛇身

{

DisplaySnake(SnakeBody+(i<<1),SnakeBody+(i<<1)+1);

}

IsToStep=0;

Play8(0,0,3,shu0+((SnakeLength/10)<<4));//显示得分

Play8(0,1,3,shu0+(((SnakeLength)%10)<<4));

}

while(IsNotEatSelf);

//如果吃到自己，则上面大循环结束，游戏结束。

TR0=0;

Delay_1ms(450);

choose12864(2);

clear12864();

Play16(0,4,1,GameOverWord); //显示"游戏结束"字样。

Play16(0,6,1,GameOverWord+32);

Play16(1,0,1,GameOverWord+64);

Play16(1,2,1,GameOverWord+96);

while(1);

}

void Delay_1ms(uint k)//延时

{

uchar t;

while(k--)

{

for (t=123;t>0;t--);

}

void Ex0Interrupt() interrupt 0

{

ButtonNum=(P2>>6);

ButtonNum=ButtonNum&0x03;//提取ButtonNum的值（00、01、10、11）

if(IsMovInVertical)

{ //当前方向为垂直方向，则不处理上下方向键的按下。

if(ButtonNum==1) MovDirection=3;//左

if(ButtonNum==2) MovDirection=1;//右

}

else

{ //当前方向为水平方向，则不处理左右方向键的按下。

if(ButtonNum==0) MovDirection=2;//上

if(ButtonNum==3) MovDirection=4;//下

}

void timer0() interrupt 1

{

if(p--)

{

TL0=0;

TH0=0xa0;

IsToStep=0;

}

else

{

deep=0;

// Delay_1ms(1);

_nop_();

IsToStep=1;

TL0=0;

TH0=0x00;

dengji++;

if(dengji>=10)

dengji=10;

p=20-dengji;

deep=1;

}

/*****************display.c***************************************************/

#include"display.h"

#include"12864.h"

extern void Delay_1ms(uint k);

extern bit flag;

void Play8(uchar Screen,uchar Column,uchar Page,uchar *Disp) //8X16字符的显示

{ // 左右屏幕选择,显示位置的起始列号显示位置的起始页号,指向显示的内容uchar i;

choose12864(Screen);

Page=Page<<1;

Column=Column<<3;

cmd_w12864(Column+0x40);

cmd_w12864(Page+0xb8);

for(i=0;i<8;i++) dat_w12864(*(Disp+i));

cmd_w12864(Column+0x40);

cmd_w12864(Page+0xb9);

for(i=8;i<16;i++) dat_w12864(*(Disp+i));

}

void Play16(uchar Screen,uchar Column,uchar Page,uchar *Disp) // 16*16的汉字

{ //左右屏幕选择,显示位置的起始列号, 显示位置的起始页号,指向显示的内容

uchar i;

choose12864(Screen);

Page=Page<<1;

Column=Column<<3;

cmd_w12864(Column+0x40);

cmd_w12864(Page+0xb8);

for(i=0;i<16;i++) dat_w12864(*(Disp+i)); //写起始页的16列

cmd_w12864(Column+0x40);

cmd_w12864(Page+0xb9);

for(i=16;i<32;i++) dat_w12864(*(Disp+i)); //写下一页的16列

}

/***********************************************************************

uchar RowStart, uchar RowStop,

uchar Column,

************************************************************************/

void vertical(uchar RowStart,uchar RowStop,下端

{ // 点所在行、竖线所在列

uchar i,sum=0;

if(Column>63) //若列号大于63选择在右屏画竖线

{

choose12864(1);

Column=Column-64;

}

else choose12864(0); //若列号小于63选择在左屏画竖线

if((RowStart/8)!=(RowStop/8))//如果上下端点在不同页

{

for(i=0;i<(8-RowStart%8);i++) sum=sum|((0x80>>((RowStart%8)+i)));

cmd_w12864(Column+0x40); //2

cmd_w12864(RowStart/8+0xb8);

dat_w12864(sum);

sum=0;

for(i=0;i<(RowStop/8-RowStart/8-1);i++)

{

cmd_w12864(Column+0x40);

cmd_w12864((RowStart/8)+0xb9+i);

dat_w12864(0xff);

}

for(i=0;i<=(RowStop%8);i++) sum=sum|(0x80>>i);

cmd_w12864(Column+0x40);

cmd_w12864(RowStop/8+0xb8);

dat_w12864(sum);

sum=0;

}

else //如果上下端点在同一页

{

for(i=0;i<=RowStop-RowStart;i++) sum=sum|(2<<(i+(RowStart%8)));

cmd_w12864(0x40|Column);

cmd_w12864(0xb8|(RowStart/8));

dat_w12864(sum);

}

void dot(uchar x,uchar y) //点的显示

{

uchar dat;

if(x>63)

{

choose12864(1);

x=x-64;

}

else choose12864(0);

dat=dat_r12864(y/8,x);

// if(flag==0)dat=dat&0x0f;

// if(flag==1)dat=dat&0xf0;

cmd_w12864(0x40|x); //确定列码

cmd_w12864(0xb8|(y/8)); //确定页码

dat_w12864((1<<(y%8))|dat); //写数据

}

void dotx(uchar x,uchar y)

{

uchar dat;

if(x>63)

{

choose12864(1);

x=x-64;

}

else choose12864(0);

dat=dat_r12864(y/8,x);

cmd_w12864(0x40|x); //确定列码

cmd_w12864(0xb8|(y/8)); //确定页码

dat_w12864((1<<(y%8))|dat); //写数据

}

void cleardot(uchar x,uchar y) //清点

{

uchar dat,j;

if(x>63)

{

choose12864(1);

x=x-64;

}

else choose12864(0);

dat=dat_r12864(y/8,x);

cmd_w12864(0x40|x);

cmd_w12864(0xb8|y/8);

j=~(1<<y%8);

dat_w12864(dat&j);

// Delay_1ms(1);

dat_w12864(dat&j);

// dat_w12864(dat&j);

}

void DisplaySnake(uchar *x,uchar *y) //x<24 y<15 显示一个4*4单元格

{

uchar i,m,n;

if(*x<24&&*y<15)

{

m=(*x)<<2;

n=((*y)<<2)+2; //n=((*y)<<2)+2;

for(i=0;i<4;i++)

{

dot(31+m,n+i);

dot(32+m,n+i);

dot(33+m,n+i);

dot(34+m,n+i);

// dot(31+m,n+i);

// dot(34+m,n+i);

}

// dot(31+m,n);

// dot(31+m,n+1);

//dot(1+m,n+2);

// dot(31+m,n+3);

// dot(32+m,n);

//dot(2+m,n+1);

// dot(32+m,n+2);

// dot(32+m,n+3);

}

void ClearSnake(uchar *x, uchar *y) //清除一个4*4单元格

{

uchar i,m,n;

m=((*x)<<2)+31;

n=((*y)<<2)+2; //n=((*y)<<2)+2;

for(i=0;i<8;i++)

{

cleardot(m,n+i);

cleardot(m+1,n+i);

cleardot(m+2,n+i);

cleardot(m+3,n+i);

}

方案2：8*8点阵显示

#include <reg52.h>

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

sfr DB=0x90;

sbit LE=P3^7;

sbit OE=P3^6;

sbit K1=P3^2;

sbit K2=P3^3;

sbit K3=P3^4;

sbit K4=P3^5;

sbit K5=P3^1;

sbit BP=P0^0;

sbit MT=P0^1;

#define Snakelen 30 //最大长度

uchar disram[8]; //显示缓冲区

uchar x[Snakelen],y[Snakelen];//蛇身坐标

bit on_off; //显示开关,0--关闭；1--开启

bit inverse; //反色显示,0--关闭；1--开启

bit food, gameover; //食物和结束标志位

char dx, dy;

uchar ID;

uchar Snakespeed; //移动速度

uchar level; //关数

uchar IsNotEatSelf; //生命值

void key_scan(void);

void T0_init(void)

{

TMOD|=0x01;

TH0=0xf8; //2ms

TL0=0x36;

IE|=0x82;

PT0=1;

TR0=1;

}

void T1_init(void)

{

TMOD|=0x10;

TH1=0x00; //65ms

TL1=0x00;

IE|=0x88;

TR1=1;

}

void clr_ram(void)

{

uchar i;

for(i=0;i<8;i++)

disram[i]=0x00;

}

//画点函数,擦点或者绘点

//点阵左上角坐标为(0, 0) 右下角坐标为(7, 7)

//横坐标为x:0~7 纵坐标为y:0~7

//k = 1 --绘点 k = 0 --擦点

void point1(uchar x, uchar y, bit k)

{

if(k) disram[y] |= 0x01 << x;

else disram[y] &= ~(0x01 << x);

}

void T0_intservice(void) interrupt 1

{

static uchar n;

TR1=0;

TH0=0xf8; //2ms

TL0=0x36;

OE=1; //高阻

if(on_off) DB=0x01 << n; //开始列扫描

else DB=0x00; //关闭显示

LE=1; //传送

LE=0; //锁存

if(inverse) DB=disram[n]; //反色显示

else DB=~disram[n]; //正常显示

OE=0; //输出显示

n++; if(n==8) n=0; //循环扫描

TR1=1;

}

void T1_intservice(void) interrupt 3

{

TH1=0x00;

TL1=0x00;

key_scan();

}

void delay(void)

{

uchar i,j;

for(i=5;i>0;i--)

for(j=123;j>0;j--);

}

void beep(void)

{

BP=0;

delay();

BP=1;

}

void key_scan(void)

{

if(K1==0) //上

{

if(ID==0) {dx=0; dy=-1;}

if(ID==1 &&Snakespeed>1) //加速

{

Snakespeed--;

beep(); //声音指示

while(K1==0);

}

if(ID==2 &&level<17) //选关

{

level++;

beep(); //声音指示

while(K1==0);

}

if(K2==0) //下

{

if(ID==0) {dx=0;dy=1;}

if(ID==1&&Snakespeed<15) //减速

{

Snakespeed++;

beep(); //声音指示

while(K2==0);

}

if(ID==2 && level>0) //选关

{

level--;

beep(); //声音指示

while(K2==0);

}

if(K3==0) //左

{

if(ID==0) {dy=0; dx=-1;}

if(ID==1) inverse=0; //正常显示

if(ID==2) on_off=1; //开启显示

}

if(K4==0) //右

{

if(ID==0) {dy=0; dx=1;}

if(ID==1) inverse=1; //反色显示

if(ID==2) on_off=0; //关闭显示

}

if(K5==0) //中

{

ID++; if(ID==4) ID=0;

beep(); //声音指示

while(K5==0);

}

//定点显示，一次只显示一个点

void gotoxy(unsigned char x, unsigned char y)

{

OE =1; //高阻

DB =(0x01 << y);

LE =1; //传送

LE =0; //锁存

DB = ~(0x01 << x);

OE = 0; //输出显示

beep(); //声音指示

delay();

}

//通关演示

void congrate(void)

{

char i, j;

TR0 =0;

TR1 =0;

for(j=0; j<5; j++)

{

for(i=j ; i<8-j; i++)gotoxy(j, i);

for(i=j+1 ; i<8-j; i++)gotoxy(i, 7-j);

for(i=j+1 ; i<8-j; i++)gotoxy(7-j, 7-i);

for(i=j+1 ; i<7-j; i++)gotoxy(7-i, j);

}

for(j=4; j>=0; j--)

{

for(i=6-j ; i>=j+1; i--)gotoxy(7-i, j);

for(i=7-j ; i>=j+1; i--)gotoxy(7-j, 7-i);

for(i=7-j ; i>=j+1; i--)gotoxy(i, 7-j);

for(i=7-j ; i>=j; i--)gotoxy(j, i);

}

void main (void)

{

uchar i; //通用循环变量

uchar num; //蛇的长度

uchar foodx, foody; //食物坐标

IsNotEatSelf=3;

Snakespeed=8;

num=2;

T0_init(); //定时器初始化

T1_init();

on_off=1; //开显示

inverse=0; //正常显示

clr_ram(); //清显示缓冲区

x[0]=1; //初始化位置

y[0]=2;

dx=1; //向右运动

while(1)

{

x[0] += dx; y[0] += dy;

x[0] &= 0x07; y[0] &= 0x07; //穿墙

if(!food) //放置食物

{

again: foodx = TL0&0x07; //随机

foody = TH0&0x07;

for(i = 0; i < num; i++)

{

if(foodx == x[i] && foody == y[i])

goto again;

}

point1(foodx, foody, 1); //显示食物

food=1; //置食物标志位

}

if(x[0]==foodx && y[0]==foody) //吃到食物

{

beep(); //声音指示

num++; //蛇长增加1节

food=0; //清食物标志位

}

for(i=0; i<num; i++) //显示蛇身

point1(x[i], y[i], 1);

point1(x[i], y[i], 0); //清蛇尾

for(i=1; i<num; i++) //判断是否自撞

{

if((x[0]==x[i]) && (y[0]==y[i]))

gameover=1; //置结束标志位

}

for(i=0; i<Snakespeed; i++) delay(); //蛇运动速度

for(i=0; i<num; i++) //蛇移动蛇身

{

x[num-i]=x[num-i-1];

y[num-i]=y[num-i-1];

}

/* if(x[0]>7||y[0]>7) //判断是否撞墙

{

over = 1; //置结束标志位

}

if(num>10+level) //过关

{

if(num>28) //通关!!!

{

while(1){congrate();inverse =~inverse;}

}

delay(); beep(); //声音指示

MT=0; delay(); MT=1; //振动指示

if(Snakespeed>1) Snakespeed--; //速度加一

num=2; //重定蛇长

level+=1; //总的蛇长增加1

clr_ram(); //清除屏幕

goto again; //新的一关开始

}

if(gameover) //判断是否结束

{

MT=0; delay(); MT=1; //振动指示

clr_ram(); //清除屏幕

num = 2; //重新设定蛇长

point1(foodx, foody, 1); //重新放置食物

x[0]=1; y[0]=2; //起点位置

dx=1; //向右运动

gameover=0; //清结束标志位

IsNotEatSelf--; //生命值减1

}

if(!IsNotEatSelf) congrate();

}

7 参考文献

[1] 万隆，巴奉丽．单片机原理与应用技术．清华大学出版社，2010.3

[2] 谭浩强．C语言设计（第三版）．清华大学出版社，2005.6

[3] 罗永能，刘云．基于51单片机的贪食蛇游戏机开发[D]．广东：仲恺农业工程学院信息学院，2008.6．

[4] 王为青，邱文勋．51单片机应用开发案例精选[M].北京: 人民邮电出版社, 2007.8．

[5] 林志琦,郎建军,李会杰等. 基于Proteus的单片机可视化软硬件仿真[M].北京: 北京航空航天大学出版社, 2006.9．

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1设计任务及要求

2总体设计思路及功能描述

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3.1 人机接口电路

3.2单片机与PC机通信电路

3.3 其他部分电路说明

3.4 软件模块设计

3.4.1 LCD初始化

3.4.2 键盘扫描程序

3.4.3 显示16*16点阵汉字

3.4.4 食物的随机出现

3.4.5 8X8 点阵LED工作原理说明

3.4.6 锁存器（74HC573）

3.5软件编译

4 调试的步骤及调试过程中出现的问题以及解决方法

4.1 PROTEUS仿真

4.2 硬件的安装

4.3 调试注意事项

4.3.1 硬件调试注意事项

4.3.2 软件调试注意事项

5 设计心得体会

6 附录

6.1总原理图

6.2单片机程序代码

7 参考文献

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3.4.5 8X8　点阵LED工作原理说明