基于51单片机的贪吃蛇游戏设计

本科时候做的一个课程作业，自己搭一个很简易的电路，比较有意思且易上手，故将之记录下来。（全套的仿真及代码，演示视频，课程报告以及PPT展示上传在CSDN。）

（1） 通过对C51语言的理解，编写程序实现对贪吃蛇的有效控制； （2） 通过对51单片机硬件的学习，学会运用面包板，独立按键、点阵屏等，完成对完整电路的搭建过程； （3） 通过对Proteus仿真软件的学习，实现基于STC89C52单片机的8*8点阵贪吃蛇的硬件电路仿真。

贪吃蛇是一款经典小游戏，其游戏的规则是：玩家通过四个方向键来控制蛇的移动，控制其在地图上吃豆子。吃掉豆子后蛇身相应加长，蛇身速度加快。蛇运动过程中撞到墙壁或蛇身，则立即结束本轮游戏。

（1）制作一个8*8点阵的贪吃蛇游戏； （2）通过LED点阵屏为载体显示数据； （3）外接4个独立按键作为输入端，分别控制蛇的移动方向（上、下、左、右）； （4）蛇头与墙壁或蛇身相撞，随即结束游戏并复位。

在该系统中，硬件部分包括STC89C52单片机，8*8点阵屏，4个按键；软件部分是在keil环境下用C51语言编写，设置蛇的初始段数为2点，并设置有障碍墙壁，游戏结束后自动复位。 （1）贪吃蛇的移动 在贪吃蛇的移动过程中，每次需要将蛇头要到的下一个LED灯点亮，对应蛇尾的LED灯熄灭。在程序中即是先把蛇尾位置的值传给蛇头的下一个位置，然后改变蛇尾的值即可。蛇头下一个位置的确定由蛇头和偏移量来确定，每次通过操作四个独立按键来控制蛇步进的偏移量。因而只要将蛇头的位置加上其偏移量的值，即可得到新的蛇头位置。 （2）食物的出现 在市场上所流行的贪吃蛇游戏中，食物的出现是一种随机行为，这在程序中需要做一个随机数来支撑该过程。我们组在实验过程中也尝试了该过程，最终选择让食物出现在蛇尾的后一步，来执行整个程序。与此同时，食物出现的位置不能与蛇的位置重合，也不能超出墙外，否则需要重置食物。

本系统是以STC89C52RC为核心，加上复位电路和晶振电路来构成最小系统。该系统中选用11.0592M晶振，使得单片机有较为合理的运行速度；其起振电容对振荡器的频率高低、稳定性以及快速性影响较合适，复位电路为按键高电平复位。

本实验中是采用8*8共阳红色点阵显示屏，它共16个引脚，分别与单片机P1口的八位管脚、P2口的八位管脚，按照一定要求（连接规则来源于百度查询）通过杜邦线一一对应连接，继而用来显示贪吃蛇的游戏画面。 点阵屏各点的点亮原理： 该点阵屏各引脚分别对应各led点（其原理图详见下图），其基本原理是：当第一行接入高电平，第一列接入低电平，且其它列为高电平时，则第一个led灯点亮。同理，其他所有的led灯点亮原理均是如此。

本实验中外接4个独立按键，分别通过控制单片机P3口的P3.1~P3.4，从而控制蛇的游走方向（上、下、左、右）。当按键未按下时，控制P3口为低电平；当其中某一按键按下后，电流会通过该按键，通过P3口中相对应的管脚进入单片机，使单片机变为高电平。当单片机检测到高电平的时候，会做出相应反应，继而实现贪吃蛇游戏。

本实验中主程序工作流程如下图5所示，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，之后执行程序主题逻辑部分，程序主题逻辑执行一遍后检查是否有中断发生。本实验中有两个中断源：一个是驱动贪吃蛇自动前行的定时中断，另一个是用户控制贪吃蛇移动方向的按键中断。任意中断的到来都将改变贪吃蛇当前状态。若当前没有中断发生，主程序将继续判断蛇头是否碰壁或发生头尾相撞。若是，则结束游戏，否则返回继续执行程序主体循环即可。