基于16x16LED点阵的贪食蛇游戏设计

课程设计基于16*16 LED贪食蛇游戏课 程 设 计 论 文题目 :基于16*16 LED点阵贪食蛇游戏 学 校: 广西大学 院 系: 物理科学与工程技术学院 学 号: 120 姓 名: 小空心木 专 业: 电子科学与技术 指导老师: 周老师 2013 年 6 月 5 日 第一章理论篇 摘要 单片机以极其高的性价比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。是工业控制中非常不错的芯片，同时也是各高校开设的专业课程。 现代LED的发展很快，很多研究领域已经非常深刻，LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是：亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。用LED点阵作为图形或文字的显示，是非常灵活的，非常具有感染力的。对于在校生来说，课堂上的知识永远都是理论，如果不实践就完全荒废了知识的学习。在本设计中虽然只是简单的研究一下用单片机驱动的LED显示的贪食蛇游戏，其主要目的是复习和巩固单片机知识。关键词：LED, 单片机, 点阵, 驱动, 矩阵1.1 设计的目的（1）本设计是基于16*16 LED点阵的贪食蛇游戏设计，主控芯片是STC51单片机。本设计的目的是为了巩固单片机知识，提高学生的实践动手能力，发现问题、分析问题、解决问题的能力。1.2 设计的任务与基本要求（1）. 熟练掌握并应用单片机的理论、技术；（2）. 熟悉、了解并且学会使用1616点阵;（3）. 熟悉、掌握芯片的知识；（4）. 能够实现设计任务的基本功能；（5）. 撰写课程设计论文； 第二章硬件篇2.1 主要元件说明 （1） 74HC595驱动芯片74HC595串行输入8位并行输出的锁存器，是一款漏极开路输出的CMOS移位寄存器，输出端口为可控的三态输出端，亦能串行输出控制下一个级联的芯片。当串行数据输入脚SCK来一个脉冲时，数据从芯片的SI端口串行输入；当输出存储器锁存时钟信号RCK有脉冲时，数据从8位输出端口并行输出。这样，应用4片74HC595级联就可以控制16*16=256个LED发光二极管的16行和16列。（四片级联控制对取模有影响，建议行列控制的锁存器分开控制） 2. 16*16LED显示模块 本设计应用的是4片8*8共阳LED点阵，将4片LED的行和列级联在一起形成了16*16的LED点阵。2片74HC595控制点阵的行另外两片控制列，当控制驱动芯片的横纵坐标的数据分别给出“1”和“0”时则该坐标点上的LED发亮。3. 主控芯片STC12C5A60S2STC12C5A60S2是一款高速、高可靠；低功耗、超低价；强抗静电、强抗干扰的芯片，比起普通的C51系列单片机速度更快。为了提高速度在本设计中主控系统板使用了24MHz的外部晶振，刷屏速度更快，显示效果更明显。（STC12C5A60S2单片机具体介绍使用手册上更全面）自主设计的小系统，在网上买一个USB串口下载器，成本大大降低，同时也积累了很多丰富的经验。 第三章软件篇3.1 硬件系统设计软件altium designer 10PCB设计软件有很多版本，但相对于protel99 se 而言，altium designer 10的操作更灵活，所以操作起来更方便而且节约了很大部分的时间。同时altium designer 10也是作者青睐的一款软件。16*16LED点阵原理图STC12C5A60S2小系统原理图（小系统PCB） 小系统 （该小系统很多外围电路是为其他学习所用，其中立式电池座没买 到 ，所以时钟芯片没有加上去，电位器是嵌套小功放电路调节音量的）3.2 编程软件keil uVision 4最新的Keil uVision4 IDE，旨在提高开发人员的生产力，实现更快，更有效的程序开发。uVision4引入了灵活的窗口管理系统，能够拖放到视图内的任何地方，包括支持多显示器窗口。uVision4在Vision3 IDE的基础上，增加了更多大众化的功能。 多显示器和灵活的窗口管理系统 系统浏览器窗口的显示设备外设寄存器信息 调试还原视图创建并保存多个调试窗口布局 多项目工作区简化与众多的项程序：#include#include #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char#define Snake 15 /最大长度，蛇吃满多少就自动结束程序sbit DS=P10; /595串口数据输入端sbit OE=P11; /使能端，低电平有效sbit ST=P12; /移位寄存器的时钟输入SCKsbit SH=P13; /存储器的时钟输入 RCKchar length,Level;char addx,addy; /位移偏移量char x_food,y_food; /食物坐标uchar xSnake-1; /x坐标uchar ySnake-1; /y坐标 uchar time,n,i,e; uchar SPEED; /速度char Play_en; /开始游戏标志char Sad_flag;sbit Key_EN=P20; /方向使能,默认是低电平sbit up=P23; /定义方向键sbit down=P22;sbit left=P21;sbit right=P24;sbit Mode=P25;char temp;char Init_Snake_flag;char Mode_flag;char Mode_1,Mode_2;uint Wait_Time;char Eat_Food_super(char i);void Game_play_super();void Init_Snake();void Display(uchar x,uchar y);void delay() char j,i; for (i=0;i25;i+) for (j=0;j10;j+); /*判断碰撞*/char Knock() temp=0; if(xlength-1=(-1)|(xlength-1=16)|(ylength-1=(-1)|(ylength-1=16) temp=1; /撞墙for(i=0;ilength-1;i+) if(xlength-1=xi)&(ylength-1=yi)/撞自己 temp=1;break; return temp;/*方向处理*/void Key_Scan() P2=0xff; if (Mode=0) /模式转换处理按键 delay(); while (Mode=0); Mode_flag=!Mode_flag; if (Key_EN=0) Play_en=1; if(Play_en=1) if(right=0) addy=0; if (addx!=-1) addx=1;else addx=-1; if(left=0) addy=0;if (addx!=1) addx=-1;else addx=1; if(up=0) addx=0; if (addy!=-1) addy=1;else addy=-1; if(down=0) addx=0; if (addy!=1) addy=-1;else addy=1; void Transmit_Data(unsigned long Data) uchar i; unsigned long Num; OE=0; Num=Data; for(i=0;i32;i+) if(Num&0x80000000) DS=1; else DS=0; SH=1; /上升沿，数据送入寄存器 SH=0; Num=1; ST=1; /上升沿，数据推出端口 ST=0; void Display(uchar x,uchar y) /显示点函数 unsigned int L,H; unsigned long point; L=1(15-x); H=(1y); point=L; point=16; point+=H; Transmit_Data(point); /*碰撞表情 “囧”*/void Sad()uchar i,j,k,n,m,a,b; char g=2;unsigned long Count;if(Sad_flag=1) for (i=0;i3;i+) Display(i+2,i+11); for (i=11;i14;i+) Display(i,11+g);g-; for (i=0;i16;i+) Display(0,i); for (j=0;j16;j+) Display(15,j); for (k=0;k16;k+) Display(k,0); for (n=0;n16;n+) Display(n,15); for (n=4;n12;n+) Display(n,3);Display(n,8); for (n=4;n8;n+) Display(4,n);Display(11,n); void Put_food()Display(x_food,y_food);void Snake_Body()uchar i;for(i=0;ilength;i+) Display(xi,yi);/*/是否吃东西/*/char Eat_Food(char i)char j;if(xlength-1=x_food)&(ylength-1=y_food)|i) length+;if (length=0&j=0&j=15) y_food=j; else y_food=y0;return 1;return 0;/*蛇初始化*/ void Init_Snake() char i;Wait_Time=0;length=3;x_food=7;y_food=8;addx=addy=0; for(i=0; i= SPEED) Wait_Time = 0; for(i=0;ilength-1;i+) xi=xi+1; yi=yi+1; if(!Eat_Food(0) xlength-1=xlength-1+addx;ylength-1=ylength-1+addy; void main() char n;Init_Snake_flag=0; Init_Snake(); SPEED=50;Level=1;temp=0;P0=0xff;Init_Time();stop_play();Mode_flag=0; while(1) if (Mode_flag=0) P0=0xfe; else P0=0xf7; if(addx!=0|addy!=0) start_play(); else stop_play(); Key_Scan(); if (Init_Snake_flag=1) Init_Snake(); Init_Snake_flag=0; Snake_Body(); Put_food(); if (Mode_flag=0) if(temp=1) Play_en=0; P0=0x0c; Init_Snake_flag=1; if (Level=2) /判断是否碰撞,如果碰撞了则降一个级别 Level=1;SPEED = 50; else if (Level=3) Level=2;SPEED = 30; else Level=1; SPEED = 50;Sad_flag=1; temp=0; if(Sad_flag=1) Sad(); if(Play_en=1) P0=0xff; Sad_flag=0; void Timer0() interrupt 1 TH0 = 0xd8; TL0 = 0xF0;Wait_Time+;Key_Scan();if (Mode_flag=0) Game_play(); Knock();else Game_play_super(); /*超级无敌版模式 /模式二 （此模式下撞墙和撞到蛇身都不会结束游戏）*/char Eat_Food_super(char i)char j;if(xlength-1=x_food)&(ylength-1=y_food)|i) length+;if (length=0&j=0&j= SPEED) Wait_Time = 0; for(i=0;ilength-1;i+) xi=xi+1; yi=yi+1; if(!Eat_Food_super(0)if(xlength-1=0&(addx=(-1) xlength-1=15;else if(xlength-1=15&(addx=1) xlength-1=0;else if(ylength-1=0&(addy=(-1) ylength-1=15;else if(ylength-1=15&(addy=1) ylength-1=0;else xlength-1=xlength-1+addx; ylength-1=ylength-1+addy; 第四章总结篇1. 存在的问题总的来说，没什么经验的基础下做出来的硬件毛病很多。（1） 在画PCB的时候在网上找了一个8*8LED点阵的封装，后来拿到实物的时候发现封装错了。抛开浪费材料不说，重新画图做板可是白白耗掉了很多冤枉的时间。从此得到了深刻的教训是画图前必须拿到确保的实物参数。（2） 单面板与双面板的比较 首先我做的16*16LED点阵是单面板的，问题多多。第一，8*8点阵的管脚的行和