单片机在游戏贪吃蛇中的应用

1、摘要：凌阳16位单片机采用凌阳最新的nsp（Microcontroller and Signal Processor）位微处理器内核（以下简称nSP）； nSP核是通用的核结构。 SPCE061A内嵌32K字（Word）闪存（FLASH）、2K字（Word）SRAM；设置十位ADC和DAC，多达十四个中断源等丰富的芯片资源。 CPU可以工作在高达49MHz的主频，高处理速度使nSP能够非常轻松快速地处理复杂的数字信号；这使得 SPCE061A具有灵活的语音处理能力。因此，与其他类型的单片机相比，061A以nSP为核心的SPCE单片机是具有数字语音功能的应用领域产品最经济的选择。本文讨论了SPE

2、C061A简化开发板-61板、SPLC501液晶模组和LED_keyboard板在小游戏Snake中的应用。关键词：液晶模组、Snake一、简介SPCE061A是凌阳科技的 16 位单片机。 SPCE061A内嵌 32K 闪存 (FLASH)。 SPCE061A为语音产品集成了ADC、DAC、AGC等。 SPCE061A也有 n-term 产品操作说明。高处理速度使unSP能够非常轻松快速地处理复杂的数字信号，是数字语音识别应用中最经济的选择。 SPCE061A简化开发板61板配备在线调试功能；结合集成开发环境，无需任何外部仿真调试器即可完成在线编程、仿真和调试功能。本程序直接使用SPCE06

3、1A简化开发板，使用SPCE061A的语音处理功能，处理能力强大，配合SPLC501液晶模组等，轻松实现贪吃蛇游戏，有音乐背景;非常好 体现了061ASPCE的优秀表现。二、芯片特性介绍 SPCE061A介绍本方案采用凌阳科技16位高性能单片机SPCE061A作为主控处理器，其CPU硬件资源如下：16位nSP微处理器；工作电压 (CPU) VDD 为 2.43.6V (I/O) VDDH 为 2.45.5VCPU时钟：0.32MHz49.152MHz；设置2K字SRAM；设置32K字FLASH；当系统处于待机状态（时钟处于停止状态）时，功耗仅为2 A3.6V；2个16位可编程定时器/计数器（初

4、始计数值可自动预置）；2个10位DAC（数模转换）输出通道；32位通用可编程输入/输出端口；14个中断源可来自定时器A/B、时基、2个外部时钟源输入、按键唤醒；具有触摸键唤醒功能；7通道10位电压模数转换器（ADC）和单通道声音模数转换器；声音模数转换器输入通道配备麦克风放大器和自动增益控制（AGC）功能；带串口设备接口；具有低压复位（LVR）功能和低压监控（LVD）功能；在线仿真电路ICE（In-Circuit Emulator）接口；有能力；带看门狗功能SPCE最显着的特点是它的语音功能，集成了ADC、DAC、AGC等语音产品。 061ASPCE061A还有n-term产品操作说明，凌阳拥

5、有丰富的语音产品经验，提供多种语音压缩算法的应用。凭借其强大的处理能力，可以轻松实现一些具有一定复杂性的小游戏，同时应用其特殊的语音功能，还可以为小游戏添加背景音乐或音效，增加设计的趣味性。游戏。3、系统总体方案介绍贪吃蛇的原理：游戏贪吃蛇是在液晶屏上画一条蛇，同时随机给予食物。玩家通过键盘操作控制贪吃蛇的动作，吃掉食物，吃完后食物消失，然后随机给予食物，蛇的身体变大。画蛇的原理是利用人眼的视觉效果将蛇的头部向前移动一格，然后所有的蛇身依次向前移动一格，最后擦除蛇的尾巴。这使得人眼看起来蛇正在向前移动。要给食物，首先需要生成一个随机数，然后通过这个随机数计算出食物的横纵坐标，并显示在液晶屏上。

6、要控制蛇的移动方向，需要扫描键盘，然后根据键值改变蛇的移动方向。系统结构：系统结构框图如图1所示：图 1 Game Snake 系统框图系统主要包括061A三部分：SPCE简化开发板-61板、SPLC501液晶模块、LED_keyboard板。电源采用5V直流供电，芯片I/O电压为3.3V。 SPCE简化开发板是整个设计061A的核心，主要负责控制LCD的游戏界面输出，键盘信息的采集和输入，背景音乐也061A由SPCE在后台处理。 SPLC501液晶模块主要起到人机界面的作用，显示游戏的信息，LED_keyboard负责接收玩家的操作。四、系统硬件设计 4.1 061ASPCE简化开发板介绍：

7、 SPCE061A简化开发板，简称61板，主要由SPCE061A芯片加晶振、复位电路、音频电路等组成。 61板的电路原理图见附录图1。本方案直接使用61板；板卡有音频功放电路1个，MIC接口电路1个（配合芯片资源）等，提供32个便捷的I/O接口。这样就可以用支持SPLC501液晶模块的61板和LED_keyboard板完成本方案的设计。 4.2 SPLC501液晶模组介绍：本液晶模组采用凌阳科技大学规划的128*64点阵液晶模组，驱动芯片采用凌阳SPLC501。模块接口简单，应用方便，功耗低，可完成多项液晶特效功能。液晶模组可显示字符、汉字、图形等，4级灰度可调。特点： 1.设置8580位显示

8、RAM。 RAM 中的一些数据控制 LCD 屏幕上像素的明暗状态。 “1”亮 “0”暗。 2. 65行驱动输出，132列驱动输出。 3、可直接连接80系列和68系列微处理器。 4.设置晶振电路，或外接晶振。工作温度范围为- 40摄氏度+85摄氏度接口引脚说明液晶模块与61板硬件的连接关系如表1所示，其中片选信号的CS引脚接地。引脚名称阐明/CS1片选，低电平有效/RES复位引脚A0数据指令选择引脚读/写/写6800 系列 MPU 的读/写信号8080系列MPU的写信号EP/RD6800 系列 MPU 的时钟信号使能引脚8080 系列 MPU 的读取信号DB08位数据总线DB1DB2DB3DB4

9、DB5DB6DB7虚拟现实端口输出电压C 86H 选择 6800 MPU 系列C86 = L 选择 8080 MPU 系列电压逻辑电源 (3.3V5V)VSS接地 (0V)61 板液晶模组描述IOA8IOA15D0D78位数据线IOB4AO地址建立时间/地址保持时间IOB5读/写读/写时序IOB6EP数据建立/数据保持时间表格14.3 LED_Keyboard：LED_Keyboard 是一种常见的1X8 键盘。 LED_keyboard板和61板的接口是键盘一端接高电平，另一端接61板的IOA7-IOA0。 61板的I/O定义为下拉输入法。但软件中只定义了其中的 7 个。硬件原理图见附录图2

10、。五、系统软件设计5.1 游戏主要功能：开机界面：开机后会显示3秒的“欢迎玩游戏”字幕。菜单界面：显示启动界面后，出现菜单选项。菜单提示“按音乐播放”，按1”不按音乐播放2”。键盘扫描：扫描1X8键盘，得到键值（只取7个键）。按键功能：实现游戏的人机交互。 1.开机状态下，K1键的作用是有背景音乐进入游戏， 2.游戏状态无背景音乐下，K1键的作用是打开背景音乐， 3 . 开机状态下，K2键的作用是无背景音乐进入游戏， 4.游戏状态下有背景音乐时，K2键的作用是关闭背景音乐。 5.在游戏状态下，K3键的作用是让蛇向上移动。 6.在游戏状态下，K4键的作用是让蛇下移。 7.在游戏状态下，K5键的作

11、用是为了让蛇向左移动， 8.在游戏状态下，K6键的作用是让蛇向右移动。 9、游戏状态下，K7键的作用是随时退出游戏。 10、K3、K4、K5、K6、K7按键在开机状态下无效。游戏界面：游戏界面液晶屏左侧显示“蛇”字样，右侧有一个矩形区域，即游戏区，矩形区域内有食物和蛇。贪婪的蛇用一条线表示。一开始，蛇有3个部分。每吃一次食物，蛇的身体就会延长一节，蛇的身体可以达到200节。食物用一个点表示，食物的位置每次随机出现。游戏的具体界面如图 3-7 所示。游戏功能： 游戏功能：让蛇在游戏中越久越好，但蛇不能撞到周围的墙壁，蛇的身体也不能碰撞，否则游戏结束。 “你赢了 ！”当贪吃蛇的身体节数达到200个

12、时会显示。 5.2 程序流程：根据上述功能确定程序流程。图 5.1 主程序流程图首先初始化LCD，设置系统时钟连接I/O口，然后中断，因为键盘扫描和延迟等待需要中断处理，然后开始绘制游戏界面和snake。然后启动计时器，获取“随机数”并进入游戏，如果游戏结束，将显示游戏结束画面。这里的随机数只是一个概念。在这个设计中，它只是一个基于定时器模拟的“随机数”；因为用户对游戏的每次操作的间隔时间是不确定的，所以本设计中取的随机数实际上是用户操作的间隔时间等值。如果需要更好的游戏效果，可以参考伪随机码算法编程，并以此获取“伪随机码”，实现更合理的随机数。关于游戏部分，游戏的关键是PlayGame功能。

13、流程图如下：图 3.2 GamePlay 程序流程图首先初始化蛇的头部坐标、身体坐标、蛇的段数、蛇的状态、蛇的运动方向，然后判断是否需要背景音乐。如有必要，初始化播放功能以播放音乐并进入游戏循环。由于音乐是循环播放的，所以需要判断是否需要音乐。如果是，判断音乐是否完成。如果它完成了，请再次播放。否则，直接设置食物。然后通过得到的key值改变snake的移动方向。判断snake的状态并进行相应的操作。如果蛇死了，退出游戏，否则返回游戏循环。几点注意事项： 1、由于贪吃蛇和食物的数据很多，而且关系密切，所以贪吃蛇和食物都是定义好的结构数据类型，易于操作和处理。 2.关于背景音乐。在主循环中调用播放音乐函数，然后使用FIQ的TimerA中断进行音频输出。这样做的好处是在后台处理，相当于双重任务。6、结语凌阳公司SPCE的结构特点061A及其相关的开发平台，为我们开发具有语音特性的产品解决方案带来了极大的便利；本系统只是061ASPCE的一个基础应用，