【《基于51单片机的贪吃蛇游戏设计》9400字（论文）】

基于51单片机的贪吃蛇游戏设计中文摘要随着科技发展，人们的生活日益丰富多彩。当今社会人们工作和生活上的压力越来越大，大家都需要放松自己，这时候就需要在工作学习之余，通过玩游戏来放松，很多高端游戏机不停面世，而对于时间精力都不足的人们更需要一些更休闲的游戏机来放松，所以本文基于单片机设计了一款贪吃蛇游戏用来解压。本设计使用Proteus模拟仿真、单片机硬件等，实现便携游戏，设计了一种新型贪食蛇游戏。本设计使用51单片机作为硬件搭载LCD12864屏幕显示。实现模拟蛇进行直线爬行，吃到食物得分，将分数实时显示。软件部分编程使用的是C语言，采用Proteus软件仿真，将Keil与之结合为软件开发调试环境。硬件方面包含LCD显示屏、键盘、电源驱动和下载等模块。本文主要讨论了硬件电路与软件编程的设计方案并介绍了怎样使用keil进行编译调试以及用Proteus进行软件仿真，在实现Proteus仿真后，进行单片机实物制作，经测试可实现贪吃蛇游戏功能。关键词：单片机；贪吃蛇；LCD12864目录中文摘要 [5].。本次程序代码都是用C语言编写的。软件编译主要步骤：（1）第一步，下载keiluVision4后打开它，首先创建新工程，将其命名，最后点击Save按钮以保存。新项目保存后，在Atmel里找到要使用的单片机，选择AT89C52就好，它和本次使用的STC89C52具有相同的引脚和功能。(2)建立完新项目后，接下来就是新程序和各种文件，保存后添加这些文件。(3)源程序编写，此次编程采用c语言进行编写，程序代码依照需要的各个功能和顺序编写后编译。然后点击左上角图标翻译所有的源文件并生成应用程序。KeiluVision4在Build应用出现语法错误时，OutputWindow-Build界面上就会提示存在Error或者Warning，当两者都为0时，代表程序语法和逻辑等都没有错误，可以进行编译并生成hex文件了。如果存在有错误的语法和代码，系统也会准确给予提式，找到有错误或者预警的程序代码，双击错误的部分，软件就可以自动定位到出错的位置，就可以检查并且改正对应的语法错误或者拼写错误。KeiluVision4将在编辑器窗口中，点击该行，打开源文件，系统会自动定位到对应的地方。在软件成功生成程序后，调试的工作就可以正式进行了。图4-3KeiluVision4界面第5章调试的步骤及调试过程中出现的问题以及解决方法5.1PROTEUS仿真程序软件编译器使用的是keiluVision4。单片机程序编写完之后，没有问题就可以使用Proteus进行仿真。之前已经先使用keiluVision4编写好了程序代码并且生成了单片机可以识别的hex文件。接下来就可以使用Proteus进行画图了，首先选择左的主菜单栏中的第一项File，新建后开始画电路图。在搜索栏中搜索需要用到的元器件，首先是找到单片机，之后就开始找到各种元器件，并且按照电路图布局和连线。最后先在Proteus上画完硬件电路后就开始仿真。硬件电路图画完之后双击单片机部分，选择之前用keiluVision4编译生成带hex后缀的文件，点击OK，就可开始仿真，接下来就是等待仿真结束，当提示ANALYSERERRORS时，说明出错了，要认真检查电路图排除一切出错的地方，仿真才能成功。本设计主要功能都是通过LCD12864屏幕来显示。本设计仿真测试图如图5-1所示。图5-1仿真测试图图5-1仿真测试图5.2硬件安装首先是需要的元器件，本次实物制作需要的原件清单如下表：序号名称数量19*15板子12STC89C52单片机1312864显示屏1420P排针1520P排母16103排阻1740脚IC座1810UF电容1930PF电容21010K电阻111103电位器（卧式）112小按键113自锁开关114DC插口1154P排针116喇叭11712.000晶振118大按键619USB电源线或电池盒120锡丝若干21导线若干软件调试及Proteus仿真都没有问题，就可以开始制作硬件。此次硬件的制作选择了用万用板进行焊接，之所以没有使用覆铜板，主要原因是这次制作因为各种外部条件的不允许，没有支持刻板腐蚀等步骤的机器，所以最终确定使用万用板制作。焊接时要先确认好晶振、扬声器等元器件的正负极，在电池和USB中我选择了更方便的usb接口，作用是提供5V电压，用来给单片机供电。焊接前先选择焊锡丝的粗细，在使用电烙铁安装时应考虑受热、稳固等因素。例如在用电烙铁时不能太随意，时间焊短了，锡丝没有全部熔掉，就会造成“虚焊”的情况，但是焊接时间又不能过长，不然可能会烧坏电路或者元件。焊接时单片机芯片先不要插入，等接好线后再插入，否则可能烧坏芯片引脚。每焊好一个模块，就要用万能表检查线路，确定没有接错、短路等现象，确认无误后才能接着焊接。最后焊接完成后，测试后可实现功能。5.3软硬件调试5.3.1硬件调试注意事项在全部焊接完成后，第一步就是要查看焊接有没有存在错误。要检查的是有没有元器件漏焊少焊或者多焊，然后检查焊接情况，不要出现虚焊或者烧穿电路的情况，元件要注意有没有反接，正负极不能颠倒。初步检查没问题后用万用表检查线路是否可以通电，电源正负极是否存在短路现象。上述检查完后在通过usb接口接5V电源，通电后检查电路是否正常工作。如果每个部分调试后没有错误，就可以将程序烧录到单片机内，烧写完成后进行软件调试。如果出现故障，要仔细认真地检查故障，发现故障原因，正确快速地排除故障。5.3.2软件调试注意事项 程序方面选择使用C语言来编写，程序方面经过了很多次的修改和调试。首先用Proteus软件对程序进行模拟调试，仿真调试完成没有问题之后进行硬件调试。如果直接使用硬件调试可能会出现错误不容易调试，不仅增加无谓的工作，而且不容易检查调试。Proteus仿真实现后，因为使用的是STC系列单片机，所以可以直接使用串口烧写到单片机，然后就可以调试了，调试后确定硬件是否可以正常工作。而且虽然Proteus仿真成功，但是硬件不一定就会像仿真一样可以成功运行，因为仿真软件模拟成功还是跟便携式模拟在一起，Proteus仿真成功只是说明电路连接和程序编译成功。但硬件的仿真还受器件本身是否受损、环境温度、噪声等不确定因素的影响，要综合考量这些外部干扰。5.3.3调试结果在软件和硬件的调试结束并且都没有出现问题或者问题解决完毕后，其基本功能都得到了实现。在上电进行测试后，硬件贪吃蛇的移动可以通过上下左右四个按键控制，当蛇吃到食物的时候，蛇身加长，当蛇咬到自己或者撞到四周，游戏结束。具体功能及对应的实物图如下：开机运行如图5-2，显示开机界面，出现问候语。图5-2开机界面开始游戏界面如图5-3，按左下方的确认按钮即可开始游戏。图5-3开始游戏界面图5-3开始游戏界面游戏运行界面如图5-4，游戏显示部分设计为两个部分，左半边屏幕用来显示游戏，四周的框代表墙壁蛇碰到就会死亡，单独的小点就是食物，控制蛇去吃掉它蛇身就变长一个单位，此时地图上又随机再次生成一个新的食物。右半边屏幕显示成绩和级别。图5-4游戏运行界面游戏设置一次吃掉10个食物成绩积10分即可进入下一关，蛇移动速度变快，难度升级。游戏中也可选择左上角按键提升难度级别。总共10个关卡级别，都过关即可通关。游戏过关界面如图5-5，此界面伴随音乐提示。图5-5游戏过关界面图5-5游戏过关界面如图5-6，当贪吃蛇撞到墙或者蛇身时，蛇死亡，宣告游戏结束，同时扬声器发出音乐提示。图5-6游戏结束界面图5-6游戏结束界面结论本设计是通过LCD12864进行显示的基于单片机的贪吃蛇游戏机。本文介绍了硬件电路，软件设计及调试以及仿真设计，软件上在使用keil软件的基础上用C语言进行了编程，又对软件算法进行了优化，使整个程序简单、精炼，并对该搭建好的电路进行了Proteus仿真，实物制作成功，功能可以实现。硬件上主要使用STC89C52单片机和LCD12864来实现，对一款贪吃蛇游戏的设计进行了介绍，硬件电路不算复杂，使用单片机最小系统加显示屏和按键就可实现基本游戏功能，为了添加趣味性还使用扬声器加入了音效。我在程序编写和调试程序过程中也出现了不少的问题，在经过对程序的修改和调试后，最终得以成功完成设计内容。由于外部条件和个人能力有限，还有许多功能可以在此基础上扩充。但通过这个设计，我切实的接触并实验了单片机和编程语言的使用，在个人知识面上也有更大的拓宽，希望接下来能够更继续深入学习。通过此次设计，使我在单片机语言的基础上更熟练地使用它并加深了对单片机语言模块化程序设计的理解。设计的过程也是学习的过程，此次设计让我对语言程序和单片机有了深入的学习了解。对编程和仿真也学习到了更多并且更加熟练，也让我对大学学习的知识有了更深入的研究。在本次设计结束的同时，衷心感谢老师的精心指导和帮助。参考文献易丽华.“看门狗”技术的实现[J].仪表技术,2011(07):55-57.张仙妮.TurboC编写中断程序的方法[J].北京工业职业技术学院学报,2004(02):30-33.卜登立.基于优先级编码器的非编码矩阵键盘接口设计[J].化工自动化及仪表,2010,37(04):93-95.赵海国.随机函数在游戏软件开发中的应用[J].电脑知识与技术,2019,15(29):62-64+71.刘冲,张玮炜.C语言中操作文件的基本方法[J].黑龙江科技信息,2012(29):94.付文莉.基于51单片机控制的液晶显示屏C程序设计[J].硅谷,2013,6(05):17-18.索明何,饶运涛,邢海霞.基于单片机的液晶显示系统设计[J].科技广场,2008(07):201-203.刘云,罗永能.基于51单片机的贪食蛇游戏机开发[J].福建电脑,2009,25(07):147-148.HongboHu,andXinWei."SnakeGameDesignBasedonSTC89C52Microcontroller".Proceedingsof20172ndEERESInternationalConferenceonTransportation,BiomedicalResearchandSocialSciences(EERES-TBS2017).Ed..InformationEngineeringResearchInstitute,2017,278-282.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．SpecificationforLCDModuleTSl620-l[M／OL]．SHE