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单片机游戏设计及贪吃蛇程序

刚才有位同志上传上老外的贪吃蛇网页,并称赞老外的大方。
咱们中华民族的大虾们也应提倡共享精神!!今天由本白菜带头,以有限的能力献丑献
丑,以望能抛砖引玉,激起各位大虾的爱国爱民的精神,救菜鸟于水深火热之中!


单片机游戏设计
1。概念
对于大部分单片机+LCD的游戏设计,基本采用前后台方式,就是一个台中断,一个台循环
(哪个前哪个后忘了),LCD部分基本是以固定点阵形式设计,什么叫固定点阵??首先先
明确,我们设计的游戏不是什

么魔兽争霸或CS,而是黑白形式的固定点阵游戏,例如常见著名游戏贪吃蛇或俄罗斯方
块。他们的每个点
都是预先就固定下来的,而且是比较大的点,这类专门的游戏机玻璃是经过厂家开模出来
的,有固定的COM,SEG线,然后接到专门的单片机上,例如常用的6502指令集合的单片
机,呵呵,我以前就用6502设计过一个。
对于业余设计的游戏,我们一般用如128*64的LCD来显示,那么我们设计的时候首先应该把
这个128*64的LCD分块,也就是分出固定点阵出来。LCD的基本点阵是128*64,就是·
¥##¥总之就是好多个点啦,但我们事实上不一定要运算这么多个点,除非你做的游戏很
有看头。例如你只用左边64*64的地方来做贪吃蛇,那么你打算你的贪吃蛇的活动空间是多
少呢?如果是8*8个点的话,算一下就是每个点64/8,64/8,也就是8*8个基本点阵,不过
想好玩一点,当然就是要有16*16个点的活动空间啦,那么每个固定点阵就要占4*4的基本
点阵了。要注意,这些4*4的东西在64*64LCD上共16*16个,每个都要用来独立运算。

2。时钟
这个其实是游戏的速度,对于一般的弱智类游戏机,他也代表了难度,物体在每个时钟到
达的时候就传动一次,例如俄罗斯方块没个时刻向下跑一层。赛车游戏每个时刻想前走一
步。一般这类时钟的时间在0.X秒到1秒之间,物体有规律地匀速运动,让人看到感觉是连
动。

3。运动

在这里,我先介绍两种比较普遍的弱智游戏机的物体运动规则:柔体传动,刚体传动。

刚体传动
代表作是俄罗斯方块,所谓刚体,就是硬硬的一个东东,运动的时候也不怎么旋转(注
意,俄罗斯方块是会旋转,但其实他是没有经过算法的旋转,纯提取数组的方式,也就是
把一个放块做成4个模式的点阵结构,其实就是4个方向,呵呵)对于刚体的传动,在每个
时钟到达的时候向一个方向(很可能是用户输入的)运动一个固定点阵。如果以坐标来表
达,就是物体的所有基本点阵同时向一个方向(X或Y)移动一个单位。

柔体传动
代表作是贪吃蛇,贪吃蛇跑动的时候并不

是整条蛇向一个方向动的(呵呵,蛇蛇身体僵硬
了),而是在每个时钟的到来,物体由能量头带动(如蛇头),每个点的方向都向下一个
点传播,然后自己向新的方向走动一步,走动后,下一个点由于得到了上一个点的方向并
同样地运动一步,所以,他会马上填补上一个点的地方,如此类推。
说的好象没说,看不懂没关系,因为实际的算法可以简化(傻瓜才会一个个点来走的),
实际上在设计贪吃蛇的时候,只需要把蛇尾巴的那个点阵去掉,然后在蛇头的新方向放一
个点阵就是了。期间需要记录下每个蛇身的固定点阵的位置,并且在每个运动时刻过后刷
新一次每个点的位置。

4。显示接口
我们用的一般是点阵式LCD,就是一大片点点,128*64,132*64,240*128等等等等啦,这
些又叫条屏,就是一写就写一条——8个点(有的也提供写一个点的功能,但贵,至少我没
有),那么如果你只想写一个点怎么办?那就得先把这个点所在的条读出来,然后通过
与,或,的运算后,再放回到LCD上,这时候就要涉及到一个读LCD的问题了,有的LCD提供
读的功能,你写过什么在上面他记的很清楚(就好象老丁实验板上的LCD),但有的便宜货
就不行了,那么我们怎么办?没关系,你在内存中提取出一片空间,虚拟一个LCD出来,每
次写在真实LCD上面的时候,也同时写到内存的哪个虚拟LCD上,那么你要读出LCD的值的时
候实际就是读出虚拟LD上的数据,然后与或后,再重新写到LCD上,记得也要写到虚拟LCD
上哦。你可以把这片缓冲叫做显存(COOL吧??)


5。流程
这是成功设计游戏的灵魂,你在设计游戏之前必须能正确构思到一个基本模型出来。这个
基本是菜鸟和虾米的一个区别,有了构思,其他的其实都是时间问题了。
以贪吃蛇为例,我们需要有这样的基本思路:(普通手机上的那种)

蛇运动处理,吃到食物的处理,放新食物的处理,死亡的处理。

以上是基本的思路,至于那些记录分数,音乐效果,玩到一定分数会自动加速度等不是游
戏的必须,可以在后期处理!
分析下来:

运动:根据用户输入按键进行柔体传动。
吃到食物:置没有食物标志了,蛇长大一个点阵。
放新食物:判断食物标志,如果没有食物,就要放食物,判断放的食物是否和蛇身重叠,
重叠了要重放。
死亡处理:判断是否撞中自己或撞墙。

这就是基本要做的东西,实际上就是程序要做的东西,那么把上面的东西连成一个流程是
怎样的呢?我以文字表达:

蛇向一个固定方向进行柔体传动,没个运动时钟到达要做:1。判断食物标志,没有食物了
就放

一个,放的时候判断,不能和蛇身重叠 2。得到用户按键值,蛇走一步,并判断是否
撞死了,没撞死,再判断是否吃到东西了,没有吃到,就等下一个运动时钟,吃了?就增
长一点。置一个没有食物的标志。然后等待下一个时刻的来临。


呵呵,其实程序就是这么简单,基本设计只有LCD部分和按键部分是和单片机有关的,其他
都是程序思维和算法。对于菜鸟来说,难度在于思维,而不是单片机。
说了屁话一堆,还得放上个能玩的,这里我介绍我的贪吃蛇程序,在丁丁的实验板上跑
的,很久以前就写的了,老丁也玩过。放到现在才拿出来希望大家不要介意:)
程序注意:这是在丁丁的板子上跑的程序,有些函数部分采用了丁丁写的底层:例如键盘
扫描,汉字显示,LCD显示等,为了保障老丁的利益,我没有完全给出所有的底层部分,其
实他们和贪吃蛇本身没有太大关系。贪婪者别以为拿来就用,我只希望大家用来交流学
习。其实改改就能玩的了。
注释应该很详尽,有不懂自己想啦。
还有,我有点反感有些人公布程序了,但却把很多注释去掉,这个不知道是什么心态
呢??希望大家能大方点,要给,就要给最好的!!
////////////////////////////////////////////////////////////
/*snake_flag是游戏标志,第一位是跑动标志,在定时器中断上设置,下面程序没有定时
器中断函数,因为定时器函数在丁板上是给很多个程序共用的,函数根据标志判断当前是
为那个进程服务*/

//贪吃蛇游戏程序,屏左半部用于游戏活动,右半部为分数显示
//游戏屏为16*16游戏点阵,可容纳蛇身块数256。每个游戏点阵又由4*4个LCD基本点阵组

//蛇行标志在定时器上置位,这里为游戏的主体部分。


#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long

#define LCMD XBYTE[0xAfff] // 液晶数据口
#define LCMC XBYTE[0xAbff] // 液晶命令口

#define TIME_RUN 10 //定时器分品系


#include "study.h"
#include "reg51.h"
#include "absacc.h"
#include "intrins.h"

//游戏部分
//x,y最大极限
#define MAX_GAME_X 15
#define MAX_GAME_Y 15


#define lcd_no_read 1 //编译选项,把这项屏蔽掉就
采用LCD读出方式,否则采用显存形式


uchar snake_flag, //蛇头标志 7 6 5 4 3 2
1 0

// 上 下 左 右 x gameover food run
snake_len, //蛇身长度
snake_food; //食物位置,高4位Y,低4位x

uchar xdata snake_body[256]; //蛇身每个部分的数据

// 7 6 5 4 3 2 1 0
//
高4位Y方向 低4位X方向

#ifdef lcd_no_read
uchar xdata lcd_buf[8][64];//lcd缓冲,用于记录LCD内部的点阵,可以理解为显存
//当
LCD无读出功能时,就要采

用显示缓冲。本LCD为可读,一般不用这个功能
//缓
冲只记录蛇身活动的部分,即LCD左半屏
#endif




/******************************************************
* 游戏LCD部分,根据游戏的特点把LCD分成16*16块
* 用作游戏点阵,
*******************************************************/

//
//函数名:clr_game_dot
//功能:清一个游戏点
//输入参数:游戏点的X,Y坐标
//注意事项:这里的X,Y坐标和LCD底层的X,Y坐标不同,他最大只能是
MAX_GAME_X,MAX_GAME_Y
//使用方式:内部调用
void clr_game_dot(uchar x,uchar y)
{
uchar lcd_x,i,tmp;
while(x>MAX_GAME_X)x-=(MAX_GAME_X+1); //这个是写程序习惯的保护措
施,预防输入范围过大
while(y>MAX_GAME_Y)y-=(MAX_GAME_Y+1);
lcd_x=x<<2;
LCMC=lcd_x&0x0f; //设置x位置
LCMC=(lcd_x>>4)|0x10;
LCMC=0xb0+y/2; //设置Y位置
LCMC=0xe0;

if(y%2)//行的下半部
{
for(i=0;i<4;i++)
{
#ifdef lcd_no_read //以下是显存法的清点程序,
其他例如亮点的部分和这个原理一样

tmp=lcd_buf[y>>1][(x<<2)+i];
//先从缓冲读出要修改的LCD片的数据
tmp&=0x0f;
//清对应的游戏点
LCMD=tmp;
_nop_();
lcd_buf[y>>1][(x<<2)+i]=tmp;
//把新数据写回缓冲
#else
tmp=LCMD;tmp=LCMD;
//读LCD的方法,要求连读2次
LCMD=tmp&0x0f;

#endif
}
}
else //行的上半部,下同
{
for(i=0;i<4;i++)
{
#ifdef lcd_no_read

tmp=lcd_buf[y>>1][(x<<2)+i];
tmp&=0xf0;
LCMD=tmp;
_nop_();
lcd_buf[y>>1][(x<<2)+i]=tmp;
#else
tmp=LCMD;tmp=LCMD;
LCMD=tmp&0xf0;
#endif
}
}
LCMC=0xee;
}

//函数名:fill_game_dot
//功能:亮一个游戏点
//输入参数:游戏坐标的X,Y坐标
//注意事项:这里的X,Y坐标和LCD底层的X,Y坐标不同,他最大只能是
MAX_GAME_X,MAX_GAME_Y
// 这个函数和上面的clr_game_dot基本相同,只是在写LCD数据的时候是全1而
不是0
//使用方式:内部调用
void fill_game_dot(uchar x,uchar y)
{
uchar lcd_x,i,tmp;
while(x>MAX_GAME_X)x-=(MAX_GAME_X+1);
while(y>MAX_GAME_Y)y-=(MAX_GAME_Y+1);
lcd_x=x<<2;
LCMC=lcd_x&0x0f; //设置x位置
LCMC=(lcd_x>>4)|0x10;
LCMC=0xb0+y/2; //设置Y位置
LCMC=0xe0;
if(y%2)//行的下半部
{
for(i=0;i<4;i++)
{
#ifdef lcd_no_read
tmp=lcd_buf[y>>1][(x<<2)+i];
tmp|=0xf0;
LCMD=tmp;
_nop_();
lcd_buf[y>>1][(x<<2)+i]=tmp;
#else
tmp=LCMD;tmp=LCMD;
LCMD=tmp|0xf0;
#endif
}
}
else
{
for(i=0;i<4;i++)
{
#ifdef lcd_no_read
tmp=lcd_buf[y>>1][(x<<2)+i];
tmp|=0x0f;
LCMD=tmp;
_nop_();
lcd_buf[y>>1][(x<<2)+i]=tmp;
#else
tmp=LCMD;tmp=LCMD;
LCMD=tmp|0x0f;
#endif
}
}
LCMC=0xee;
}

//函数名:fill_game_dot2
//功能:亮一个游戏点(另一种方式,这里用来显示食物用)
//输入参数:X,Y
//注意事项:X,Y为游戏的点阵,非LCD点阵...还有LCD填充数据是0x05或0x50
//使用方式:内部调用,显示蛇的食物的时候用这个函数,区分开蛇身和食物.
void fill_game_dot2(uchar x,uchar y)
{


uchar lcd_x,i,tmp;
while(x>MAX_GAME_X)x-=(MAX_GAME_X+1);
while(y>MAX_GAME_Y)y-=(MAX_GAME_Y+1);
lcd_x=x<<2;
LCMC=lcd_x&0x0f; //设置x位置
LCMC=(lcd_x>>4)|0x10;
LCMC=0xb0+y/2; //设置Y位置
LCMC=0xe0;
if(y%2)
{
for(i=0;i<4;i++)
{
#ifdef lcd_no_read
tmp=lcd_buf[y>>1][(x<<2)+i];
tmp|=0x50;
LCMD=tmp;
_nop_();
lcd_buf[y>>1][(x<<2)+i]=tmp;

#else
tmp=LCMD;tmp=LCMD;
LCMD=tmp|0x50;
#endif
}
}
else
{
for(i=0;i<4;i++)
{
#ifdef lcd_no_read
tmp=lcd_buf[y>>1][(x<<2)+i];
tmp|=0x05;
LCMD=tmp;
_nop_();
lcd_buf[y>>1][(x<<2)+i]=tmp;
#else
tmp=LCMD;tmp=LCMD;
LCMD=tmp|0x05;
#endif
}
}
LCMC=0xee;
}


/************************************************************
*
* 游戏算法部分(8*8LCD)
*
**************************************************************/

//函数名 game_init()
//功能:游戏开始的时候初始化画面的,这里只是简单地把132*64LCD用一条中间线划分开来
//注意事项:暂时在中间画条线用来划分游戏空间
//使用方式:内部调用,
void game_init()
{
uchar i;
uchar xdata *da;
for(da=0;da<0x8000;da++)//清空xDATA,
*da=0x0;

cls(9); //丁丁的清屏函

initlcd();
for(i=0;i<8;i++)
{
LCMC=64&0x0f;
LCMC=(64>>4)|0x10; //线在x=64,
LCMC=0xb0+i; //y=(0-15)的地方
LCMC=0xe0; //把LCD划分,左边用来游戏
LCMD=0xff;
}
LCMC=0xee;

}


//函数名:snake_init
//功能:蛇初始化
//注意事项:初始化只有3节蛇身,向右跑
//使用情况:内部调用
void snake_init()
{
fill_game_dot(0,0); //显示射身
fill_game_dot(1,0);
fill_game_dot(2,0);
snake_len=2;
snake_flag=0x10; //蛇的初始化,3个身.向右跑
snake_body[0]=0x02; //装入射身数据
snake_body[1]=0x01;
snake_body[2]=0x00;
//一开始游戏时的文字部分
setcursor(8,0);
lcdstring("分数为:\r\n");
setcursor(8,2);
lcddigit(snake_len-2);
}

//函数名:show_mark
//功能:显示当前分数,暂时以蛇身个数为分数
//参数说明:0,和非0, 0代表游戏中的显示,!0代表挂了的显示
//注意事项:调用到LCD.c显示函数,并需要汉字库的支持.
// 返回值在GAMEOVER时候有效,返回0退出游戏,1从新游

//使用情况:snake_run()在蛇吃到食物的时候调用,在GAMEOVER后调用
uchar show_mark(uchar mode)
{
uchar ch;
setcursor(8,0);
lcdstring("分数为:\r\n");
setcursor(8,2);
lcddigit(snake_len-2);
if(mode)//gameover中显示
{
setcursor(8,0);
lcddigit(snake_len-2);
lcdstring(" 分.");
setcursor(8,2);
lcdstring("C退出");
setcursor(8,4);
lcdstring("回车继续");
do ch=getkey(1000);
while( (ch!='C') && (ch!='Y') );
//游戏结束了会在这里死等,直到用户按键
if(ch=='Y')
return(1);
else
return(0);
}

return(0);

}

//函数名:snake_run
//功能:蛇运行函数
//输入参数:一个全局变量flag_snake,蛇根据这个变量判断运动方向
//注意事项:蛇跑动函数,用于判断路径,食物,长大,死亡
//使用情况:内

部调用
void snake_run()
{
uchar tmp_head_x,tmp_head_y;
uchar i;
switch(snake_flag&0xf0) //取蛇头方向
{
case 0x80://向上走 y--
tmp_head_x=snake_body[0]
&0x0f;
tmp_head_y=(snake_body[0]
>>4);
if(tmp_head_y==0)
snake_flag|=0x04;//这个代表撞墙了,就置GAMEOVER标志,下同
else tmp_head_y--;
break;
case 0x40://向下走 y++
tmp_head_x=snake_body[0]
&0x0f;
tmp_head_y=(snake_body[0]
>>4);
if(tmp_head_y==MAX_GAME_Y)
snake_flag|=0x04;
else tmp_head_y++;

break;
case 0x20://向左走 x--
tmp_head_y=snake_body[0]
>>4;
tmp_head_x=snake_body[0]
&0x0f;
if(tmp_head_x==0)
snake_flag|=0x04;
else tmp_head_x--;
break;
case 0x10://向右走 x++

tmp_head_y=snake_body[0]
>>4;
tmp_head_x=snake_body[0]
&0x0f;
if(tmp_head_x==MAX_GAME_X)
snake_flag|=0x04;
else tmp_head_x++;
break;
default:break;
}
if(!(snake_flag&0x04)) //如
果在之前没有撞墙,就可以进行下一步判断
{
//以下是得到食物的判断。

if(snake_food!=( (tmp_head_y<<4)
+tmp_head_x ))//蛇头和食物坐标没重叠就代表没有吃到食物
{//得不到食物的处理
clr_game_dot(snake_body[snake_len]
&0x0f,snake_body[snake_len]>>4);//灭蛇尾巴

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

//柔体传动
snake_body[i]=snake_body[i-1];
snake_body[0]=( tmp_head_y<<4 ) +
tmp_head_x;
}
else
{//得到食物的处理
snake_body[snake_len+1]=snake_body
[snake_len]; //保留蛇尾巴(这是增长型柔
体传动)
for(i=snake_len;i>0;i--)
snake_body[i]=snake_body[i-1];

snake_body[0]=( tmp_head_y<<4 ) +
tmp_head_x; //新蛇头
snake_len++;//长度增加1
snake_flag&=~0x02;//清食物标志
show_mark(0);//显示分数
}

fill_game_dot(tmp_head_x,tmp_head_y);//显示新蛇

}
for(i=1;i//判断是否撞中自己
{
if(snake_body[0]==snake_body[i])

{
snake_flag|=0x04;
//撞中了就置GAMEOVER标志
break;
}
}
}



//函数名:set_food
//功能:放食物
//注意事项:这个函数在被调用前会先判断是否需要放食物,
// 这里用自己编写的随机数来产生食物,随机数和蛇身位
置,定时器有关
// 每次放食物的时候必须先判断是否和蛇身重叠了,重叠
了要重新放
// 这里设定了如果蛇长度达到某值了就不再放食物.
//影响变量:snake_food
//使用情况:内部调用
void set_food()
{

uchar seed0,seed1,i=0;
seed0=snake_body[snake_len-2];

if(snake_len==250)
{
return;//蛇都快满屏了,就不放食物了,事实上我还没玩过超过100的呢:)
}
seed0=((seed1>>3)*4+seed0+TL0);//随机数的生成,其实乱做就可以了:)
seed1=(snake_body[0]>>4)+seed0;
snake_food=(seed1+seed0*3);


food:
for(i=0;i{
if( snake_body[i]==snake_food )
{
snake_food=(snake_food+0x01); //如
果重叠了,位置就+1,然后
goto food;
//重新比较,这里可以换成i=255,效果一样
}
}

fill_game_dot2(snake_food&0x

0f,snake_food>>4);//放食物
snake_flag|=0x02;//置有食物标志
}

// 函数名:定时器1初始化程序
// 晶振22.1184,定时时间35MS
void timer0_init(void)
{
TMOD=0x1;
TH0=0x0;
TL0=0x0;
}




//函数名:snake_game
//功能:整个游戏的主要函数
//注意事项:游戏利用了定时器产生蛇的运行速速度
// 调用前应该先初始化定时器
//使用情况:外部调用
//

extern uchar time_service; //这个东东是使
定时器公用的。
void snake_game()
{
uchar tmp_snake_flag,ch;
cls(8);
time_service=1;
lcdstring("贪吃蛇游戏\r\nC退出,任意键进入\r\n游戏说明:\r\n2:上5:下4:
左6:右");
while((ch=getkey(1000))==0);
if(ch=='C') return;
ch=0;


begin_game:
game_init(); //一堆初始化
snake_init();
timer0_init();
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;

tmp_snake_flag=snake_flag;
while(1)
{
ch=getkey(1000);
switch(ch)
{
case '2'://按了上按键
if( (snake_flag&0x40) ||
(snake_flag&0x80) )break;//向上走的时候,上下键盘都无效,下同

tmp_snake_flag&=0x0f;tmp_snake_flag|=0x80;
break;
case '5'://按了下按键
if( (snake_flag&0x80) ||
(snake_flag&0x40) )break;

tmp_snake_flag&=0x0f;tmp_snake_flag|=0x40;
break;
case '4'://按了左按键
if( (snake_flag&0x10 ||
(snake_flag&0x20) ))break;

tmp_snake_flag&=0x0f;tmp_snake_flag|=0x20;
break;
case '6'://按了右按键
if( (snake_flag&0x20 ||
(snake_flag&0x10) ))break;

tmp_snake_flag&=0x0f;tmp_snake_flag|=0x10;
break;
case 'C'://任何时候,按C就结束游戏

return;
default:
break;
}

if(!(snake_flag&0x02)) //如果图上已经没食物了,就
set_food(); //放
食物

if((snake_flag&0x01))
//判断是否够时间跑一步
{
snake_flag=( snake_flag&0x0e ) |
tmp_snake_flag;//取消跑动标志,置新方向
snake_run();
tmp_snake_flag=snake_flag;
}

if((snake_flag&0x04)) //判断游戏结束
标志
{
if(show_mark(1))
{
snake_flag&=~0x04;
goto begin_game;
}
else
return;
//游戏结束

}

}
}

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