贪吃蛇游戏设计

摘 要：文章设计了一款新颖的以单片机为控制核心的贪食蛇游戏系统。所设计的贪食蛇能完成移动、吃食物和摆放游戏自动输出的食物，使之默认出现3节蛇身，吃到每个随机点数而得分等功能。硬件设计包括LED模块、键盘模块、供电模块驱动模块和下载模块。软件采用C语言编程，方便灵活，大大加快了软件开发速度，缩短了开发周期，并且便于移植。为提高开发效率和硬件稳定性，采用了功能强大的硬件仿真软件Proteus，依托该软件提供的仿真环境搭配Keil作为软件开发调试环境进行仿真调试成功。

关键词：单片机；系统；贪吃蛇

目前，科技的发展，尤其是微电子、计算机软件和应用技术，使人们的日常生活变得丰富多彩。单片机（单片机）作为微电脑家庭成员，其结构独特、稳定性好、价格低廉，在嵌入式领域得到广泛应用[1-2]。本文利用计算机上传统的蛇游戏设计，利用Proteus仿真软件、硬件、8×8点矩阵的单片机、按键和其他硬件平台，C语言编程，实现了便携式蛇游戏。

1 本游戏基本功能

将蛇游戏的8×8点矩阵，系统与MCU C语言软件设计，系统通过LED点阵屏幕作为载波显示数据，有4个输入表示4个控制键（上下左右）。部分系统硬件是AT89C52单片机，8×8点矩阵屏幕，4个键，软件部分用C语言编写，在keil环境中运行游戏以及隔墙，在游戏结束时自动重置。

具体要求：（1）4个按钮用来控制蛇的方向，并且设置墙壁。（2）当蛇碰到墙壁和自己的身体时死亡。（3）如果蛇死亡了，则表示Game Over，系统将会自动复位[3]。

2 系统设计方案

硬件运用了单片机技术和C程序设计技术，通过点阵显示屏来显示。软件采用C语言编程，方便灵活。设计蛇的理念和原则：通过点阵屏幕点亮一个点，然后照亮另一个点，形成了“蛇”，为蛇晶格屏幕上选择一个点食物，通过手动按钮蛇，并确定是否抢上。找到食物，吞下食物，蛇会生长，直到蛇咬它的尾巴或撞到墙上，然后再开始。系统的结构框图如图1所示，基本结构可以区分为三大部分[4-5]。

3 系统硬件电路设计

3.1 单片机最小系统模块

单片机的最小系统是一个可以正常工作的系统，它可以有最小的组件和一个单片机。根据52单片机的要求，最小系统包括单片机、复位电路和晶体振动电路。单片机接口主要用于PC机和其他外部设备的连接[6-8]。

复位电路：单片机的复位时间直接受非极性电容C4的影响，容量大小一般为10～30 μF，设计采用10 μF，52单片机常见的复位模式为自动复位和按键复位。这个设计中使用的重置模式是按键复位。

晶体振荡器电路：该设计中使用的晶体振荡器的尺寸为12 MHz。其目的是能够达到单片机最快的处理速度。

3.2 点阵屏模块

LED点阵屏通过LED组成，以灯珠亮灭来显示程序的运行情况，是模块化的显示组件，本设计采用8×8共阳红色点阵显示屏，用来显示贪吃蛇的游戏画面。8×8点阵屏模块如图2所示。

3.3 按键模块

4个按键控制蛇的游走方向（上下左右）的功能简介明了。独立键盘电路如图3所示。

贪吃蛇是一款经典的小游戏，玩家使用方向键控制一条很短（游戏刚开始）的蛇，通过不断地吃豆豆，蛇身会逐渐加长，当蛇撞到身体或墙壁时游戏结束。

3.4 系统制作与调试

按照原理图在板子上进行搭建，在制作的过程中先把元器件放到正确的位置，再进行焊接，调试时利用电压表对晶振两端和C4两端的电压进行测量，按下复位按钮，电压发生变化并且指示灯亮，说明能够正常复位。

硬件全部制作调试好以后，本次设计基本完工。从开始的一堆散件，到焊接完成，直到最后板子的正常使用，总结有如下几点经验[9-10]。

（1）元器件的摆放按照原理图设计来放，不会出现乱序。（2）焊接的时候要一个点一个点地焊，要求焊实且焊点饱满。（3）在接通电源之前，可以用万用表检查电源正负极有没有短路或者断路，保证系统有稳定的供电，并且还要看元件有没有接错或者接反，是否有焊错、漏焊、虚焊等现象。（4）在调试的过程中程序不可能一次就成功，必须在调试中慢慢修改，可以先仿真调试，再下载到单片机中，这样避免了不必要的麻烦。

[参考文献]

[1]方大千.实用电子控制电路[M].北京：国际工业出版社，2003.

[2]李朝青，劉艳玲.单片机原理及接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2013.

[3]杨将新，李军华，刘东骏，等.单片机程序设计及应用从基础到实践[M].北京：电子工业出版社，2006.

[4]雷思孝，冯育长.单片机系统设计及工程应用[M].北京：电子工业出版社，2005.

[5]李倩.电子产品生产工艺[M].北京：中国铁道出版社，2015.

[6]于京，张景璐.51单片机C程序设计与应用案例[M].北京：中国电力出版社，2006.

[7]王港元.电子电工实践指导[M].3版.南昌：江西科学技术出版社，2003.

[8]阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2006.

[9]高吉祥，徐欣，吴帅.基本技能训练与单元电路设计[M].北京：电子工业出版社，2007.

[10]孙裕晶，沙玲.实用控制系统设计教程[M].长春：吉林大学出版社，2000.