北京理工大学珠海学院2006届本科毕业生毕业设计（论文）基于单片机的微型游戏机贪吃的蛇摘 要 单片微型机简称单片机，它是在一片芯片上集成了中央处理部件，存储器、定时器/计数器和各种输入输出设备等接口部件。单片机是微机发展的一个重要的分支，自问世以来，性能不断地改善和提高，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗小、使用方便、性能可靠、价格便宜等优点，故在工业控制、数据采集和处理、通信系统、家用电器等领域的应用日益广泛。国内虽然起步较晚，但单片机的潜力越来越被人们所重视，尤其在工业控制、自动化仪器仪表、计算机系统接口、智能化外设等应用领域发展很快。它的应用对于产品升级换代、机电一体化都具有重要的意义，在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数，被用于各种不同产品的生产。在通信行业更为广泛利用，手机从只能基本通话，到现在一台手机拥有各种不同的功能，单片机得到了广泛的应用。手机可以听音乐，听收音机，玩游戏，照相片等等，比较流行的手机游戏贪吃蛇就能用单片机实现。关键词：51单片机 贪吃蛇 游戏Based on single chip micro-game - greedy snakeABSTRACTSingle-chip microprocessor referred to as microcontrollers, which is integrated on a chip, a central processing unit, memory, timer / counters and a variety of input and output devices such as Interface Unit. SCM is a microprocessor development, an important branch, since its inception, performance, continuous improvement and increase, coupled with microcontroller with an integrated high, strong function, high speed, small size, power consumption, easy to use, reliable, cheap, etc. advantages, so in the industrial control, data acquisition and processing, communication systems, home appliances and other fields increasingly wide range of applications. Although the domestic late start, but the potential of SCM has been growing attention, especially in industrial control, automation instruments and meters, computer system interface, intelligent peripherals and other applications developed rapidly. Its application for the upgrading of products, mechanical and electrical integration, have important significance in industrial production, current, voltage, temperature, pressure, flow, flow rate and switching capacity are commonly used parameters of the main accused, was used for a variety production of different products. More extensive use of the communications industry, cell phone calls from can only be basic to the present, mobile phones have a variety of functions, single-chip has been widely used. Phone can listen to music, listening to the radio, play games, according to photos, etc., the more popular cell phone game Snake will be able to use SCM.Keyword：51singlechip snake game目 录1 第一章 绪论11.1概述11.2选题背景11.3课题分析11.4思路设计12第二章 系统的基本组成和工作原理22.1系统的基本组成22.2系统的工作原理23第三章 显示电路的选取和设计23.1游戏显示的器件选择23.2显示功能的硬件电路34第四章 键盘扫描的电路设计44.1键盘扫描思路设计44.2键盘硬件电路设计45第五章 系统程序设计55.1编译软件55.2软件设计工具55.3C51 优化的 C 语言交叉编译器105.4系统设计流程图11参考文献15附 录16谢辞43I 1 第一章 绪论1.1 概述本设计采用80C51核心的单片机最小系统，80C51是MCS51系列单片机钟CHMOS工艺的一个典型品种。另外，其他厂商以8051为基核开发出CHMOS工艺单片机产品统称为80C51系列。贪吃蛇游戏采用ATS892的80C51系列的芯片，AT89S52具有8KB空间ROM，256B的RAW，4个并行接口，1个串行接口，3个定时计数器，6个中断源。拥有大量的程序存储空间，大大减轻了对程序的编写和算法的要求。丰富的硬件资源可使外围电路变得更简单。1.2 选题背景贪吃蛇是家喻户晓的益智类小游戏，选择这个题目一是为了将自己的所学知识加以运用，二是一直以来贪吃蛇这个游戏就深深地吸引着我，它的制作方法对于以前的我而言都是很神秘的。我希望通过自己的所学知识把它剖析开来，真真正正的了解它的本质和精髓。虽然我的编程能力不是很强，但是我有信心，在这次学习中我将从实践和实际的项目中提高自己的编程能力。因此我选定了这个题目。1.3 课题分析 贪吃蛇游戏设计主要硬件由单片机最小系统，TFT彩屏，4X4矩阵键盘，整个的游戏设计外围电路比较少，主要核心在于游戏的程序设计，本设计的游戏规则也参照现在手机流行的贪吃蛇游戏的规则去设计，当蛇吃到食物时，蛇身就会自动增加一格，食物随机出现在屏幕上，当蛇碰到墙壁时，游戏结束。本设计需要考虑的问题有以下几个：1. 显示彩屏的选择2. 保证游戏的流畅性和及时响应性3. 游戏的设计应该接近人性化4. 电路连接距离应尽量短，避免信号线受外界干扰1.4 思路设计 游戏的运行由矩阵键盘去控制，显示由TFT彩色屏幕完成。本设计的键盘扫描电路不同于以往一般的矩阵键盘，而由中断扫描代替，当有按键按下时，才执行扫描键盘，这样就可以节省很多CPU资源，同时也可以及时的反应出按键操作。2 第二章 系统的基本组成和工作原理2.1 系统的基本组成 贪吃蛇游戏设计由三部分组成，屏幕显示，最小系统及矩阵键盘。最小系统采用Atmel公司的51核的AT89S52芯片，AT89S52芯片具有8K的程序存储器，256B的数据存储器，已经为程序的设计带来了很大的方便，解决了因程序容量庞大而导致硬件选择困难的问题。同时也节约了设计成本，一块AT89S52只需要5块钱就足够了，对于一般人来讲是可以承受得了的。加上屏幕的应用比较简单，有相应的配套应用命令子程序，减低了设计者重新编写屏幕应用子程序的麻烦，同时设计者可根据自身设计需要，增添或修改程序，使得程序更完善。2.2 系统的工作原理 系统的程序设计分为一个主函数，3个子函数，子函数分别是键盘扫描函数，贪吃蛇运行子程序和TFT屏幕自带的子程序。在主程序里只对LCD的初始化，中断设备的初始化，然后死循环执行贪吃蛇运行程序。3 第三章 显示电路的选取和设计3.1 游戏显示的器件选择 游戏设计的显示屏可以有很多种的选择，选择不同的屏幕，程序的编写也随之不同。屏幕可以选择LCD128X64，8X8点阵LED，TFT彩色屏幕等等。 LCD128X64是比较通用，大众化，容易使用的液晶屏，若采用LCD128X64液晶屏，则要用到8位的I/O口作数据传送，6位I/O口作选通位，一共要用到14个I/O口，占用单片机最小系统的资源比较多，另外，LCD128X64每一个显示格由8x8像素组成，若使用每一个显示单元格作为贪吃蛇的蛇身显示，显然有点大，不美观，若利用LCD128X64里可编辑每个单元格的显示图案的功能，将会使得编写程序变得很麻烦，而且CPU要执行的程序显然增加了很多。 8X8点阵LED比LCD128X64结构更简单，不需要任何的指令集，即对I/O口直接输出可以使用。若选用8X8点阵LED显示屏，首先16位的I/O口已经被占用，8X8的点阵能使用的范围很少，对增强游戏的功能方面加以限制。 TFT彩色屏幕具有很强的显示功能，能显示262k颜色，屏幕由具有丰富的功能子程序，为使用者节省了不少时间，而且占用I/O口少，只用到5个I/O口。本设计将采用SSD1283A型号的彩屏。 SSD1283A的TFT驱动器是一种智能都在同一个驱动器，集成了电源电路，门驱动器，内存为单芯片驱动器和源。它可以驱动132号决议的RGB 132的一个小组26万色为a - TFT。 它也集成了控制器的功能和组成132高达39204个字节（132 132 18 / 8）图形显示数据RAM（GDDRAM），6800接口，这样它与普通单片机通过8/9/16/18-bits系列/ 8080系列兼容的并行接口或串行接口和存储数据的GDDRAM研究。辅助18位视频接口（垂直同步，HSYNC，DOTCLK，启用和RR0 - RR5，GG0 - GG5，BB0 - BB5）是SSD1283A纳入图像显示动画。 只有外部电容器9只，它嵌入的DC - DC转换器，振荡器和电压发生器提供一切必要的组件所需的电压由外部的驱动程序最低限度。通用的电压产生电路包含驱动液晶显示器对电极。伽玛控制电路的集成，也包括可通过软件命令调整，以提供最大的灵活性和最佳的显示质量。3.2 显示功能的硬件电路图3-1 游戏显示硬件电路图 如图所示，显示电路占用了P00-P04口，仅占用了5个接口。P0口的每一位口线可以驱动8个LSTTL负载。在作为通用I/O口时，由于输出驱动电路是开漏方式，有集电极的开路（OC门）电路或漏极电路驱动是需外接上拉电阻，本设计采用4.7K的排电阻做上拉电阻，足以使P0口驱动TFT液晶显示屏。4 第四章 键盘扫描的电路设计4.1