一·项目和设计思路介绍

随着电子技术的发展，基于单片机的电子游戏成为了一种受欢迎的娱乐方式。贪吃蛇游戏是一款经典的小游戏，简单易学但富有挑战性，适合各个年龄段的玩家。该游戏将利用单片机的I/O接口控制显示模块和输入设备，实现基本的贪吃蛇游戏功能。本项目旨在设计并实现一款基于51单片机的贪吃蛇游戏机，使玩家能够通过简单的操作体验到贪吃蛇游戏的乐趣。

二·方案框图和原理图介绍

方案框图：

原理图：

1. 电源：为整个系统提供电力。
2. 51单片机：核心控制单元，负责执行程序逻辑。它接受来自数据处理模块和控制按键的输入，并通过内部时钟生成计时信号。
3. 数据处理：负责处理输入数据并将结果传送至单片机。
4. 字符库：存储可用于显示的字符，通过单片机与LCD12864液晶显示屏连接。
5. LCD12864液晶显示屏：用于显示字符库中的字符，显示系统处理后的信息。
6. 控制按键（上下左右）：用户交互接口，允许用户控制系统功能。
7. 复位，清屏：提供系统的复位和清除显示屏的功能。
8. 内部时钟生成倒计时：模块用于时间相关功能，如计时或定时操作。
9. 方块判定：可能涉及某种逻辑判断或状态检测，与数据处理和单片机交互。

三·设计中用到来自指定厂商元器件及设计方向

厂商元器件简介

• AT89C51：由Atmel公司（现为Microchip Technology的一部分）生产的8位微控制器

四·PCB设计介绍及实物展示

布局：

1. 连接器和插座布局：
2. 1. • 布局中的连接器排列整齐，但需要注意是否有足够的空间进行插拔和连接。
2. 过孔和线路布局：
3. 1. • 过孔密度中等，适当使用过孔能优化信号路径，但需要确认过孔不会干扰其他信号。
3. 元器件布局：
4. 1. • 元器件排布紧凑，但要留意散热问题和电源分配路径的优化。
4. 电源层和地层：
5. 1. • 需要确保宽的电源和地回路以减少阻抗。

实物图

五·软件代码介绍

以下代码主要声明

1. 初始化
2. 食物生成
3. 显示食物
4. 蛇的移动
5. 碰撞检测
6. 食物碰撞
7. 绘制蛇
8. 速度控制

• 设置随机数生成器
• 初始化食物状态 和蛇的生命状态 
• 设置蛇的初始方向、位置和节点数。
• 打印初始分数和速度。

void GamePlay(void) {
    unsigned char n;
    InitRandom(TL0);
    food.yes = 1; // 1表示需要出现新食物，0表示食物已存在
    snake.life = 0; // 0表示蛇还活着
    snake.direction = DOWN;
    
    snake.x[0] = 6; snake.y[0] = 6; // 蛇头坐标
    snake.x[1] = 3; snake.y[1] = 6; // 蛇身坐标
    snake.node = 3; // 初始蛇的长度
    
    PrintScore();
    PrintSpeed();
    
    while (1) {
        if (food.yes) { // 检查是否需要新食物
            while (1) {
                food.x = Random() * 85 + 3;
                food.y = Random() * 55 + 3; // 获取随机食物位置
                
                while (food.x % 3 != 0) food.x++;
                while (food.y % 3 != 0) food.y++;
                
                for (n = 0; n < snake.node; n++) { // 检查与蛇身体是否重合
                    if ((food.x == snake.x[n]) && (food.y == snake.y[n])) break;
                }
                
                if (n == snake.node) {
                    food.yes = 0; // 找到有效食物位置
                    break;
                }
            }
        }
        
        if (!food.yes) {
            Lcd_Rectangle(food.x, food.y, food.x + 2, food.y + 2, 1); // 画出食物
        }
        
        // 更新蛇的位置
        for (n = snake.node - 1; n > 0; n--) {
            snake.x[n] = snake.x[n - 1];
            snake.y[n] = snake.y[n - 1];
        }
        
        switch (snake.direction) {
            case DOWN: snake.x[0] += 3; break;
            case UP: snake.x[0] -= 3; break;
            case RIGHT: snake.y[0] -= 3; break;
            case LEFT: snake.y[0] += 3; break;
            default: break;
        }
        
        for (n = 3; n < snake.node; n++) { // 检查是否撞到自身
            if (snake.x[n] == snake.x[0] && snake.y[n] == snake.y[0]) {
                GameOver();
                snake.life = 1;
                break;
            }
        }
        
        // 检查是否撞墙
        if (snake.x[0] < 3 || snake.x[0] >= 90 || snake.y[0] < 3 || snake.y[0] >= 60) {
            GameOver();
            snake.life = 1;
        }
        
        if (snake.life == 1) break; // 若游戏结束则跳出循环
        
        // 检查蛇是否吃到食物
        if (snake.x[0] == food.x && snake.y[0] == food.y) {
            Lcd_Rectangle(food.x, food.y, food.x + 2, food.y + 2, 0); // 擦除食物
            snake.x[snake.node] = 200; // 新节点初始位置在屏幕外
            snake.y[snake.node] = 200;
            snake.node++; // 蛇长度增加
            food.yes = 1; // 需要新食物
            if (++Score >= PASSSCORE) {
                PrintScore();
                GameOver();
                break; // 通过分数则结束游戏
            }
            PrintScore();
        }
        
        for (n = 0; n < snake.node; n++) {
            Lcd_Rectangle(snake.x[n], snake.y[n], snake.x[n] + 2, snake.y[n] + 2, 1); // 画出蛇
        }
        
        delay(Speed * 1000);
        Lcd_Rectangle(snake.x[snake.node - 1], snake.y[snake.node - 1], snake.x[snake.node - 1] + 2, snake.y[snake.node - 1] + 2, 0); // 擦除蛇的最后一个段
        
        switch (KeyBuffer) {
            case FUNC:
                KeyBuffer = 0;
                if (++Speed >= 10) Speed = 1;
                PrintSpeed();
                break;
            case DOWN:
                KeyBuffer = 0;
                if (snake.direction != UP) snake.direction = DOWN;
                break;
            case UP:
                KeyBuffer = 0;
                if (snake.direction != DOWN) snake.direction = UP;
                break;
            case RIGHT:
                KeyBuffer = 0;
                if (snake.direction != LEFT) snake.direction = RIGHT;
                break;
            case LEFT:
                KeyBuffer = 0;
                if (snake.direction != RIGHT) snake.direction = LEFT;
                break;
            default: break;
        }
    }
}

六·总结

十分感谢电子森林提供的机会和平台，我通过设计基于51单片机的贪吃蛇游戏机，不仅加深了对单片机应用的理解，也提升了电子设计与编程能力。未来可以在此基础上增加更多功能，如关卡设置、音效增强等。