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2018-12-3 01:45 上傳

此次ARM7最小系統(tǒng)的課程設(shè)計是基于LPC2124以及LCD-CSTN20GG0906N7CUN6和按鍵電路。采用ISIS 7 Professional軟件自行搭建電路。本系統(tǒng)的特點是性能高、成本低并且耗能小等特點。

此次課程設(shè)計的主要目的是讓我們提高代碼的熟練度，以及發(fā)揮自主創(chuàng)新，將平時上課學(xué)到的理論知識與實驗知識相結(jié)合。讓我們對arm7芯片以及ISIS 7 Professional仿真模擬器更為了解。

• 熟練掌握向量中斷IRQ的初始化和對中斷的處理過程。
• 熟練掌握定時器的控制和使用方法。
• 熟練掌握C語言的使用原理及編程方法。
• 熟練掌握仿真電路圖的連接方法。
• 熟練掌握兩個不同的液晶顯示器的顯示控制原理及編程方法。
  

設(shè)計原理：貪吃蛇游戲是一款經(jīng)典的游戲，既簡單又耐玩。通過控制蛇頭方向吃蛋，使得蛇變長，從而獲取積分。用游戲把子上下左右控制蛇的方向，尋找吃的東西，每吃一口就能得到一定的積分，而且蛇的身子會越吃越長，身子越長玩的難度就越大，不能碰墻，不能咬到自己的身體，更不能咬自己的尾巴，等到了一定的分?jǐn)?shù)，就能過關(guān)，然后繼續(xù)玩下一關(guān)。

• CodeWarrior project file軟件。
• ISIS 7 Professional軟件。
• 了解Proteus仿真軟件和ARM編程軟件的使用方法。
• 了解ARM7芯片的編程方法。
  

5.1.步驟1：在Proteus仿真軟件上設(shè)計電路圖

由于采用的是LCD-CSTN20GG0906N7CUN6，首先根據(jù)其數(shù)據(jù)手冊對該LCD進(jìn)行繪畫，先寫入命令對其進(jìn)行寫操作WR_CMD(0xBC);WR_DATA(0); WR_DATA(00);       WR_DATA(00); 然后寫入命令WR_CMD(0x75);意為寫入x軸，后接x軸的具體數(shù)據(jù)以及x軸的最大值。緊接著寫入WR_CMD(0x15);意為寫入y軸，后接y軸的具體數(shù)據(jù)以及y軸的最大值。

void snake_display(int x,int y)

{

              int i,j;      

      WR_CMD(0xBC); WR_DATA(0); WR_DATA(00);  WR_DATA(00);         

     WR_CMD(0x75);   

     WR_DATA(x);    WR_DATA(63);

     WR_CMD(0x15);

     WR_DATA(y);    WR_DATA(95);   

     WR_CMD(0x5c);            

        for(j=0;j<1;j++)  {

                      for(i=0;i<1;i++){

                          WR_DATA(0xf8);//0xff   

                          WR_DATA(0x00); }}

}

首先創(chuàng)建一個蛇的結(jié)構(gòu)體Point，該結(jié)構(gòu)體內(nèi)存儲了蛇的x、y坐標(biāo)，以及蛇的長度和蛇的方向，然后通過rand函數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)存在Snake的x、y中，即蛇的初始位置是隨機(jī)的，然后再通過snake_init()函數(shù)中對蛇進(jìn)行初始化，然后通過循環(huán)在snake_display(int x,int y)函數(shù)中把蛇畫出來。

首先創(chuàng)建一個食物的結(jié)構(gòu)體point，在該結(jié)構(gòu)體的基礎(chǔ)上定義一個數(shù)組food_map,通過這個結(jié)構(gòu)體對地圖進(jìn)行修改。該結(jié)構(gòu)體內(nèi)存儲了食物的x、y坐標(biāo)，以及食物的長度，然后通過rand函數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)保存在food_map中，即食物的出現(xiàn)位置是隨機(jī)的，然后再通過food_init()函數(shù)中對食物進(jìn)行初始化，然后通過循環(huán)在food_display(int x,int y)函數(shù)中把食物畫出來（食物的畫法與步驟一中蛇的畫法是一樣的，只不過食物的顏色是黃色，蛇的顏色是紅色，便于確認(rèn)）。

當(dāng)蛇吃了一定數(shù)量的食物時，通過調(diào)用食物產(chǎn)生函數(shù)，重新產(chǎn)生新的食物，以保證食物的存在性。

若相應(yīng)方向的按鍵被按下，則蛇就會往相應(yīng)的方向移動。首先要把蛇之前走過的痕跡擦掉（擦掉的函數(shù)如同畫蛇，把顏色數(shù)據(jù)改為背景色即可），然后將蛇從最后個節(jié)點向前一個節(jié)點移動，這是蛇的最核心算法。最后通過switch case判斷哪一個按鍵被按下，然后對蛇頭的方向，即Snake.direction進(jìn)行修改。蛇的移動函數(shù)放在中斷中，每次發(fā)生中斷都會重新畫蛇（蛇的移動即把原來的蛇尾巴擦掉，然后根據(jù)新的坐標(biāo)重新畫蛇）。當(dāng)按鍵沒有被按下時，蛇會按照上一次按下按鍵的方向去移動（初始化時默認(rèn)向右）。

5.4.1. 步驟1.1：按鍵的掃描

通過IOxPIN來確定按鍵是否按下，由于按鍵接在P1.20-P1.23,因此是I01PIN。通過讀取各個按鍵的狀態(tài)封裝在snake_state函數(shù)里。如果上鍵按下，Snake.directio則相應(yīng)為上（Snake.direction是蛇的結(jié)構(gòu)體Point里的成員用于確定蛇的方向）。其余方向的設(shè)置同上。

void snake_state()

{

              if(!(IO1PIN&key_w))Snake.direction=1;//上

              else if(!(IO1PIN&key_s))Snake.direction= -1;//下

              else if(!(IO1PIN&key_a))Snake.direction= 2;//左

              else if(!(IO1PIN&key_d))Snake.direction= -2;//右

}

5.5.步驟5：蛇節(jié)的增長

如果蛇吃到了食物，此時的蛇應(yīng)該變長，即Snake.num++，在蛇尾的部分添加一個點即可，新的一節(jié)先放在看不見的位置,下次循環(huán)就取前一節(jié)的位置。先把這條蛇擦掉，然后重新畫蛇。

if(flag==1)

              {

                            Snake.num++;            

                            flag=0;

              }

5.5.1. 步驟1.1：判斷蛇是否吃到食物

如果蛇頭的x、y坐標(biāo)與food_map中的任一x、y坐標(biāo)均相等，則說明蛇已經(jīng)吃了食物，此時要對食物進(jìn)行擦除（食物的擦除與食物的繪畫是一樣的，只需要把顏色改為跟背景色一樣即可）。

5.5.2. 步驟1.2：速度的增長

當(dāng)蛇吃到一定數(shù)量的食物時，游戲的等級會增加，此時蛇的速度就會變快，通過改變定時器的定時時長可以實現(xiàn)，即改變T0TR，首先設(shè)定一個speed變量值，當(dāng)游戲中的LEVEL++時，speed的值減小，此時定時器的定時時長會縮短，會，從而導(dǎo)致蛇的移動掃描變快，因而實現(xiàn)了蛇的速度的變化。

void speed_change()

{

              T0PR = speed;

}

5.6.步驟6：游戲是否結(jié)束

如果蛇跑出了LCD所能表示的范圍，即蛇頭小于0或者大于63，蛇尾小于0或者大于95，則視為死亡，游戲結(jié)束，顯示結(jié)束圖片。如果需要繼續(xù)游戲則按下重新開始按鈕。

如果蛇頭撞上了身體的任意環(huán)節(jié)（通過循環(huán)來一節(jié)節(jié)地進(jìn)行判斷），則視為死亡，游戲結(jié)束，顯示結(jié)束圖片。如果需要繼續(xù)游戲則按下重新開始按鈕。

反之，游戲繼續(xù)。

如果最終的等級大于9級，則游戲勝利，顯示勝利圖片。如果需要繼續(xù)游戲則按下重新開始按鈕。

5.7.步驟7：LCDHDG12864L-6的顯示

該LCD用來顯示游戲的名稱、制作人、等級以及分?jǐn)?shù)。根據(jù)該LCD的數(shù)據(jù)手冊首先寫入的是y的值，然后寫入x的值，來確定所寫的字的位置，先寫字的上半部分，然后重新寫入y的值，x的值不變，再寫字的下半部分。

每次蛇吃到食物時，分?jǐn)?shù)就會增加。分?jǐn)?shù)的字模放在一個數(shù)組里，通過下標(biāo)調(diào)用顯示。當(dāng)蛇吃到了一定數(shù)量的食物之后，等級就會隨之增加，等級的字模也是放在一個數(shù)據(jù)里，通過下標(biāo)調(diào)用顯示。

void print_level()

{

              int j;

   WR_CMD1(0xb0+4);

   WR_CMD1(0x10);

   WR_CMD1(0x00+51);

  for(j=0;j<8;j++)

  {

   WR_DATA1(number[LEVEL][0][j]);

  }

              WR_CMD1(0xb0+5);

              WR_CMD1(0x10);

              WR_CMD1(0x00+51);

  for(j=0;j<8;j++)

  {

   WR_DATA1(number[LEVEL][1][j]);

  }            

}

5.8.步驟8：重新開始與暫停按鍵

設(shè)置兩個按鍵用于重新開始游戲以及暫停游戲。

重新開始游戲時，先把顯示蛇的LCD的屏幕清屏。把成績與等級初始化為0，然后對游戲的所有參數(shù)重新進(jìn)行初始化。

暫停按鈕的實現(xiàn)十分簡單，只需要把蛇的移動方向設(shè)為空即可。此時，蛇不會再移動。若要繼續(xù)游戲，則按任意方向鍵繼續(xù)。

void button()

{

              if(!(IO1PIN&restart))

              {

                            LCD_clear();

                            die=0;

                            LEVEL=0;

                            NUMBER=0;

                            flag=0;

                            eat=0;

                            speed=1000;

                            Snake.direction=NULL;

                            food_map_init();

                            create_food=0;

                            score_init();

                            print_score();

                            print_level();

                            snake_init();

                            food_map_init();              

              }

              if(!(IO1PIN&stop))

              {

                            Snake.direction=NULL;

              }

}

設(shè)計結(jié)果：蛇的出現(xiàn)位置與食物的出現(xiàn)位置都是隨機(jī)的。當(dāng)按下相對應(yīng)的按鍵時，蛇會往那個方向走，當(dāng)蛇吃到食物時，分?jǐn)?shù)會增加。當(dāng)蛇吃到一定數(shù)量的食物時，等級和速度也會隨之增加，當(dāng)食物少于一定數(shù)量時，會出現(xiàn)新的食物。當(dāng)?shù)燃夁_(dá)到9時，游戲結(jié)束，玩家勝出，播放勝利圖片。如果蛇吃到自身，或者撞到墻，則游戲結(jié)束，玩家失敗，播放失敗圖片。

設(shè)計分析：這個程序的關(guān)鍵是表示蛇的圖形以及蛇的移動。用一個小矩形表示蛇的一節(jié)身體，身體每長一節(jié)，增加一個矩形塊。如果不按任何鍵，蛇自行在當(dāng)前方向上前移，當(dāng)游戲者按了有效的方向鍵后，蛇頭朝著指定的方向移動，一步移動一節(jié)身體，所以當(dāng)按了有效的方向鍵后，先確定蛇頭的位置，然后蛇身體隨著蛇頭移動，圖形的實現(xiàn)是從蛇頭的新位置開始畫出蛇，這時原來蛇的位置和新蛇的位置差一個單位，所以看起來蛇會多一節(jié)身體，所以將蛇的最后一節(jié)用背景色覆蓋。食物的出現(xiàn)和消失也是畫矩形塊和覆蓋矩形塊。

經(jīng)過奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計終于完成了。在沒有做課程設(shè)計以前覺得課程設(shè)計只是對嵌入式最小系統(tǒng)這門課程所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做課程設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，提高自己的知識和綜合素質(zhì)。

通過這次的課程設(shè)計讓我學(xué)到了許多編程知識，提高運用C語言解決實際問題的能力，鞏固了C語言的語法規(guī)則、掌握和理解，還提高了自學(xué)以及查閱資料的能力。我發(fā)現(xiàn)只有理論知識是不夠的，僅僅運用課上所學(xué)無法編實際問題，實際執(zhí)行過程與預(yù)想不一致，經(jīng)常會出現(xiàn)bug。還因為在仿真軟件中用錯了一個LCD顯示器，導(dǎo)致程序卡在那里好幾天，當(dāng)時用的是12864-6，一直卡在蛇的顯示，非常考驗我的邏輯與耐心。后來一怒之下?lián)Q了一個實驗中講過的LCD顯示器。必須把所學(xué)的理論知識和自身的實踐相結(jié)合，在編程中我學(xué)到了許多編程知識，還學(xué)會了如何去看器件的數(shù)據(jù)手冊，在實際編程中，我遇到許多困難，例如：蛇的頭部與食物的檢測問題，蛇的移動與顯示問題，蛇的轉(zhuǎn)向問題，食物的隨機(jī)生成問題等等，我通過在網(wǎng)上搜集資料與自己的分析。最后，終于完成了這個游戲。

在食物的設(shè)計的方面，可以放上帶道具的食物，使蛇吃完后具有保護(hù)，穿墻等特種功能，而且難度逐漸變難。還有設(shè)計一些障礙物，當(dāng)蛇撞到障礙物時死亡。

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