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基于51的小游戲設計思路和方法講解
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單片機游戲設計.doc
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2017-6-22 13:35 上傳
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單片機游戲設計
1。概念
對于大部分單片機+LCD的游戲設計，基本采用前后臺方式，就是一個臺中斷，一個臺循環
（哪個前哪個后忘了），LCD部分基本是以固定點陣形式設計，什么叫固定點陣？？首先先
明確，我們設計的游戲不是什
么魔獸爭霸或CS，而是黑白形式的固定點陣游戲，例如常見著名游戲貪吃蛇或俄羅斯方
塊。他們的每個點
都是預先就固定下來的，而且是比較大的點，這類專門的游戲機玻璃是經過廠家開模出來
的，有固定的COM，SEG線，然后接到專門的單片機上，例如常用的6502指令集合的單片
機，呵呵，我以前就用6502設計過一個。
對于業余設計的游戲，我們一般用如128*64的LCD來顯示，那么我們設計的時候首先應該把
這個128*64的LCD分塊，也就是分出固定點陣出來。LCD的基本點陣是128*64，就是•
￥##￥總之就是好多個點啦，但我們事實上不一定要運算這么多個點，除非你做的游戲很
有看頭。例如你只用左邊64*64的地方來做貪吃蛇，那么你打算你的貪吃蛇的活動空間是多
少呢？如果是8*8個點的話，算一下就是每個點64/8，64/8，也就是8*8個基本點陣，不過
想好玩一點，當然就是要有16*16個點的活動空間啦，那么每個固定點陣就要占4*4的基本
點陣了。要注意，這些4*4的東西在64*64LCD上共16*16個，每個都要用來獨立運算。
2。時鐘
這個其實是游戲的速度，對于一般的弱智類游戲機，他也代表了難度，物體在每個時鐘到
達的時候就傳動一次，例如俄羅斯方塊沒個時刻向下跑一層。賽車游戲每個時刻想前走一
步。一般這類時鐘的時間在0.X秒到1秒之間，物體有規律地勻速運動，讓人看到感覺是連
動。
3。運動
在這里，我先介紹兩種比較普遍的弱智游戲機的物體運動規則：柔體傳動，剛體傳動。
剛體傳動
代表作是俄羅斯方塊，所謂剛體，就是硬硬的一個東東，運動的時候也不怎么旋轉（注
意，俄羅斯方塊是會旋轉，但其實他是沒有經過算法的旋轉，純提取數組的方式，也就是
把一個放塊做成4個模式的點陣結構，其實就是4個方向，呵呵）對于剛體的傳動，在每個
時鐘到達的時候向一個方向（很可能是用戶輸入的）運動一個固定點陣。如果以坐標來表
達，就是物體的所有基本點陣同時向一個方向（X或Y）移動一個單位。
柔體傳動
代表作是貪吃蛇，貪吃蛇跑動的時候并不是整條蛇向一個方向動的（呵呵，蛇蛇身體僵硬
了），而是在每個時鐘的到來，物體由能量頭帶動（如蛇頭），每個點的方向都向下一個
點傳播，然后自己向新的方向走動一步，走動后，下一個點由于得到了上一個點的方向并
同樣地運動一步，所以，他會馬上填補上一個點的地方，如此類推。
說的好象沒說，看不懂沒關系，因為實際的算法可以簡化（傻瓜才會一個個點來走的），
實際上在設計貪吃蛇的時候，只需要把蛇尾巴的那個點陣去掉，然后在蛇頭的新方向放一
個點陣就是了。期間需要記錄下每個蛇身的固定點陣的位置，并且在每個運動時刻過后刷
新一次每個點的位置。
4。顯示接口
我們用的一般是點陣式LCD，就是一大片點點，128*64，132*64，240*128等等等等啦，這
些又叫條屏，就是一寫就寫一條——8個點（有的也提供寫一個點的功能，但貴，至少我沒
有），那么如果你只想寫一個點怎么辦？那就得先把這個點所在的條讀出來，然后通過
與，或，的運算后，再放回到LCD上，這時候就要涉及到一個讀LCD的問題了，有的LCD提供
讀的功能，你寫過什么在上面他記的很清楚（就好象老丁實驗板上的LCD），但有的便宜貨
就不行了，那么我們怎么辦？沒關系，你在內存中提取出一片空間，虛擬一個LCD出來，每
次寫在真實LCD上面的時候，也同時寫到內存的哪個虛擬LCD上，那么你要讀出LCD的值的時
候實際就是讀出虛擬LD上的數據，然后與或后，再重新寫到LCD上，記得也要寫到虛擬LCD
上哦。你可以把這片緩沖叫做顯存（COOL吧？？）
5。流程
這是成功設計游戲的靈魂，你在設計游戲之前必須能正確構思到一個基本模型出來。這個
基本是菜鳥和蝦米的一個區別，有了構思，其他的其實都是時間問題了。
以貪吃蛇為例，我們需要有這樣的基本思路：（普通手機上的那種）
蛇運動處理，吃到食物的處理，放新食物的處理，死亡的處理。
以上是基本的思路，至于那些記錄分數，音樂效果，玩到一定分數會自動加速度等不是游
戲的必須，可以在后期處理！
分析下來：
運動：根據用戶輸入按鍵進行柔體傳動。
吃到食物：置沒有食物標志了，蛇長大一個點陣。
放新食物：判斷食物標志，如果沒有食物，就要放食物，判斷放的食物是否和蛇身重疊，
重疊了要重放。
死亡處理：判斷是否撞中自己或撞墻。
這就是基本要做的東西，實際上就是程序要做的東西，那么把上面的東西連成一個流程是
怎樣的呢？我以文字表達：
蛇向一個固定方向進行柔體傳動，沒個運動時鐘到達要做：1。判斷食物標志，沒有食物了
就放一個，放的時候判斷，不能和蛇身重疊 2。得到用戶按鍵值，蛇走一步，并判斷是否
撞死了，沒撞死，再判斷是否吃到東西了，沒有吃到，就等下一個運動時鐘，吃了？就增
長一點。置一個沒有食物的標志。然后等待下一個時刻的來臨。
呵呵，其實程序就是這么簡單，基本設計只有LCD部分和按鍵部分是和單片機有關的，其他
都是程序思維和算法。對于菜鳥來說，難度在于思維，而不是單片機。
說了屁話一堆，還得放上個能玩的，這里我介紹我的貪吃蛇程序，在丁丁的DX實驗板上跑
的，很久以前就寫的了，老丁也玩過,基本和手機上的那個區別不是很大。
程序注意：這是在DX51板子上跑的程序，有些函數部分采用了丁丁寫的底層：例如鍵盤
掃描，漢字顯示，LCD顯示等，為了保障老丁的利益，我沒有完全給出所有的底層部分，其
實他們和貪吃蛇本身沒有太大關系。貪婪者別以為拿來就用，我只希望大家用來交流學
習。其實改改就能玩的了。
注釋應該很詳盡，有不懂自己想啦。
還有，我有點反感有些人公布程序了，但卻把很多注釋去掉，這個不知道是什么心態
呢？？希望大家能大方點，要給，就要給最好的！！
////////////////////////////////////////////////////////////
/*snake_flag是游戲標志，第一位是跑動標志，在定時器中斷上設置，下面程序沒有定時
器中斷函數，因為定時器函數在丁板上是給很多個程序共用的，函數根據標志判斷當前是
為那個進程服務*/
//貪吃蛇游戲程序，屏左半部用于游戲活動，右半部為分數顯示
//游戲屏為16*16游戲點陣，可容納蛇身塊數256。每個游戲點陣又由4*4個LCD基本點陣組
成
//蛇行標志在定時器上置位，這里為游戲的主體部分。
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
#define LCMD XBYTE[0xAfff] // 液晶數據口
#define LCMC XBYTE[0xAbff] // 液晶命令口
#define TIME_RUN 10 //定時器分品系
數
#include "study.h"
#include "reg51.h"
#include "absacc.h"
#include "intrins.h"
//游戲部分
//x,y最大極限
#define MAX_GAME_X 15
#define MAX_GAME_Y 15
#define lcd_no_read 1 //編譯選項，把這項屏蔽掉就
采用LCD讀出方式，否則采用顯存形式
uchar snake_flag, //蛇頭標志 7 6 5 4 3 2
1 0
// 上 下 左 右 x gameover food run
snake_len, //蛇身長度
snake_food; //食物位置,高4位Y,低4位x
uchar xdata snake_body[256]; //蛇身每個部分的數據
// 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緩沖，用于記錄LCD內部的點陣,可以理解為顯存
//當
LCD無讀出功能時，就要采用顯示緩沖。本LCD為可讀，一般不用這個功能
//緩
沖只記錄蛇身活動的部分，即LCD左半屏
#endif
/******************************************************
* 游戲LCD部分，根據游戲的特點把LCD分成16*16塊
* 用作游戲點陣,
*******************************************************/
//
//函數名:clr_game_dot
//功能:清一個游戲點
//輸入參數:游戲點的X，Y坐標
//注意事項:這里的X，Y坐標和LCD底層的X，Y坐標不同，他最大只能是
MAX_GAME_X,MAX_GAME_Y
//使用方式:內部調用
void clr_game_dot(uchar x,uchar y)
{
uchar lcd_x,i,tmp;
while(x>MAX_GAME_X)x-=(MAX_GAME_X+1); //這個是寫程序習慣的保護措
施，預防輸入范圍過大
while(y>MAX_GAME_Y)y-=(MAX_GAME_Y+1);
lcd_x=x<<2;
LCMC=lcd_x&0x0f; //設置x位置
LCMC=(lcd_x>>4)|0x10;
LCMC=0xb0+y/2; //設置Y位置
LCMC=0xe0;
if(y%2)//行的下半部
{
for(i=0;i<4;i++)
{
#ifdef lcd_no_read //以下是顯存法的清點程序，
其他例如亮點的部分和這個原理一樣
tmp=lcd_buf[y>>1][(x<<2)+i];
//先從緩沖讀出要修改的LCD片的數據
tmp&=0x0f;
//清對應的游戲點
LCMD=tmp;
_nop_();
lcd_buf[y>>1][(x<<2)+i]=tmp;
//把新數據寫回緩沖
#else
tmp=LCMD;tmp=LCMD;
//讀LCD的方法，要求連讀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;
}
//函數名:fill_game_dot
//功能:亮一個游戲點
//輸入參數:游戲坐標的X，Y坐標
//注意事項:這里的X，Y坐標和LCD底層的X，Y坐標不同，他最大只能是
MAX_GAME_X,MAX_GAME_Y
// 這個函數和上面的clr_game_dot基本相同，只是在寫LCD數據的時候是全1而
不是0
//使用方式:內部調用
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; //設置x位置
LCMC=(lcd_x>>4)|0x10;
LCMC=0xb0+y/2; //設置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;
}
//函數名:fill_game_dot2
//功能:亮一個游戲點(另一種方式,這里用來顯示食物用）
//輸入參數:X,Y
//注意事項:X,Y為游戲的點陣,非LCD點陣...還有LCD填充數據是0x05或0x50
//使用方式:內部調用,顯示蛇的食物的時候用這個函數,區分開蛇身和食物.
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; //設置x位置
LCMC=(lcd_x>>4)|0x10;
LCMC=0xb0+y/2; //設置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;
}
/************************************************************
*
* 游戲算法部分(8*8LCD)
*
**************************************************************/
//函數名 game_init()
//功能:游戲開始的時候初始化畫面的,這里只是簡單地把132*64LCD用一條中間線劃分開來
//注意事項:暫時在中間畫條線用來劃分游戲空間
//使用方式:內部調用,
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
數
initlcd();
for(i=0;i<8;i++)
{
LCMC=64&0x0f;
LCMC=(64>>4)|0x10; //線在x=64,
LCMC=0xb0+i; //y=(0-15)的地方
LCMC=0xe0; //把LCD劃分,左邊用來游戲
LCMD=0xff;
}
LCMC=0xee;
}
//函數名:snake_init
//功能:蛇初始化
//注意事項:初始化只有3節蛇身,向右跑
//使用情況:內部調用
void snake_init()
{
fill_game_dot(0,0); //顯示射身
fill_game_dot(1,0);
fill_game_dot(2,0);
snake_len=2;
snake_flag=0x10; //蛇的初始化,3個身.向右跑
snake_body[0]=0x02; //裝入射身數據
snake_body[1]=0x01;
snake_body[2]=0x00;
//一開始游戲時的文字部分
setcursor(8,0);
lcdstring("分數為:\r\n");
setcursor(8,2);
lcddigit(snake_len-2);
}
//函數名:show_mark
//功能:顯示當前分數,暫時以蛇身個數為分數
//參數說明:0,和非0, 0代表游戲中的顯示,!0代表掛了的顯示
//注意事項:調用到LCD.c顯示函數,并需要漢字庫的支持.
// 返回值在GAMEOVER時候有效,返回0退出游戲,1從新游
戲
//使用情況:snake_run()在蛇吃到食物的時候調用,在GAMEOVER后調用
uchar show_mark(uchar mode)
{
uchar ch;
setcursor(8,0);
lcdstring("分數為:\r\n");
setcursor(8,2);
lcddigit(snake_len-2);
if(mode)//gameover中顯示
{
setcursor(8,0);
lcddigit(snake_len-2);
lcdstring(" 分.");
setcursor(8,2);
lcdstring("C退出");
setcursor(8,4);
lcdstring("回車繼續");
do ch=getkey(1000);
while( (ch!='C') && (ch!='Y') );
//游戲結束了會在這里死等，直到用戶按鍵
if(ch=='Y')
return(1);
else
return(0);
}
return(0);
}
//函數名:snake_run
//功能:蛇運行函數
//輸入參數:一個全局變量flag_snake，蛇根據這個變量判斷運動方向
//注意事項:蛇跑動函數,用于判斷路徑,食物,長大,死亡
//使用情況:內部調用
void snake_run()
{
uchar tmp_head_x,tmp_head_y;
uchar i;
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