基于51的小游戏设计思路和方法讲解

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单片机游戏


内容预览：
单片机游戏设计
1。概念
对于大部分单片机+LCD的游戏设计，基本采用前后台方式，就是一个台中断，一个台循环
（哪个前哪个后忘了），LCD部分基本是以固定点阵形式设计，什么叫固定点阵？？首先先
明确，我们设计的游戏不是什

么魔兽争霸或CS，而是黑白形式的固定点阵游戏，例如常见著名游戏贪吃蛇或俄罗斯方
块。他们的每个点
都是预先就固定下来的，而且是比较大的点，这类专门的游戏机玻璃是经过厂家开模出来
的，有固定的COM，SEG线，然后接到专门的单片机上，例如常用的6502指令集合的单片
机，呵呵，我以前就用6502设计过一个。
对于业余设计的游戏，我们一般用如128*64的LCD来显示，那么我们设计的时候首先应该把
这个128*64的LCD分块，也就是分出固定点阵出来。LCD的基本点阵是128*64，就是•
￥##￥总之就是好多个点啦，但我们事实上不一定要运算这么多个点，除非你做的游戏很
有看头。例如你只用左边64*64的地方来做贪吃蛇，那么你打算你的贪吃蛇的活动空间是多
少呢？如果是8*8个点的话，算一下就是每个点64/8，64/8，也就是8*8个基本点阵，不过
想好玩一点，当然就是要有16*16个点的活动空间啦，那么每个固定点阵就要占4*4的基本
点阵了。要注意，这些4*4的东西在64*64LCD上共16*16个，每个都要用来独立运算。

2。时钟
这个其实是游戏的速度，对于一般的弱智类游戏机，他也代表了难度，物体在每个时钟到
达的时候就传动一次，例如俄罗斯方块没个时刻向下跑一层。赛车游戏每个时刻想前走一
步。一般这类时钟的时间在0.X秒到1秒之间，物体有规律地匀速运动，让人看到感觉是连
动。

3。运动

在这里，我先介绍两种比较普遍的弱智游戏机的物体运动规则：柔体传动，刚体传动。

刚体传动
代表作是俄罗斯方块，所谓刚体，就是硬硬的一个东东，运动的时候也不怎么旋转（注
意，俄罗斯方块是会旋转，但其实他是没有经过算法的旋转，纯提取数组的方式，也就是
把一个放块做成4个模式的点阵结构，其实就是4个方向，呵呵）对于刚体的传动，在每个
时钟到达的时候向一个方向（很可能是用户输入的）运动一个固定点阵。如果以坐标来表
达，就是物体的所有基本点阵同时向一个方向（X或Y）移动一个单位。

柔体传动
代表作是贪吃蛇，贪吃蛇跑动的时候并不是整条蛇向一个方向动的（呵呵，蛇蛇身体僵硬
了），而是在每个时钟的到来，物体由能量头带动（如蛇头），每个点的方向都向下一个
点传播，然后自己向新的方向走动一步，走动后，下一个点由于得到了上一个点的方向并
同样地运动一步，所以，他会马上填补上一个点的地方，如此类推。
说的好象没说，看不懂没关系，因为实际的算法可以简化（傻瓜才会一个个点来走的），
实际上在设计贪吃蛇的时候，只需要把蛇尾巴的那个点阵去掉，然后在蛇头的新方向放一
个点阵就是了。期间需要记录下每个蛇身的固定点阵的位置，并且在每个运动时刻过后刷
新一次每个点的位置。

4。显示接口
我们用的一般是点阵式LCD，就是一大片点点，128*64，132*64，240*128等等等等啦，这
些又叫条屏，就是一写就写一条——8个点（有的也提供写一个点的功能，但贵，至少我没
有），那么如果你只想写一个点怎么办？那就得先把这个点所在的条读出来，然后通过
与，或，的运算后，再放回到LCD上，这时候就要涉及到一个读LCD的问题了，有的LCD提供
读的功能，你写过什么在上面他记的很清楚（就好象老丁实验板上的LCD），但有的便宜货
就不行了，那么我们怎么办？没关系，你在内存中提取出一片空间，虚拟一个LCD出来，每
次写在真实LCD上面的时候，也同时写到内存的哪个虚拟LCD上，那么你要读出LCD的值的时
候实际就是读出虚拟LD上的数据，然后与或后，再重新写到LCD上，记得也要写到虚拟LCD
上哦。你可以把这片缓冲叫做显存（COOL吧？？）


5。流程
这是成功设计游戏的灵魂，你在设计游戏之前必须能正确构思到一个基本模型出来。这个
基本是菜鸟和虾米的一个区别，有了构思，其他的其实都是时间问题了。
以贪吃蛇为例，我们需要有这样的基本思路：（普通手机上的那种）

蛇运动处理，吃到食物的处理，放新食物的处理，死亡的处理。

以上是基本的思路，至于那些记录分数，音乐效果，玩到一定分数会自动加速度等不是游
戏的必须，可以在后期处理！
分析下来：

运动：根据用户输入按键进行柔体传动。
吃到食物：置没有食物标志了，蛇长大一个点阵。
放新食物：判断食物标志，如果没有食物，就要放食物，判断放的食物是否和蛇身重叠，
重叠了要重放。
死亡处理：判断是否撞中自己或撞墙。

这就是基本要做的东西，实际上就是程序要做的东西，那么把上面的东西连成一个流程是
怎样的呢？我以文字表达：

蛇向一个固定方向进行柔体传动，没个运动时钟到达要做：1。判断食物标志，没有食物了
就放一个，放的时候判断，不能和蛇身重叠 2。得到用户按键值，蛇走一步，并判断是否
撞死了，没撞死，再判断是否吃到东西了，没有吃到，就等下一个运动时钟，吃了？就增
长一点。置一个没有食物的标志。然后等待下一个时刻的来临。


呵呵，其实程序就是这么简单，基本设计只有LCD部分和按键部分是和单片机有关的，其他
都是程序思维和算法。对于菜鸟来说，难度在于思维，而不是单片机。
说了屁话一堆，还得放上个能玩的，这里我介绍我的贪吃蛇程序，在丁丁的DX实验板上跑
的，很久以前就写的了，老丁也玩过,基本和手机上的那个区别不是很大。
程序注意：这是在DX51板子上跑的程序，有些函数部分采用了丁丁写的底层：例如键盘
扫描，汉字显示，LCD显示等，为了保障老丁的利益，我没有完全给出所有的底层部分，其
实他们和贪吃蛇本身没有太大关系。贪婪者别以为拿来就用，我只希望大家用来交流学
习。其实改改就能玩的了。
注释应该很详尽，有不懂自己想啦。
还有，我有点反感有些人公布程序了，但却把很多注释去掉，这个不知道是什么心态
呢？？希望大家能大方点，要给，就要给最好的！！
////////////////////////////////////////////////////////////
/*snake_flag是游戏标志，第一位是跑动标志，在定时器中断上设置，下面程序没有定时
器中断函数，因为定时器函数在丁板上是给很多个程序共用的，函数根据标志判断当前是
为那个进程服务*/

//贪吃蛇游戏程序，屏左半部用于游戏活动，右半部为分数显示
//游戏屏为16*16游戏点阵，可容纳蛇身块数256。每个游戏点阵又由4*4个LCD基本点阵组
成
//蛇行标志在定时器上置位，这里为游戏的主体部分。


#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long

#define LCMD XBYTE[0xAfff] // 液晶数据口
#define LCMC XBYTE[0xAbff] // 液晶命令口

#define TIME_RUN 10 //定时器分品系
数

#include "study.h"
#include "reg51.h"
#include "absacc.h"
#include "intrins.h"

//游戏部分
//x,y最大极限
#define MAX_GAME_X 15
#define MAX_GAME_Y 15


#define lcd_no_read 1 //编译选项，把这项屏蔽掉就
采用LCD读出方式，否则采用显存形式


uchar snake_flag, //蛇头标志 7 6 5 4 3 2
1 0

// 上 下 左 右 x gameover food run
snake_len, //蛇身长度
snake_food; //食物位置,高4位Y,低4位x

uchar xdata snake_body[256]; //蛇身每个部分的数据

// 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缓冲，用于记录LCD内部的点阵,可以理解为显存
//当
LCD无读出功能时，就要采用显示缓冲。本LCD为可读，一般不用这个功能
//缓
冲只记录蛇身活动的部分，即LCD左半屏
#endif




/******************************************************
* 游戏LCD部分，根据游戏的特点把LCD分成16*16块
* 用作游戏点阵,
*******************************************************/

//
//函数名:clr_game_dot
//功能:清一个游戏点
//输入参数:游戏点的X，Y坐标
//注意事项:这里的X，Y坐标和LCD底层的X，Y坐标不同，他最大只能是
MAX_GAME_X,MAX_GAME_Y
//使用方式:内部调用
void clr_game_dot(uchar x,uchar y)
{
uchar lcd_x,i,tmp;
while(x>MAX_GAME_X)x-=(MAX_GAME_X+1); //这个是写程序习惯的保护措
施，预防输入范围过大
while(y>MAX_GAME_Y)y-=(MAX_GAME_Y+1);
lcd_x=x<<2;
LCMC=lcd_x&0x0f; //设置x位置
LCMC=(lcd_x>>4)|0x10;
LCMC=0xb0+y/2; //设置Y位置
LCMC=0xe0;

if(y%2)//行的下半部
{
for(i=0;i<4;i++)
{
#ifdef lcd_no_read //以下是显存法的清点程序，
其他例如亮点的部分和这个原理一样

tmp=lcd_buf[y>>1][(x<<2)+i];
//先从缓冲读出要修改的LCD片的数据
tmp&=0x0f;
//清对应的游戏点
LCMD=tmp;
_nop_();
lcd_buf[y>>1][(x<<2)+i]=tmp;
//把新数据写回缓冲
#else
tmp=LCMD;tmp=LCMD;
//读LCD的方法，要求连读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;
}

//函数名:fill_game_dot
//功能:亮一个游戏点
//输入参数:游戏坐标的X，Y坐标
//注意事项:这里的X，Y坐标和LCD底层的X，Y坐标不同，他最大只能是
MAX_GAME_X,MAX_GAME_Y
// 这个函数和上面的clr_game_dot基本相同，只是在写LCD数据的时候是全1而
不是0
//使用方式:内部调用
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; //设置x位置
LCMC=(lcd_x>>4)|0x10;
LCMC=0xb0+y/2; //设置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;
}

//函数名:fill_game_dot2
//功能:亮一个游戏点(另一种方式,这里用来显示食物用）
//输入参数:X,Y
//注意事项:X,Y为游戏的点阵,非LCD点阵...还有LCD填充数据是0x05或0x50
//使用方式:内部调用,显示蛇的食物的时候用这个函数,区分开蛇身和食物.
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; //设置x位置
LCMC=(lcd_x>>4)|0x10;
LCMC=0xb0+y/2; //设置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;
}


/************************************************************
*
* 游戏算法部分(8*8LCD)
*
**************************************************************/

//函数名 game_init()
//功能:游戏开始的时候初始化画面的,这里只是简单地把132*64LCD用一条中间线划分开来
//注意事项:暂时在中间画条线用来划分游戏空间
//使用方式:内部调用,
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
数
initlcd();
for(i=0;i<8;i++)
{
LCMC=64&0x0f;
LCMC=(64>>4)|0x10; //线在x=64,
LCMC=0xb0+i; //y=(0-15)的地方
LCMC=0xe0; //把LCD划分,左边用来游戏
LCMD=0xff;
}
LCMC=0xee;

}


//函数名:snake_init
//功能:蛇初始化
//注意事项:初始化只有3节蛇身,向右跑
//使用情况:内部调用
void snake_init()
{
fill_game_dot(0,0); //显示射身
fill_game_dot(1,0);
fill_game_dot(2,0);
snake_len=2;
snake_flag=0x10; //蛇的初始化,3个身.向右跑
snake_body[0]=0x02; //装入射身数据
snake_body[1]=0x01;
snake_body[2]=0x00;
//一开始游戏时的文字部分
setcursor(8,0);
lcdstring("分数为:\r\n");
setcursor(8,2);
lcddigit(snake_len-2);
}

//函数名:show_mark
//功能:显示当前分数,暂时以蛇身个数为分数
//参数说明:0,和非0, 0代表游戏中的显示,!0代表挂了的显示
//注意事项:调用到LCD.c显示函数,并需要汉字库的支持.
// 返回值在GAMEOVER时候有效,返回0退出游戏,1从新游
戏
//使用情况:snake_run()在蛇吃到食物的时候调用,在GAMEOVER后调用
uchar show_mark(uchar mode)
{
uchar ch;
setcursor(8,0);
lcdstring("分数为:\r\n");
setcursor(8,2);
lcddigit(snake_len-2);
if(mode)//gameover中显示
{
setcursor(8,0);
lcddigit(snake_len-2);
lcdstring(" 分.");
setcursor(8,2);
lcdstring("C退出");
setcursor(8,4);
lcdstring("回车继续");
do ch=getkey(1000);
while( (ch!='C') && (ch!='Y') );
//游戏结束了会在这里死等，直到用户按键
if(ch=='Y')
return(1);
else
return(0);
}

return(0);

}

//函数名:snake_run
//功能:蛇运行函数
//输入参数:一个全局变量flag_snake，蛇根据这个变量判断运动方向
//注意事项:蛇跑动函数,用于判断路径,食物,长大,死亡
//使用情况:内部调用
void snake_run()
{
uchar tmp_head_x,tmp_head_y;
uchar i;

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