51单片机项目实战---贪吃蛇（测试版）

一、元器件
1、AT89C51
    关于51单片机就不在啰嗦了，相信大家都已经很熟悉了，关于它的一些常用细节，已经在另一篇博文中提到
    http://blog.chinaunix.net/uid-29270124-id-4571661.html
2、8x8点阵
    点阵里面就是一些二极管啦，通过纵横交叉连接，横8竖8，每个交叉点都接一个二极管。这里给大家找到一个点阵的实物图
    
    我想大家看到这个图就应该知道如何去点亮一个点阵了。假如要点亮最左上角那个，那么9号引脚拉高，13号引脚拉低，这样既可。

二、原理图



三、项目分析
1、首先定义一个结构体
    struct snake{
        unsigned char x[20];
        unsigned char y[20];
        unsigned char length;
        unsigned char direction;
    }snk;
    数组x，y分别存放每一个点的横纵坐标，length为蛇的长度，direction为蛇前进的方向

2、坐标系：点阵的左下角为点（0,0），横纵坐标都是正向增长，P2控制横坐标；P0控制纵坐标。通过坐标可以找到点阵中点的位置，然后将其点亮
    假设现在有第2个点的坐标x[2] = 1, y[2] = 2,那么点亮这个点的方式为
    P2 = 0x04; //0000 0100
    P0 = 0xfb; //1111 1011

3、按键产生外部中断，在中断里判断按下那个方向get_direction()，并且同时设置坐标set_location()

4、定时器每隔1s就应该更新位置，因为蛇要不停的前进。定时器不需要更新方向，因为方向只有按键才会改动，定时器用前一步的方向

5、关于点的位置更新方式
    1)、向上移动
        后面的点去覆盖前面的点，第一个点用新坐标表示x[0]不变，y[0]+1
    2)、向下移动
        后面的点去覆盖前面的点，第一个点用新坐标表示x[0]不变，y[0]-1
    3)、向左移动
        后面的点去覆盖前面的点，第一个点用新坐标表示x[0]-1，y[0]不变
    4)、向右移动
        后面的点去覆盖前面的点，第一个点用新坐标表示x[0]+1，y[0]不变

6、关于边界问题：
    1)、任何一个点的横坐标  0 <= x[i] < 8
    2)、任何一个点的纵坐标  0 <= y[i] < 8
    3)、第一个点在移动的时候不能和其他点重复，否则就自己追尾了

7、关于原理图按键的设计
    贪吃蛇要求系统能迅速响应按键，因此轮询的方式并不可取，只有靠外部中断。然而51只有2个外部中断，我们起码需要4个方向键，这样就不能一个
    按键配一个外部中断，通过使用4输入与门，将所有按键状态集合在一起，然后送给外部中断0。我们将4个按键都接在与门，只要有一个按下，那么与
    门的输出就会产生一个下降沿，从而产生外部中断。

四、源代码
main.c

#include "snake.h"

int error = 0;
int time=0;

void interrupt_init()
{
    EA = 0;              //关闭总中断
    IT0 = 1;        //外部中断0方式  下降沿
    EA = 1;         //开启总中断
    EX0 = 1;        //开启外部中断
}

void timer_init()
{
    EA = 0;                //关总中断
    ET0 = 1;            //开定时器0中断
    TMOD = 0x02;        //定时器0工作方式2
    TL0 = 6;            //定时250us
    TH0 = 6;
    EA = 1;             //开总中断
    TR0 = 1;         //开始定时
}
int main()
{
//    unsigned char tempx, tempy;
//    unsigned char i,j;

    interrupt_init();
    timer_init();
    snk_init();

    while(1)
    {
        //如果位置错了就重新初始化蛇
        if(error)
            snk_init();
        //点亮点阵
        matrix();
    }
}

void inter0() interrupt 0
{
    //按键产生外部中断，获取新的方向
    get_direction();
    //设置新的位置
    error = set_location();
//    matrix();
}
void timer0() interrupt 1
{
    time++;
    //定时器为250us  积累4000次就是1s
    if(time == 4000)
    {
        //每隔1s都需要重新设置位置，让蛇前进
        error = set_location();
        time = 0;
    }
}

snake.c

#include "snake.h"

//蛇的结构体，x为横坐标，y为纵坐标，length为蛇的长度，direction为蛇的前进方向
struct snake{
    unsigned char x[20];
    unsigned char y[20];
    unsigned char length;
    unsigned char direction;
}snk;

void matrix()
{
    unsigned char i;
    int count=500;
    //关闭所有的点
    P2 = 0x00;
    P0 = 0xff;

    //根据蛇每一个点的坐标，将对应的点阵点亮
    for(i=0; i<snk.length; i++)
    {
        P2 = 1<<snk.x[i];
        P0 = ~(1<<snk.y[i]);
    }
}

void snk_init()
{
    //初始化坐标，总共4个点（3,0） （2,0）    （1,0）     （1,0）
    snk.x[0] = 3;
    snk.y[0] = 0;
    snk.x[1] = 2;
    snk.y[1] = 0;
    snk.x[2] = 1;
    snk.y[2] = 0;
    snk.x[3] = 0;
    snk.y[3] = 0;

    //初始长度4
    snk.length = 4;
    //初始移动方向 向右
    snk.direction = RIGHT;
    //点亮点阵
    matrix();
}



void get_direction()
{
    //通过按键的状态获取方向
    if(!up)
        snk.direction = UP;

    if(!down)
        snk.direction = DOWN;

    if(!left)
        snk.direction = LEFT;

    if(!right)
        snk.direction = RIGHT;
}

int set_location()
{
    unsigned char i;
    int err = 0;
    if(snk.direction == UP)
    {
        for(i=snk.length-1; i>0; i--)
        {
            snk.x[i] = snk.x[i-1];
            snk.y[i] = snk.y[i-1];
        }

        //如果向上运动，第0个点的横坐标不变，纵坐标加1
        snk.x[0] = snk.x[0];
        snk.y[0] = snk.y[0] + 1;
    }
    else if(snk.direction == DOWN)
    {
        for(i=snk.length-1; i>0; i--)
        {
            snk.x[i] = snk.x[i-1];
            snk.y[i] = snk.y[i-1];
        }

           //如果向下运动，第0个点的横坐标不变，纵坐标减1
        snk.x[0] = snk.x[0];
        snk.y[0] = snk.y[0] - 1;
    }
    else if(snk.direction == LEFT)
    {
        for(i=snk.length-1; i>0; i--)
        {
            snk.x[i] = snk.x[i-1];
            snk.y[i] = snk.y[i-1];
        }

          //如果向左运动，第0个点的横坐标减1，纵坐标不变
        snk.x[0] = snk.x[0] - 1;
        snk.y[0] = snk.y[0];
    }
    else
    {
        for(i=snk.length-1; i>0; i--)
        {
            snk.x[i] = snk.x[i-1];
            snk.y[i] = snk.y[i-1];
        }

        //如果向右运动，第0个点的横坐标加1，纵坐标不变
        snk.x[0] = snk.x[0] + 1;
        snk.y[0] = snk.y[0];
    }

    err = is_location_error();
    return err;
}

int is_location_error()
{
    unsigned char i;

    //如果第0个点的坐标和其他任意一个点重复，那么蛇就自己撞自己，出错
    for(i=1; i<snk.length; i++)
    {
        if((snk.x[0]==snk.x[i]) && (snk.y[0]==snk.y[i]))
            return 1;
    }

    //如果蛇的坐标超出范围，也出错
    if(snk.x[0]>7 || snk.y[0]>7)
        return 1;

    return 0;
}

snake.h

#include <reg51.h>

//定义四个方向按键
sbit up = P3^4;
sbit down = P3^5;
sbit left = P3^6;
sbit right = P3^7;
//定义1个游戏级别按键
sbit level = P3^0;
//定义一个复位按键
sbit reset = P3^1;

//定义4个方向的值
#define RIGHT 0
#define    UP 1
#define LEFT 2
#define DOWN 3

void delay_us();
void delay_10us();
void delay_ms();
void delay_10ms();
void delay_100ms();
void delay_s();
int is_location_error();
void matrix();
void snk_init();
void set_direction();
int get_location();
int is_location_error();