构建基于MAX7219单片机的小游戏《贪吃蛇》

《贪吃蛇》是一款经典的怀旧游戏，也是微控制器必须编写的程序。

采用51单片机最小开发板，由8位自制独立按键控制。单片机芯片为STC89C52RC，晶振为@12.000 mhz。8X8LED点阵屏模块由MAX7219驱动，MAX7219包含一个自动扫描电路。你只需要把要显示的数据发送到芯片寄存器。这是非常容易使用和推荐。

组件需求

•STC89C52RC

•51单片机

•晶体

步骤1：原理分析

1. 检测矩阵键盘键

延迟不能用来消除抖动，因为它会阻塞程序。

使用计时器每20ms调用中断函数中的检测函数(跳过debounce)，检测按下了哪个键，判断是短按、长按还是释放，并将相应的键码值保存到一个变量中，然后在主函数中获取键码值来控制游戏运行。在游戏中，短按方向键和长按方向键会改变蛇头的方向，使控制更加准确。

2. 蛇体数据的保存

使用一个字节来保存一个点在蛇身上的位置。十位(1~8)表示列，从左到右依次为1~8列;个位(1~8)表示行，从上到下依次为1~8行。8X8点阵屏幕总共有64个点，因此总共需要保存64个无符号字符变量。可以定义一个一维数组SnakeBody来保存蛇的身体数据。

使用变量SnakeHead保存蛇头对应数据的索引在数组SnakeBody中(范围：0~63)。

使用另一个变量SnakeLength保存蛇的长度。

3. 蛇的运动和展示

点阵屏幕有64个点，一个字节可以控制8个点。要显示的数据总共需要8个字节。定义一个显示缓冲数组DisplayBuffer来保存要显示的数据。在蛇移动后，或者蛇吃了食物产生新的食物后，需要将数据更新到显示缓冲数组DisplayBuffer中，然后将数据写入MAX7219芯片的寄存器中。代码还定义了一个中间缓冲区数组MiddleBuffer(首先将数据更新到MiddleBuffer，然后将MiddleBuffer中的64个0或1数据组合成8个字节)。实际上，您不需要定义这个数组。您可以直接通过AND、OR、shift等操作将数据更新到显示缓冲区数组DisplayBuffer中。同时，保存蛇体数据的数组SnakeBody中的数据也必须同步更新。

4. 检测到蛇头撞在墙上和身体上

撞墙检测：如果移动后的新蛇头在数组SnakeBody中的数据个位数小于1，十位小于1，个位数大于8，十位大于8，则表示它已经撞墙了。游戏结束了。

身体碰撞检测：如果新蛇头的缓存数组中对应位的数据为1，则表示它已经撞击了身体。游戏结束了。

5. 创造真正的随机食物

每次按下一个按钮，定时器0 (TL0)的下八位作为种子，由随机函数rand生成两个随机数，确定点阵屏幕上的一个点，以确定该位置是否为蛇体。如果不是，这是创建的食物的位置。如果是，则在此位置周围搜索，直到找到空位置。

6. 控制蛇头的方向

如上面代码所示，按下按钮后，如果按钮对应的方向与蛇头的运动方向不是相反，则会改变蛇头方向变量direction的值。然而，这有一个问题。如果在下一个移动之前按钮被按多次，游戏可能结束。例如，在下一步行动之前，蛇“右转”之后，如果继续“右转”，就会击中蛇的身体(蛇的第二点，也就是蛇头的下一个点)。

解决方案是定义另一个变量LastDirection来记录最后一次移动的方向。注意，方向的值应该赋给LastDirection，以便在蛇移动后更新，这样可以解决上面的问题。

7. 向上、向下、向左和向右滚动显示

滚动显示函数的输入参数是：数组的第一个地址(即数组名)和偏移量offset。所述数据通过移位、和等操作进行处理，然后写入显示缓存阵列。如果不熟悉的话，建议大家了解一下指针的应用。

步骤2：模块代码

1.定时器0

2. 8个独立按钮

3. 8X8LED点阵屏(MAX7219驱动)

步骤3：效果显示

4 .结论

这个小游戏的关键在于真随机数的生成，蛇数据的保存，蛇体的移动，碰撞检测，按钮检测，LED点阵屏幕的扫描显示，字符的滚动显示，各种标志的使用。

本文编译自hackster.io