嵌入式课程设计-游蛇吃豆游戏设计

1、存档资料 成绩： 此页无需打印，需使用统一购买的封皮。华 东 交 通 大 学课 程 设 计 报 告 书所属课程名称 嵌入式系统设计 题 目 游蛇吃豆游戏设计 院 （系） 信息工程学院 班 级 物联网 学号 学生姓名 指导教师 辅导教师 2016年 6 月 20 日 华东交通大学课程设计报告课程设计(论文)任务书 信息工程 学院物联网 专业 2013-2 班 一、课程设计(论文)题目游蛇吃豆游戏设计 二、课程设计(论文)工作自 2016 年 06 月 20 日起至 2016 年 06 月 24 日止。三、课程设计(论文) 地点: 嵌入式系统实验室 四、课程设计(论文)内容要求：1本课程设计的目的

2、（1）使学生掌握嵌入式开发板（实验箱）各功能模块的基本工作原理； （2）培养嵌入式系统的应用能力及嵌入式软件的开发能力； （3）使学生较熟练地应用嵌入式操作系统及其API开发嵌入式应用软件；（4）培养学生分析、解决问题的能力；（5）提高学生的科技论文写作能力。 2课程设计的任务及要求1）基本要求：（1）分析所设计嵌入式软件系统中各功能模块的实现机制；（2）选用合适嵌入式操作系统及其API；（3）编码实现最终的嵌入式软件系统； （4）在实验箱上调试、测试并获得最终结果。2）创新要求： 在基本要求达到后，可进行创新设计，如改善嵌入式软件实时性能；扩展嵌入式软件功能及改善其图形用户界面。3）课程设计

3、论文编写要求（1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文。（2）论文包括目录、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等（以上可作微调）。（3）课程设计论文装订按学校的统一要求完成。4) 课程设计评分标准： （1）学习态度：20分；（2）回答问题及系统演示：30分（3）课程设计报告书论文质量：50分。成绩评定实行优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。不及格者需重做。5）参考文献：（1）罗蕾.嵌入式实时操作系统及应用开发北京航空航天大学出版社 （2）Jean J.Labrosse. 嵌入式实时操作系统uC/OS-II北京航空航天大学出版社（3）王田苗.嵌入式设计与开发实例.北京航空航天大学出版社（4）北

4、京博创科技公司. 嵌入式系统实验指导书6) 课程设计进度安排（1）准备阶段（4学时）：选择设计题目、了解设计目的要求、查阅相关资料。（2）嵌入式软件设计分析阶段（4学时）：程序总体设计、详细设计。（3）嵌入式软件代码编写调试阶段（8学时）：程序模块代码编写、调试、测试。（4）撰写论文阶段（4学时）：总结课程设计任务和设计内容，撰写课程设计论文。7) 课程设计题目具体要求：本题的具体任务是设计多任务的嵌入式软件游蛇吃豆游戏，基本要求：（1）键盘控制改变游蛇运动方向；（2）碰到边框或栅栏游戏结束；（3）吃掉豆子蛇身变长；（4）豆子全部吃光，游戏结束。提高要求（选做）：(1)改进游戏界面，增加相关统

5、计信息；(2)考虑一合理的得分方法，得分值取决于吃下去的豆子和游戏完成时间等等。学生签名： 2016 年 6 月20 日课程设计(论文)评审意见（1）考勤（10分）： 优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （2）系统设计（20分）：优（ ）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （3）编程调试（10分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）回答问题（15分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）论文撰写（35分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）创新思想（10分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；综合评定等级：评阅人： 职称： 副教授 20

6、16 年6 月 24日目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc182973578 一、课设目的及内容 PAGEREF _Toc182973578 h 1 HYPERLINK l _Toc182973579 二、设计的原理 PAGEREF _Toc182973579 h 2 HYPERLINK l _Toc182973580 三、环境搭建及开发步骤 PAGEREF _Toc182973580 h 3 HYPERLINK l _Toc182973581 四、主要程序代码设计6 HYPERLINK l _Toc182973582 五、运行测试结果14 HYPERLINK

7、 l _Toc182973583 六、心得体会及自己所做的亮点工作的特别说明15 HYPERLINK l _Toc182973584 七、参考文献16第13页 第1页 共1页一、课设目的及内容目的：（1）使学生掌握嵌入式开发板（实验箱）各功能模块的基本工作原理； （2）培养嵌入式系统的应用能力及嵌入式软件的开发能力； （3）使学生较熟练地应用嵌入式操作系统及其API开发嵌入式应用软件；（4）培养学生分析、解决问题的能力；（5）提高学生的科技论文写作能力。 内容：本题的具体任务是设计多任务的嵌入式软件游蛇吃豆游戏，内容如下：键盘控制改变游蛇运动方向；碰到边框或栅栏游戏结束；吃掉豆子蛇身变长；豆子

8、全部吃光，游戏结束。同组人员和分工信息：小组成员：小组分工：在本次课程设计中我主要负责：游蛇算法设计和代码实现二、设计的原理游蛇吃豆的关键是表示蛇的图形以及移动。在本系统中，我们用小方块来表示蛇的一节身体，身体每长一节，增加一个小方块。移动时必须从蛇头开始，所以蛇不能向相反方向移动，也就是蛇尾不能改作蛇头。如果不按任何键，蛇自行在当前方向上前移，当游戏者按了有效的方向键后，蛇头朝着指定的方向移动，一步移动一节身体，所以当按了有效的方向键后，先确定蛇头的位置，然后蛇身体随着蛇头移动，图形的实现是从蛇头的新位置开始画出蛇，这是由于没有清屏的原因，原来蛇的位置和新蛇的位置差一个单位，所以看起来多一节

9、身体，所以将蛇的最后一节用背景色覆盖。游戏中的豆子是通过API函数中的Circle函数绘制而成。蛇的不停移动，就是蛇的下一节取代前一节的位置，在计算机中就是蛇下一节的位置坐标变成前一节的位置坐标。蛇的不停移动，就是蛇的下一节取代前一节的位置，在计算机中就是蛇下一 节的位置坐标变成前一节的位置坐标。在上文中，已定义蛇的位置坐标为数组类 型，一组坐标对应一节的位置，假设有 i+1 节， 由 0 到 i 节，第 i 节的坐标取第 i-1 节的坐标，第 i-1 节的坐标取第 i-2 节的坐标直到第 1 节取第 0 节的坐 标。而第 0 节的坐标，即蛇头的坐标要往某个方向变化，变化量为蛇每节的长度。三、

10、环境搭建及开发步骤1、嵌入式实时操作系统C/OS-II简介uC/OS II(Micro Control Operation System Two)是一个可以基于 HYPERLINK /view/15546.htm t _blank ROM运行的、可裁减的、抢占式、实时多任务内核，具有高度可移植性，特别适合于 HYPERLINK /view/1125.htm t _blank 微处理器和控制器，适合很多商业操作系统性能相当的实时操作系统(RTOS)。为了提供最好的移植性能，uC/OS II最大程度上使用ANSI C语言进行开发，并且已经移植到近40多种处理器体系上，涵盖了从8位到64位各种CPU

11、(包括DSP)。 uC/OS II可以简单的视为一个多任务调度器，在这个任务调度器之上完善并添加了和 HYPERLINK /view/1462677.htm t _blank 多任务操作系统相关的系统服务，如信号量、邮箱等。其主要特点有公开源代码，代码结构清晰、明了，注释详尽，组织有条理，可移植性好，可裁剪，可固化。内核属于抢占式，最多可以管理60个任务。从1992年开始，由于高度可靠性、鲁棒性和安全性，uC/OS II已经广泛使用在从照相机到航空电子产品的各种应用中。2、任务设计要求游蛇吃豆游戏需要创建三个任务，第一个任务是Main_Task，第二个任务是Transmit_Task，第三个任

12、务是Led_Flash_Task。下面对这三个任务作详细说明。任务一负责程序开始运行时的整个游戏环境的绘制，接着进入死循环等待键盘消息，当有键盘触发时，程序执行onKey()函数判断是哪一个按键，从而执行相应的操作，然后对相应的变量重新赋值。任务二主要负责Snake在屏幕上的位置移动。其中，蛇的身体由draw_rect（）函数动态绘制，通过动态的绘制，从而在屏幕上显示出游动的效果。任务二在负责绘制Snake的同时也完成对分数和其他相关参数的记录和显示。任务三负责LED灯的闪烁，用来指示RTOS处于正常工作状态。在上面三个任务中，任务一的优先级是12，任务二的优先级是20，任务三的优先级是60,

13、。所以任务一是主任务，在创建任务后，任务一优先运行，任务二处于就绪状态，但是又因为任务一是等待键盘消息，在没有键盘触发的时候，任务一被挂起，这时候任务二就进入了运行状态。流程图图一、任务一流程图图二、任务二流程图图三、任务之间的协调关系四、主要程序代码设计1、任务划分和优先级定义OS_STK Main_StackSTACKSIZE*8=0, ; /Main_Test_Task堆栈void Main_Task(void *Id); /Main_Test_Task#define Main_Task_Prio 12OS_STK Led_Flash_StackSTACKSIZE= 0, ; /LED闪

14、烁任务堆栈void Led_Flash_Task(void *Id); /LED闪烁任务#define Led_Flash_Prio 60OS_STK Transmit_Task_StackSTACKSIZE*8=0, ; /Transmit_Task堆栈void Transmit_Task(void *Id); /Transmit_Task#define Transmit_Task_Prio 202、初始化LCDLCD_Init(); /初始化LCD模块LCD_printf(LCD initialization is OKn);LCD_printf(240 x 128 Text Moden)

15、; initOSGUI();LoadFont();LoadConfigSys();3、创建任务OSTaskCreate(Main_Task,(void *)0, (OS_STK *)&Main_StackSTACKSIZE*8-1, Main_Task_Prio);OSTaskCreate(Led_Flash_Task,(void*)0,(OS_STK*)&Led_Flash_StackSTACKSIZE-1, Led_Flash_Prio);OSTaskCreate(Transmit_Task,(void*)0,(OS_STK*)&Transmit_Task_StackSTACKSIZE-1

16、, Transmit_Task_Prio);4、初始化蛇身U8 HeadPos2;/the position of the head of the snakeU8 EndPos2; /the position of the end of the snake5、初始化豆子u8 bean0032 = 2,11, 18,13, 15,20 ;u8 bean0112 = 10,27 ;u8 bean1012 = 38,3 ;u8 bean1112 = 27,38 ;BOOLEAN boolbean003 = TRUE, TRUE, TRUE;BOOLEAN boolbean011 = TRUE ;BO

17、OLEAN boolbean101 = TRUE ;BOOLEAN boolbean111 = TRUE ;6、移动功能的实现蛇的移动功能是游戏的主体部分。要求蛇可以根据按键控制方向进行转弯和移动。当蛇头撞到边界或者自身时，界面显示游戏结束。当蛇吃掉食物后，蛇的身体增长一个矩形的长度，同时显示新的食物。蛇身起始为3节。首先要判断按键所控制的方向，进而根据按键控制让蛇在一定方向上游动，在显示蛇游动的过程中，要根据需求计算蛇头的下一个位置，然后将蛇身中每一节的当前坐标给它的后一节，即蛇身的每一块移动到其前一块的位置，接着把新蛇显示在液晶上。当蛇头撞墙或者撞自身时，将蛇移动任务挂起；执行死亡任务时在

18、液晶上显示Game Overed；蛇每次吃到食物后，蛇的长度增加1，将蛇尾的坐标保留，传给新增的那一节，显示新的食物。通过ChangePointCount记录改变次数，ChangePointPos102记录每一次的坐标，没有移动改变的时候，用绘图函数画原先的图，有移动的时候，先画头部，再利用循环画中间，最后画尾部。主要代码如下：oldendpos0 = EndPos0;oldendpos1 = EndPos1;/判断snake头部的变化switch (HeadDirect)case 1:HeadPos0 = HeadPos0 + 1;break;case 2:HeadPos0 = HeadPo

19、s0 - 1;break;case 3:HeadPos1 = HeadPos1 - 1;break;case 4:HeadPos1 = HeadPos1 + 1;break;/判断snake尾部的变化if (ChangePointCount 0)if( ( abs(ChangePointPosChangePointCount-10-EndPos0)+abs(ChangePointPosChangePointCount-11-EndPos1) = 0)DelChangePoint();switch(EndDirect)case 1:EndPos0 = EndPos0 + 1;break;case

20、 2:EndPos0 = EndPos0 - 1;break;case 3:EndPos1 = EndPos1 - 1;break;case 4:EndPos1 = EndPos1 + 1;break;/绘制SnakeFillRect2(pdc, pbarRect1, GRAPH_MODE_NORMAL, RGB(0, 0, 255);FillRect2(pdc, pbarRect2, GRAPH_MODE_NORMAL, RGB(0, 0, 255);if (ChangePointCount=0)draw_rect(HeadPos0,HeadPos1, EndPos0, EndPos1);e

21、lsedraw_rect(HeadPos0,HeadPos1,ChangePointPos00,ChangePointPos01);for(i=1; iChangePointCount; i+)draw_rect(ChangePointPosi-10,ChangePointPosi-11,ChangePointPosi0, ChangePointPosi1);draw_rect(ChangePointPosi-10,ChangePointPosi-11,EndPos0,EndPos1);7、判断能否吃到豆子判断蛇能否吃到豆子的方法比较简单，只要判断蛇头的X，Y坐标是否同时和食物的坐标X，Y一样

22、，吃到食物后，改变响应游戏参数，这时候要让变量addcount加1，要注意根据此时蛇的运动方向来确定新蛇头的坐标。另外，要注意，蛇吃完食物后，要把变量boolbean00i,bean010,bean100,bean110赋值FALSE，食物产生子程序能够判断食物已经被蛇“吃到”了。代码如下：u8 bean0032 = 2,11, 18,13, 15,20 ;u8 bean0112 = 10,27 ;u8 bean1012 = 38,3 ;u8 bean1112 = 27,38 ;if (HeadPos0 = 20)if (HeadPos1 =20)for (i=0;i3;i+)if (bool

23、bean00i = TRUE)if ( (bean00i0 = HeadPos0) & (bean00i1 = HeadPos1) )catch = TRUE;boolbean00i = FALSE;addcount = 2;return;elseif (boolbean010 = TRUE)if ( (bean0100 = HeadPos0) & (bean0101 = HeadPos1) ) catch = TRUE;boolbean010 = FALSE;addcount = 2;return;elseif (HeadPos1 =20)if (boolbean100 = TRUE)if ( (bean1000 = HeadPos0) & (bean1001 = HeadPos1) ) catch = TRUE;boolbean100 = FALSE;addcount = 2;return;elseif (boolbean110 = TRUE)if ( (bean1100 = HeadPos0) & (bean1101 = HeadPos1) ) catch = TRUE;boolbean110 = FALSE;addcount = 2;return;8、画豆子画豆子时，通过判断豆子有没有被吃掉决定要不要画，如果已经被蛇吃掉，就不要画，没有吃掉就画，通过数组的值是TR