基于μC_OS系統(tǒng)ARM9硬件平臺的貪吃蛇C語言游戲設(shè)計.doc

1基于C/OS系統(tǒng)、ARM9硬件平臺的貪吃蛇游戲設(shè)計摘要程序核心思想：游戲開始后進(jìn)入游戲界面。首先初始化蛇的坐標(biāo)，食物的坐標(biāo)。線程基本流程：判斷是否是暫停階段，是否有有退出按鍵，游戲是否有結(jié)束，如果都沒有就執(zhí)行，如果游戲結(jié)束了就重新游戲或者退出。設(shè)計要求；1、能夠通過方向鍵來控制蛇的移動方向；2、蛇吃到食物后能夠重新出現(xiàn)食物；并且能夠更新和顯示分?jǐn)?shù)；3、游戲開始的時候能通過手動進(jìn)行游戲級別的調(diào)整；4、每吃到5個食物后，游戲能夠自動進(jìn)入下一關(guān)，并能通過增加蛇的移動速度來增加游戲的難度；5、游戲開始的時候能夠手動對游戲級別進(jìn)行調(diào)整；開發(fā)平臺信息一、C/OS操作系統(tǒng)C/OS和C/OS-II是專門為計算機(jī)的嵌入式應(yīng)用設(shè)計的，絕大部分代碼是用C語言編寫的。CPU硬件相關(guān)部分是用匯編語言編寫的、總量約200行的匯編語言部分被壓縮到最低限度，為的是便于移植到任何一種其它的CPU上。C/OS-II中最多可以支持64個任務(wù)，分別對應(yīng)優(yōu)先級063，其中0為最高優(yōu)先級。63為最低級，系統(tǒng)保留了4個最高優(yōu)先級的任務(wù)和4個最低優(yōu)先級的任務(wù)，所有用戶可以使用的任務(wù)數(shù)有56個，每個任務(wù)都有不同的優(yōu)先級，用戶在創(chuàng)建任務(wù)的時候定義該任務(wù)的優(yōu)先級。uC/OS操作系統(tǒng)中每個任務(wù)可以有5種狀態(tài)：休眠態(tài)、就緒態(tài)、運行態(tài)、等待或掛起狀態(tài)、中斷態(tài)，在任一個時候，任務(wù)的狀態(tài)一定是這5種狀態(tài)之一。任務(wù)在等待消息、郵箱或者信號量等事件的到來的時候會進(jìn)入掛起狀態(tài)，當(dāng)任務(wù)接到消息以后，則處于就緒狀態(tài)。二、試驗箱基本硬件信息1）CPU：S3C44B0X，ARM7TDMI，工作在60MHz2）BIOS：2M，NORFLASH3）內(nèi)存：8MSDRAM4）海量存儲器：16M，NANDFlash5）鍵盤：17鍵數(shù)字小鍵盤6）顯示器：32024016級灰度的LCD（可選256彩色LCD），四線電阻式觸摸屏7）USB接口：1.1標(biāo)準(zhǔn)8）串行口：兩個，最高波特率115200kb9）網(wǎng)絡(luò)接口：10M以太網(wǎng)10）CAN接口：125Kb，250Kb，500Kb，1Mb11）調(diào)試接口：JTAG，14針，20針12）電機(jī)：直流電機(jī)（有刷），步進(jìn)電機(jī)（帶1/64減速器）13）A/D：8路10位，滿量程2.5V，已用前4路14）D/A：10位，滿量程4.096V15）LED：8個，共陰極216）音頻輸出：44.1KHz17）FPGA（可選）：ACEX1K系列，擴(kuò)展輸出100I/O，與S3C44B0X外部總線直接相連18）擴(kuò)展口：2個二、開發(fā)集成環(huán)境ARMSDT2.5集成開發(fā)環(huán)境ARMSDT2.5集成開發(fā)環(huán)境（ARMProjectManager）是ARM公司(為方便用戶在ARM芯片上進(jìn)行應(yīng)用軟件開發(fā)而推出的一整套集成開發(fā)工具。ARMSDT可在Windows95、98、NT以及Solaris2.5/2.6、HP-UX10上運行，支持最高到ARM9(含ARM9）的所有ARM處理器芯片的開發(fā)，包括StrongARM。ARMSDT包括一套完整的應(yīng)用軟件開發(fā)工具：1、*armccARM的C編譯器，具有優(yōu)化功能，兼容于ANSIC。2、*tccTHUMB的C編譯器，同樣具有優(yōu)化功能，兼容于ANSIC。3、*armasm支持ARM和THUMB的匯編器。4、*armlinkARM連接器，連接一個和多個目標(biāo)文件，最終生成ELF格式的可執(zhí)行映像文件。5、*armsdARM和THUMB的符號調(diào)試器。詳細(xì)設(shè)計一、屬性解釋貪吃蛇游戲設(shè)計最主要在于蛇移動的控制，在設(shè)計中分別用兩組一維數(shù)組snake.U16x100和snake.U16x100來分別0存放蛇身的坐標(biāo)，x100代表橫坐標(biāo)，y100代表縱坐標(biāo)。蛇的寬度設(shè)置為10個像素點。變量direction為移動方向，foodx,foody為食物的坐標(biāo)。function.stop為判定是否是要結(jié)束退出游戲，function.restar用來在游戲結(jié)束后重新開始游戲。1000/snake.level為蛇的移動速度（在程序中用1000/snake.level作為每次循環(huán)的延遲時間），當(dāng)snake.level的記錄的等級越高的話，蛇的移動速度會越快（因為延遲時間越?。y度越高。snake.life用來判定游戲是否結(jié)束，snake.life=1代表蛇已死，游戲結(jié)束。游戲的其他相關(guān)變量還有snake.node，用來記錄蛇的節(jié)數(shù)；snake.score用來記錄游戲得分；snake.level用來記錄游戲的等級。二、相關(guān)初始化過程：1、堆棧大小定義、任務(wù)優(yōu)先級定義：OS_STKMain_StackSTACKSIZE*8=0,；VoidMain_Task(void*Id)；#defineMain_Task_Prio12OS_STKControl_StackSTACKSIZE*8=0,；voidControl(void*Id)；#defineControl_Prio152、任務(wù)的創(chuàng)建：OSTaskCreate(Main_Task,(void*)0,(OS_STK*)&Main_StackSTACKSIZE-1,Main_Task_Prio)；OSTaskCreate(Control,(void*)0,(OS_STK*)&Control_StackSTACKSIZE*8-1,Control_Prio)；3、初始化畫筆寬度：SetPenWidth(pdc,10)；/初始化畫筆寬度為10個像素點4、初始化蛇的節(jié)數(shù)：snake.node=5；/游戲開始時蛇有5節(jié)35、初始蛇尾巴的坐標(biāo)：snake.x0=10；snake.y0=10；初始化蛇各節(jié)的坐標(biāo)：for(i=0；i=snake.node-1；i+)snake.xi+1=snake.xi+10；snake.yi+1=snake.yi；6、蛇相關(guān)參數(shù)的初始化：初始化移動方向為向右：snake.direction=6；7、游戲相關(guān)參數(shù)的初始化：初始化分?jǐn)?shù):snake.score=0；初始化等級：snake.level=1；三、程序流程：本設(shè)計需要創(chuàng)建兩個任務(wù)，任務(wù)流程和任務(wù)狀態(tài)切換如下圖。具體的任務(wù)流程和任務(wù)所要完成的功能如下：在系統(tǒng)啟動后，同時創(chuàng)建兩個任務(wù)，任務(wù)一和任務(wù)二。任務(wù)一主要功能是等待鍵盤消息，有鍵盤消息的時候判斷是什么鍵盤，并對相應(yīng)的變量重新賦值。任務(wù)二主要功能是控制并在屏幕上顯示蛇的移動，并完成對分?jǐn)?shù)、游戲等級、和其他相關(guān)參數(shù)的記錄和顯示。任務(wù)一為主任務(wù)，在創(chuàng)建任務(wù)的時候，賦給它的優(yōu)先級別比任務(wù)二高，所以任務(wù)一優(yōu)先運行，任務(wù)二處于就緒狀態(tài)，因為任務(wù)一主要是等待鍵盤消息，在無鍵盤消息的時候，任務(wù)一被掛起，這時候任務(wù)二進(jìn)入運行狀態(tài)。1、程序主流程圖：是否有鍵盤消息任務(wù)一掛起任務(wù)一，任務(wù)二就緒任務(wù)二掛起任務(wù)一運行任務(wù)二運行是否42、主任務(wù)流程圖：主要功能是等待鍵盤消息，有鍵盤消息的時候判斷是什么鍵盤，并對相應(yīng)的變量重新賦值。3、任務(wù)二流程圖：主要功能是控制并在屏幕上顯示蛇的移動，并完成對分?jǐn)?shù)、游戲等級、和其他相關(guān)參數(shù)的記錄和顯示。是等待鍵盤消息是否有鍵盤按下判斷是哪個按鍵否8如果蛇現(xiàn)在的方向是左或者右就把方向改成向上2如果蛇現(xiàn)在的方向是左或者右就把方向改成向下4如果蛇現(xiàn)在的方向是上或者下就把方向改成左6如果蛇現(xiàn)在的方向是上或者下就把方向改成右*發(fā)出退出游戲的信息發(fā)出重新開始游戲的信息/+對游戲的等級加1（只在游戲開始前有效）-對游戲的等級減1（只在游戲開始前有效）/n車確定等級選擇，開始游戲5四、具體功能實現(xiàn)：1、移動功能的實現(xiàn)：這部分功能是游戲的主體，實現(xiàn)蛇移動的方式是首先擦除蛇尾，擦除的方發(fā)是用白色的畫筆覆蓋畫上蛇尾，蛇尾就變成白色底色不可見，然后從蛇尾開始，依次將蛇每一的坐標(biāo)給下一節(jié)。例如剛開始蛇是5節(jié)，這時候依次把第2四節(jié)的坐標(biāo)給第1節(jié)；把第3節(jié)（即蛇頭）的坐標(biāo)給第2節(jié)；把第4四節(jié)的坐標(biāo)給第3節(jié)；把第4節(jié)（即蛇頭）的坐標(biāo)給第3節(jié)；把第5節(jié)（即蛇頭）的坐標(biāo)給第4節(jié)。擦除蛇尾和轉(zhuǎn)移坐標(biāo)這兩個順序不能顛倒。這時候蛇頭的初始化游戲是否結(jié)束是否調(diào)用食物產(chǎn)生程序根據(jù)direction變量移動蛇是否吃到食物否是蛇的節(jié)數(shù)加1分?jǐn)?shù)加1加快蛇的移動速度是否要產(chǎn)生食物否是是否有返回按鍵顯示結(jié)束畫面否6坐標(biāo)和第4節(jié)的坐標(biāo)是一樣的，這時候需要判斷變量snake.direction的值，根據(jù)snake.direction的值補畫上蛇頭。首先，擦除蛇尾SetPenColor(pdc,0xffffffff)；MoveTo(pdc,snake.x0,snake.y0)；LineTo(pdc,snake.x0,snake.y0)；然后，蛇的每個環(huán)節(jié)坐標(biāo)給下一節(jié)；For(i=0；i=0；i-)if(snake.xi=snake.xsnake.node&snake.yi=snake.ysnake.node)snake.life=1；break；elsecontinue；8(2)蛇頭撞到游戲界面邊框判斷蛇是否撞到邊框的方法，只要比較蛇頭的X、Y坐標(biāo)是不是同時和邊框的X、Y坐標(biāo)一樣，一樣的話，即表明蛇撞到邊框，游戲結(jié)束。例如：本設(shè)計中以（10,45）為坐標(biāo)原點的情況下，只要保證蛇頭的X坐標(biāo)在0620之間（像素點為單位），蛇頭Y坐標(biāo)在0415之間（像素點為單位），即表示蛇沒有撞到邊框。if(snake.xsnake.node=0|snake.xsnake.node=620|snake.ysnake.node=0|nake.ysnake.node=415)snake.life=1；5、監(jiān)聽鍵盤動作：任務(wù)通過等待消息而處于掛起狀態(tài)，當(dāng)任務(wù)接到消息以后，則處于就緒狀態(tài)，然后開始判斷所接受到的這個消息是不是需要處理，如果是執(zhí)行相應(yīng)的處理函數(shù)，最后，刪除所接收到的消息，繼續(xù)掛起等待下一條消息。VoidMain_Task(void*Id)/Main_Test_TaskU8xiaoxi；POSMSGpMsg=0；for(；)pMsg=WaitMessage(0)；switch(pMsg-Message)caseOSM_KEY:xiaoxi=onKey(pMsg-WParam,pMsg-LParam)；if(xiaoxi=default:break；OSTimeDly(200)；DeleteMessage(pMsg)；U8onKey(intnkey,intfnkey)switch(nkey)Casereturndefault:returnFALSE；9程序下載與調(diào)試1、把程序下載到試驗箱中：（1）執(zhí)行菜單Project|Make對工程進(jìn)行編譯連接。在出現(xiàn)的錯誤/警告窗口中選擇某錯誤/警告信息，ADS會自動打開相應(yīng)源文件并用箭頭指向出錯的文本行。如果某個源文件被修改，重新編譯時ADS會自動同步各文件的日期信息。（2）在ADS中執(zhí)行菜單Project|Debug啟動ADS1.2的調(diào)試工具AXD。（3）在AXD中執(zhí)行菜單Options|ConfigureTarget對AXD進(jìn)行設(shè)置。選擇ADP即遠(yuǎn)程調(diào)試，點Configure按鈕進(jìn)一步設(shè)置具體參數(shù)。（4）點Select按鈕選擇遠(yuǎn)程連接為ARMethernetdriver，點Configure按鈕輸入仿真器的IP地址。如果用戶使用的是并行口仿真器，請輸入127.0.0.1即可。（5）等待程序裝載完畢以后，通過Execute|Go菜單以及Execute|Stop（或者工具欄中的相應(yīng)按鈕）運行或暫停程序。程序暫停后在窗口中將顯示出程序暫停的位置。（6）通過Execute|Step菜單（或者工具欄中的相應(yīng)按鈕）可以單步運行程序。也可以使用StepIn、StepOut菜單命令進(jìn)入或者跳出函數(shù)的調(diào)用。RunToCursor命令運行到光標(biāo)位置。（7）程序停止后可以通過ProcessorViews|Sources菜單查看源文件，并可在適當(dāng)位置按F9設(shè)置端點。（8）使用在ProcessorView菜單下的Registers、Variables和Memory命令可以查看工作寄存器或者內(nèi)存變量。讀者可以逐一地嘗試，為以后調(diào)試程序打下基礎(chǔ)。注意：在進(jìn)行調(diào)試時在ADS中必須選擇當(dāng)前工程的Debug版本，如果選擇Release版本則無法正常調(diào)試程序。但在調(diào)試通過后就必須選擇Release版本進(jìn)行編譯連接并將生產(chǎn)的system.bin文件復(fù)制到開發(fā)板的Flash中。將開發(fā)板上的Flash激活并使Windows認(rèn)其為一個2、運行結(jié)果與不足：本程序能夠完成設(shè)計目的的所有基本要求；（1）能夠通過方向鍵來控制蛇的移動方向；（2）蛇吃到食物后能夠重新出現(xiàn)食物；并且能夠更新和顯示分?jǐn)?shù)；（3）每吃到5個食物后，游戲能夠自動進(jìn)入下一關(guān)，并能通過增加蛇的移動速度來增加游戲的難度；（4）能夠通過按鍵隨便退出游戲，并能通過按鍵重新進(jìn)入游戲；未能實現(xiàn)的功能；本程序設(shè)計時預(yù)想在游戲開始前能夠停留在游戲界別設(shè)置畫面，并能通過手動進(jìn)行游戲級別的調(diào)整，“+”按