嵌入式課程設計-游蛇吃豆游戲設計

1、存檔資料 成績： 此頁無需打印，需使用統(tǒng)一購買的封皮。華 東 交 通 大 學課 程 設 計 報 告 書所屬課程名稱 嵌入式系統(tǒng)設計 題 目 游蛇吃豆游戲設計 院 （系） 信息工程學院 班 級 物聯(lián)網(wǎng) 學號 學生姓名 指導教師 輔導教師 2016年 6 月 20 日 華東交通大學課程設計報告課程設計(論文)任務書 信息工程 學院物聯(lián)網(wǎng) 專業(yè) 2013-2 班 一、課程設計(論文)題目游蛇吃豆游戲設計 二、課程設計(論文)工作自 2016 年 06 月 20 日起至 2016 年 06 月 24 日止。三、課程設計(論文) 地點: 嵌入式系統(tǒng)實驗室 四、課程設計(論文)內(nèi)容要求：1本課程設計的目的

2、（1）使學生掌握嵌入式開發(fā)板（實驗箱）各功能模塊的基本工作原理； （2）培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)的應用能力及嵌入式軟件的開發(fā)能力； （3）使學生較熟練地應用嵌入式操作系統(tǒng)及其API開發(fā)嵌入式應用軟件；（4）培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力；（5）提高學生的科技論文寫作能力。 2課程設計的任務及要求1）基本要求：（1）分析所設計嵌入式軟件系統(tǒng)中各功能模塊的實現(xiàn)機制；（2）選用合適嵌入式操作系統(tǒng)及其API；（3）編碼實現(xiàn)最終的嵌入式軟件系統(tǒng)； （4）在實驗箱上調(diào)試、測試并獲得最終結果。2）創(chuàng)新要求： 在基本要求達到后，可進行創(chuàng)新設計，如改善嵌入式軟件實時性能；擴展嵌入式軟件功能及改善其圖形用戶界面。3）課程設計

3、論文編寫要求（1）要按照書稿的規(guī)格打印謄寫課程設計論文。（2）論文包括目錄、正文、小結、參考文獻、謝辭、附錄等（以上可作微調(diào)）。（3）課程設計論文裝訂按學校的統(tǒng)一要求完成。4) 課程設計評分標準： （1）學習態(tài)度：20分；（2）回答問題及系統(tǒng)演示：30分（3）課程設計報告書論文質量：50分。成績評定實行優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五個等級。不及格者需重做。5）參考文獻：（1）羅蕾.嵌入式實時操作系統(tǒng)及應用開發(fā)北京航空航天大學出版社 （2）Jean J.Labrosse. 嵌入式實時操作系統(tǒng)uC/OS-II北京航空航天大學出版社（3）王田苗.嵌入式設計與開發(fā)實例.北京航空航天大學出版社（4）北

4、京博創(chuàng)科技公司. 嵌入式系統(tǒng)實驗指導書6) 課程設計進度安排（1）準備階段（4學時）：選擇設計題目、了解設計目的要求、查閱相關資料。（2）嵌入式軟件設計分析階段（4學時）：程序總體設計、詳細設計。（3）嵌入式軟件代碼編寫調(diào)試階段（8學時）：程序模塊代碼編寫、調(diào)試、測試。（4）撰寫論文階段（4學時）：總結課程設計任務和設計內(nèi)容，撰寫課程設計論文。7) 課程設計題目具體要求：本題的具體任務是設計多任務的嵌入式軟件游蛇吃豆游戲，基本要求：（1）鍵盤控制改變游蛇運動方向；（2）碰到邊框或柵欄游戲結束；（3）吃掉豆子蛇身變長；（4）豆子全部吃光，游戲結束。提高要求（選做）：(1)改進游戲界面，增加相關統(tǒng)

5、計信息；(2)考慮一合理的得分方法，得分值取決于吃下去的豆子和游戲完成時間等等。學生簽名： 2016 年 6 月20 日課程設計(論文)評審意見（1）考勤（10分）： 優(yōu)（）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （2）系統(tǒng)設計（20分）：優(yōu)（ ）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （3）編程調(diào)試（10分）：優(yōu)（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）回答問題（15分）：優(yōu)（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）論文撰寫（35分）：優(yōu)（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）創(chuàng)新思想（10分）：優(yōu)（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；綜合評定等級：評閱人： 職稱： 副教授 20

6、16 年6 月 24日目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc182973578 一、課設目的及內(nèi)容 PAGEREF _Toc182973578 h 1 HYPERLINK l _Toc182973579 二、設計的原理 PAGEREF _Toc182973579 h 2 HYPERLINK l _Toc182973580 三、環(huán)境搭建及開發(fā)步驟 PAGEREF _Toc182973580 h 3 HYPERLINK l _Toc182973581 四、主要程序代碼設計6 HYPERLINK l _Toc182973582 五、運行測試結果14 HYPERLINK

7、 l _Toc182973583 六、心得體會及自己所做的亮點工作的特別說明15 HYPERLINK l _Toc182973584 七、參考文獻16第13頁 第1頁 共1頁一、課設目的及內(nèi)容目的：（1）使學生掌握嵌入式開發(fā)板（實驗箱）各功能模塊的基本工作原理； （2）培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)的應用能力及嵌入式軟件的開發(fā)能力； （3）使學生較熟練地應用嵌入式操作系統(tǒng)及其API開發(fā)嵌入式應用軟件；（4）培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力；（5）提高學生的科技論文寫作能力。 內(nèi)容：本題的具體任務是設計多任務的嵌入式軟件游蛇吃豆游戲，內(nèi)容如下：鍵盤控制改變游蛇運動方向；碰到邊框或柵欄游戲結束；吃掉豆子蛇身變長；豆子

8、全部吃光，游戲結束。同組人員和分工信息：小組成員：小組分工：在本次課程設計中我主要負責：游蛇算法設計和代碼實現(xiàn)二、設計的原理游蛇吃豆的關鍵是表示蛇的圖形以及移動。在本系統(tǒng)中，我們用小方塊來表示蛇的一節(jié)身體，身體每長一節(jié)，增加一個小方塊。移動時必須從蛇頭開始，所以蛇不能向相反方向移動，也就是蛇尾不能改作蛇頭。如果不按任何鍵，蛇自行在當前方向上前移，當游戲者按了有效的方向鍵后，蛇頭朝著指定的方向移動，一步移動一節(jié)身體，所以當按了有效的方向鍵后，先確定蛇頭的位置，然后蛇身體隨著蛇頭移動，圖形的實現(xiàn)是從蛇頭的新位置開始畫出蛇，這是由于沒有清屏的原因，原來蛇的位置和新蛇的位置差一個單位，所以看起來多一節(jié)

9、身體，所以將蛇的最后一節(jié)用背景色覆蓋。游戲中的豆子是通過API函數(shù)中的Circle函數(shù)繪制而成。蛇的不停移動，就是蛇的下一節(jié)取代前一節(jié)的位置，在計算機中就是蛇下一節(jié)的位置坐標變成前一節(jié)的位置坐標。蛇的不停移動，就是蛇的下一節(jié)取代前一節(jié)的位置，在計算機中就是蛇下一 節(jié)的位置坐標變成前一節(jié)的位置坐標。在上文中，已定義蛇的位置坐標為數(shù)組類 型，一組坐標對應一節(jié)的位置，假設有 i+1 節(jié)， 由 0 到 i 節(jié)，第 i 節(jié)的坐標取第 i-1 節(jié)的坐標，第 i-1 節(jié)的坐標取第 i-2 節(jié)的坐標直到第 1 節(jié)取第 0 節(jié)的坐 標。而第 0 節(jié)的坐標，即蛇頭的坐標要往某個方向變化，變化量為蛇每節(jié)的長度。三、

10、環(huán)境搭建及開發(fā)步驟1、嵌入式實時操作系統(tǒng)C/OS-II簡介uC/OS II(Micro Control Operation System Two)是一個可以基于 HYPERLINK /view/15546.htm t _blank ROM運行的、可裁減的、搶占式、實時多任務內(nèi)核，具有高度可移植性，特別適合于 HYPERLINK /view/1125.htm t _blank 微處理器和控制器，適合很多商業(yè)操作系統(tǒng)性能相當?shù)膶崟r操作系統(tǒng)(RTOS)。為了提供最好的移植性能，uC/OS II最大程度上使用ANSI C語言進行開發(fā)，并且已經(jīng)移植到近40多種處理器體系上，涵蓋了從8位到64位各種CPU

11、(包括DSP)。 uC/OS II可以簡單的視為一個多任務調(diào)度器，在這個任務調(diào)度器之上完善并添加了和 HYPERLINK /view/1462677.htm t _blank 多任務操作系統(tǒng)相關的系統(tǒng)服務，如信號量、郵箱等。其主要特點有公開源代碼，代碼結構清晰、明了，注釋詳盡，組織有條理，可移植性好，可裁剪，可固化。內(nèi)核屬于搶占式，最多可以管理60個任務。從1992年開始，由于高度可靠性、魯棒性和安全性，uC/OS II已經(jīng)廣泛使用在從照相機到航空電子產(chǎn)品的各種應用中。2、任務設計要求游蛇吃豆游戲需要創(chuàng)建三個任務，第一個任務是Main_Task，第二個任務是Transmit_Task，第三個任

12、務是Led_Flash_Task。下面對這三個任務作詳細說明。任務一負責程序開始運行時的整個游戲環(huán)境的繪制，接著進入死循環(huán)等待鍵盤消息，當有鍵盤觸發(fā)時，程序執(zhí)行onKey()函數(shù)判斷是哪一個按鍵，從而執(zhí)行相應的操作，然后對相應的變量重新賦值。任務二主要負責Snake在屏幕上的位置移動。其中，蛇的身體由draw_rect（）函數(shù)動態(tài)繪制，通過動態(tài)的繪制，從而在屏幕上顯示出游動的效果。任務二在負責繪制Snake的同時也完成對分數(shù)和其他相關參數(shù)的記錄和顯示。任務三負責LED燈的閃爍，用來指示RTOS處于正常工作狀態(tài)。在上面三個任務中，任務一的優(yōu)先級是12，任務二的優(yōu)先級是20，任務三的優(yōu)先級是60,

13、。所以任務一是主任務，在創(chuàng)建任務后，任務一優(yōu)先運行，任務二處于就緒狀態(tài)，但是又因為任務一是等待鍵盤消息，在沒有鍵盤觸發(fā)的時候，任務一被掛起，這時候任務二就進入了運行狀態(tài)。流程圖圖一、任務一流程圖圖二、任務二流程圖圖三、任務之間的協(xié)調(diào)關系四、主要程序代碼設計1、任務劃分和優(yōu)先級定義OS_STK Main_StackSTACKSIZE*8=0, ; /Main_Test_Task堆棧void Main_Task(void *Id); /Main_Test_Task#define Main_Task_Prio 12OS_STK Led_Flash_StackSTACKSIZE= 0, ; /LED閃

14、爍任務堆棧void Led_Flash_Task(void *Id); /LED閃爍任務#define Led_Flash_Prio 60OS_STK Transmit_Task_StackSTACKSIZE*8=0, ; /Transmit_Task堆棧void Transmit_Task(void *Id); /Transmit_Task#define Transmit_Task_Prio 202、初始化LCDLCD_Init(); /初始化LCD模塊LCD_printf(LCD initialization is OKn);LCD_printf(240 x 128 Text Moden)

15、; initOSGUI();LoadFont();LoadConfigSys();3、創(chuàng)建任務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、移動功能的實現(xiàn)蛇的移動功能是游戲的主體部分。要求蛇可以根據(jù)按鍵控制方向進行轉彎和移動。當蛇頭撞到邊界或者自身時，界面顯示游戲結束。當蛇吃掉食物后，蛇的身體增長一個矩形的長度，同時顯示新的食物。蛇身起始為3節(jié)。首先要判斷按鍵所控制的方向，進而根據(jù)按鍵控制讓蛇在一定方向上游動，在顯示蛇游動的過程中，要根據(jù)需求計算蛇頭的下一個位置，然后將蛇身中每一節(jié)的當前坐標給它的后一節(jié)，即蛇身的每一塊移動到其前一塊的位置，接著把新蛇顯示在液晶上。當蛇頭撞墻或者撞自身時，將蛇移動任務掛起；執(zhí)行死亡任務時在

18、液晶上顯示Game Overed；蛇每次吃到食物后，蛇的長度增加1，將蛇尾的坐標保留，傳給新增的那一節(jié)，顯示新的食物。通過ChangePointCount記錄改變次數(shù)，ChangePointPos102記錄每一次的坐標，沒有移動改變的時候，用繪圖函數(shù)畫原先的圖，有移動的時候，先畫頭部，再利用循環(huán)畫中間，最后畫尾部。主要代碼如下：oldendpos0 = EndPos0;oldendpos1 = EndPos1;/判斷snake頭部的變化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;/判斷snake尾部的變化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;/繪制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、判斷能否吃到豆子判斷蛇能否吃到豆子的方法比較簡單，只要判斷蛇頭的X，Y坐標是否同時和食物的坐標X，Y一樣

22、，吃到食物后，改變響應游戲參數(shù)，這時候要讓變量addcount加1，要注意根據(jù)此時蛇的運動方向來確定新蛇頭的坐標。另外，要注意，蛇吃完食物后，要把變量boolbean00i,bean010,bean100,bean110賦值FALSE，食物產(chǎn)生子程序能夠判斷食物已經(jīng)被蛇“吃到”了。代碼如下：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、畫豆子畫豆子時，通過判斷豆子有沒有被吃掉決定要不要畫，如果已經(jīng)被蛇吃掉，就不要畫，沒有吃掉就畫，通過數(shù)組的值是TR