嵌入式課程設(shè)計(jì)-游蛇吃豆游戲設(shè)計(jì)

1、存檔資料 成績(jī)： 此頁(yè)無(wú)需打印，需使用統(tǒng)一購(gòu)買(mǎi)的封皮。華 東 交 通 大 學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 書(shū)所屬課程名稱(chēng) 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 題 目 游蛇吃豆游戲設(shè)計(jì) 院 （系） 信息工程學(xué)院 班 級(jí) 物聯(lián)網(wǎng) 學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 輔導(dǎo)教師 2016年 6 月 20 日 華東交通大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū) 信息工程 學(xué)院物聯(lián)網(wǎng) 專(zhuān)業(yè) 2013-2 班 一、課程設(shè)計(jì)(論文)題目游蛇吃豆游戲設(shè)計(jì) 二、課程設(shè)計(jì)(論文)工作自 2016 年 06 月 20 日起至 2016 年 06 月 24 日止。三、課程設(shè)計(jì)(論文) 地點(diǎn): 嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室 四、課程設(shè)計(jì)(論文)內(nèi)容要求：1本課程設(shè)計(jì)的目的

2、（1）使學(xué)生掌握嵌入式開(kāi)發(fā)板（實(shí)驗(yàn)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(yīng)用能力及嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)能力； （3）使學(xué)生較熟練地應(yīng)用嵌入式操作系統(tǒng)及其API開(kāi)發(fā)嵌入式應(yīng)用軟件；（4）培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力；（5）提高學(xué)生的科技論文寫(xiě)作能力。 2課程設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求1）基本要求：（1）分析所設(shè)計(jì)嵌入式軟件系統(tǒng)中各功能模塊的實(shí)現(xiàn)機(jī)制；（2）選用合適嵌入式操作系統(tǒng)及其API；（3）編碼實(shí)現(xiàn)最終的嵌入式軟件系統(tǒng)； （4）在實(shí)驗(yàn)箱上調(diào)試、測(cè)試并獲得最終結(jié)果。2）創(chuàng)新要求： 在基本要求達(dá)到后，可進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，如改善嵌入式軟件實(shí)時(shí)性能；擴(kuò)展嵌入式軟件功能及改善其圖形用戶(hù)界面。3）課程設(shè)計(jì)

3、論文編寫(xiě)要求（1）要按照書(shū)稿的規(guī)格打印謄寫(xiě)課程設(shè)計(jì)論文。（2）論文包括目錄、正文、小結(jié)、參考文獻(xiàn)、謝辭、附錄等（以上可作微調(diào)）。（3）課程設(shè)計(jì)論文裝訂按學(xué)校的統(tǒng)一要求完成。4) 課程設(shè)計(jì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： （1）學(xué)習(xí)態(tài)度：20分；（2）回答問(wèn)題及系統(tǒng)演示：30分（3）課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)論文質(zhì)量：50分。成績(jī)?cè)u(píng)定實(shí)行優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五個(gè)等級(jí)。不及格者需重做。5）參考文獻(xiàn)：（1）羅蕾.嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及應(yīng)用開(kāi)發(fā)北京航空航天大學(xué)出版社 （2）Jean J.Labrosse. 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC/OS-II北京航空航天大學(xué)出版社（3）王田苗.嵌入式設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)例.北京航空航天大學(xué)出版社（4）北

4、京博創(chuàng)科技公司. 嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)6) 課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排（1）準(zhǔn)備階段（4學(xué)時(shí)）：選擇設(shè)計(jì)題目、了解設(shè)計(jì)目的要求、查閱相關(guān)資料。（2）嵌入式軟件設(shè)計(jì)分析階段（4學(xué)時(shí)）：程序總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)。（3）嵌入式軟件代碼編寫(xiě)調(diào)試階段（8學(xué)時(shí)）：程序模塊代碼編寫(xiě)、調(diào)試、測(cè)試。（4）撰寫(xiě)論文階段（4學(xué)時(shí)）：總結(jié)課程設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)內(nèi)容，撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)論文。7) 課程設(shè)計(jì)題目具體要求：本題的具體任務(wù)是設(shè)計(jì)多任務(wù)的嵌入式軟件游蛇吃豆游戲，基本要求：（1）鍵盤(pán)控制改變游蛇運(yùn)動(dòng)方向；（2）碰到邊框或柵欄游戲結(jié)束；（3）吃掉豆子蛇身變長(zhǎng)；（4）豆子全部吃光，游戲結(jié)束。提高要求（選做）：(1)改進(jìn)游戲界面，增加相關(guān)統(tǒng)

5、計(jì)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(shí)間等等。學(xué)生簽名： 2016 年 6 月20 日課程設(shè)計(jì)(論文)評(píng)審意見(jiàn)（1）考勤（10分）： 優(yōu)（）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)（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(wèn)題（15分）：優(yōu)（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）論文撰寫(xiě)（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(píng)定等級(jí)：評(píng)閱人： 職稱(chēng)： 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(shè)目的及內(nèi)容 PAGEREF _Toc182973578 h 1 HYPERLINK l _Toc182973579 二、設(shè)計(jì)的原理 PAGEREF _Toc182973579 h 2 HYPERLINK l _Toc182973580 三、環(huán)境搭建及開(kāi)發(fā)步驟 PAGEREF _Toc182973580 h 3 HYPERLINK l _Toc182973581 四、主要程序代碼設(shè)計(jì)6 HYPERLINK l _Toc182973582 五、運(yùn)行測(cè)試結(jié)果14 HYPERLINK

7、 l _Toc182973583 六、心得體會(huì)及自己所做的亮點(diǎn)工作的特別說(shuō)明15 HYPERLINK l _Toc182973584 七、參考文獻(xiàn)16第13頁(yè) 第1頁(yè) 共1頁(yè)一、課設(shè)目的及內(nèi)容目的：（1）使學(xué)生掌握嵌入式開(kāi)發(fā)板（實(shí)驗(yàn)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(yīng)用能力及嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)能力； （3）使學(xué)生較熟練地應(yīng)用嵌入式操作系統(tǒng)及其API開(kāi)發(fā)嵌入式應(yīng)用軟件；（4）培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力；（5）提高學(xué)生的科技論文寫(xiě)作能力。 內(nèi)容：本題的具體任務(wù)是設(shè)計(jì)多任務(wù)的嵌入式軟件游蛇吃豆游戲，內(nèi)容如下：鍵盤(pán)控制改變游蛇運(yùn)動(dòng)方向；碰到邊框或柵欄游戲結(jié)束；吃掉豆子蛇身變長(zhǎng)；豆子

8、全部吃光，游戲結(jié)束。同組人員和分工信息：小組成員：小組分工：在本次課程設(shè)計(jì)中我主要負(fù)責(zé)：游蛇算法設(shè)計(jì)和代碼實(shí)現(xiàn)二、設(shè)計(jì)的原理游蛇吃豆的關(guān)鍵是表示蛇的圖形以及移動(dòng)。在本系統(tǒng)中，我們用小方塊來(lái)表示蛇的一節(jié)身體，身體每長(zhǎng)一節(jié)，增加一個(gè)小方塊。移動(dòng)時(shí)必須從蛇頭開(kāi)始，所以蛇不能向相反方向移動(dòng)，也就是蛇尾不能改作蛇頭。如果不按任何鍵，蛇自行在當(dāng)前方向上前移，當(dāng)游戲者按了有效的方向鍵后，蛇頭朝著指定的方向移動(dòng)，一步移動(dòng)一節(jié)身體，所以當(dāng)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(dòng)，圖形的實(shí)現(xiàn)是從蛇頭的新位置開(kāi)始畫(huà)出蛇，這是由于沒(méi)有清屏的原因，原來(lái)蛇的位置和新蛇的位置差一個(gè)單位，所以看起來(lái)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(guò)API函數(shù)中的Circle函數(shù)繪制而成。蛇的不停移動(dòng)，就是蛇的下一節(jié)取代前一節(jié)的位置，在計(jì)算機(jī)中就是蛇下一節(jié)的位置坐標(biāo)變成前一節(jié)的位置坐標(biāo)。蛇的不停移動(dòng)，就是蛇的下一節(jié)取代前一節(jié)的位置，在計(jì)算機(jī)中就是蛇下一 節(jié)的位置坐標(biāo)變成前一節(jié)的位置坐標(biāo)。在上文中，已定義蛇的位置坐標(biāo)為數(shù)組類(lèi) 型，一組坐標(biāo)對(duì)應(yīng)一節(jié)的位置，假設(shè)有 i+1 節(jié)， 由 0 到 i 節(jié)，第 i 節(jié)的坐標(biāo)取第 i-1 節(jié)的坐標(biāo)，第 i-1 節(jié)的坐標(biāo)取第 i-2 節(jié)的坐標(biāo)直到第 1 節(jié)取第 0 節(jié)的坐 標(biāo)。而第 0 節(jié)的坐標(biāo)，即蛇頭的坐標(biāo)要往某個(gè)方向變化，變化量為蛇每節(jié)的長(zhǎng)度。三、

10、環(huán)境搭建及開(kāi)發(fā)步驟1、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)C/OS-II簡(jiǎn)介uC/OS II(Micro Control Operation System Two)是一個(gè)可以基于 HYPERLINK /view/15546.htm t _blank ROM運(yùn)行的、可裁減的、搶占式、實(shí)時(shí)多任務(wù)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(dāng)?shù)膶?shí)時(shí)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(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)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(jiǎn)單的視為一個(gè)多任務(wù)調(diào)度器，在這個(gè)任務(wù)調(diào)度器之上完善并添加了和 HYPERLINK /view/1462677.htm t _blank 多任務(wù)操作系統(tǒng)相關(guān)的系統(tǒng)服務(wù)，如信號(hào)量、郵箱等。其主要特點(diǎn)有公開(kāi)源代碼，代碼結(jié)構(gòu)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(gè)任務(wù)。從1992年開(kāi)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(jī)到航空電子產(chǎn)品的各種應(yīng)用中。2、任務(wù)設(shè)計(jì)要求游蛇吃豆游戲需要?jiǎng)?chuàng)建三個(gè)任務(wù)，第一個(gè)任務(wù)是Main_Task，第二個(gè)任務(wù)是Transmit_Task，第三個(gè)任

12、務(wù)是Led_Flash_Task。下面對(duì)這三個(gè)任務(wù)作詳細(xì)說(shuō)明。任務(wù)一負(fù)責(zé)程序開(kāi)始運(yùn)行時(shí)的整個(gè)游戲環(huán)境的繪制，接著進(jìn)入死循環(huán)等待鍵盤(pán)消息，當(dāng)有鍵盤(pán)觸發(fā)時(shí)，程序執(zhí)行onKey()函數(shù)判斷是哪一個(gè)按鍵，從而執(zhí)行相應(yīng)的操作，然后對(duì)相應(yīng)的變量重新賦值。任務(wù)二主要負(fù)責(zé)Snake在屏幕上的位置移動(dòng)。其中，蛇的身體由draw_rect（）函數(shù)動(dòng)態(tài)繪制，通過(guò)動(dòng)態(tài)的繪制，從而在屏幕上顯示出游動(dòng)的效果。任務(wù)二在負(fù)責(zé)繪制Snake的同時(shí)也完成對(duì)分?jǐn)?shù)和其他相關(guān)參數(shù)的記錄和顯示。任務(wù)三負(fù)責(zé)LED燈的閃爍，用來(lái)指示RTOS處于正常工作狀態(tài)。在上面三個(gè)任務(wù)中，任務(wù)一的優(yōu)先級(jí)是12，任務(wù)二的優(yōu)先級(jí)是20，任務(wù)三的優(yōu)先級(jí)是60,

13、。所以任務(wù)一是主任務(wù)，在創(chuàng)建任務(wù)后，任務(wù)一優(yōu)先運(yùn)行，任務(wù)二處于就緒狀態(tài)，但是又因?yàn)槿蝿?wù)一是等待鍵盤(pán)消息，在沒(méi)有鍵盤(pán)觸發(fā)的時(shí)候，任務(wù)一被掛起，這時(shí)候任務(wù)二就進(jìn)入了運(yùn)行狀態(tài)。流程圖圖一、任務(wù)一流程圖圖二、任務(wù)二流程圖圖三、任務(wù)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系四、主要程序代碼設(shè)計(jì)1、任務(wù)劃分和優(yōu)先級(jí)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(wù)堆棧void Led_Flash_Task(void *Id); /LED閃爍任務(wù)#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(wù)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(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)蛇的移動(dòng)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(jìn)行轉(zhuǎn)彎和移動(dòng)。當(dāng)蛇頭撞到邊界或者自身時(shí)，界面顯示游戲結(jié)束。當(dāng)蛇吃掉食物后，蛇的身體增長(zhǎng)一個(gè)矩形的長(zhǎng)度，同時(shí)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(jìn)而根據(jù)按鍵控制讓蛇在一定方向上游動(dòng)，在顯示蛇游動(dòng)的過(guò)程中，要根據(jù)需求計(jì)算蛇頭的下一個(gè)位置，然后將蛇身中每一節(jié)的當(dāng)前坐標(biāo)給它的后一節(jié)，即蛇身的每一塊移動(dòng)到其前一塊的位置，接著把新蛇顯示在液晶上。當(dāng)蛇頭撞墻或者撞自身時(shí)，將蛇移動(dòng)任務(wù)掛起；執(zhí)行死亡任務(wù)時(shí)在

18、液晶上顯示Game Overed；蛇每次吃到食物后，蛇的長(zhǎng)度增加1，將蛇尾的坐標(biāo)保留，傳給新增的那一節(jié)，顯示新的食物。通過(guò)ChangePointCount記錄改變次數(shù)，ChangePointPos102記錄每一次的坐標(biāo)，沒(méi)有移動(dòng)改變的時(shí)候，用繪圖函數(shù)畫(huà)原先的圖，有移動(dòng)的時(shí)候，先畫(huà)頭部，再利用循環(huán)畫(huà)中間，最后畫(huà)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(jiǎn)單，只要判斷蛇頭的X，Y坐標(biāo)是否同時(shí)和食物的坐標(biāo)X，Y一樣

22、，吃到食物后，改變響應(yīng)游戲參數(shù)，這時(shí)候要讓變量addcount加1，要注意根據(jù)此時(shí)蛇的運(yùn)動(dòng)方向來(lái)確定新蛇頭的坐標(biāo)。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(huà)豆子畫(huà)豆子時(shí)，通過(guò)判斷豆子有沒(méi)有被吃掉決定要不要畫(huà)，如果已經(jīng)被蛇吃掉，就不要畫(huà)，沒(méi)有吃掉就畫(huà)，通過(guò)數(shù)組的值是TR