基于單片機的打地鼠游戲設計

覃麗姍 李寧 王恬灝

摘 要：打地鼠游戲是人們生活中常見的一種休閑小游戲，尤其受兒童的喜愛。打地鼠游戲玩法簡單，考驗人們的反應速度，能夠充分的鍛煉孩子的手眼協(xié)調能力。本文設計一種基于單片機的打地鼠游戲，采用STC89C51單片機為主控芯片，以LED發(fā)光二極管亮滅模擬地鼠的出現(xiàn)，用獨立按鍵模塊打地鼠。同時該設計具有計分功能，用LCD1602液晶顯示屏來計分。

關鍵詞：打地鼠；STC89C51；LCD1602；設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.110

單片機是一種新型微處理器，具有有抗干擾能力，成本低的特點。打地鼠游戲是人們生活中常見的一種休閑小游戲，尤其受2-5歲兒童的喜愛。打地鼠游戲玩法簡單，考驗人們的反應速度，能夠充分的鍛煉孩子的手眼協(xié)調能力，開發(fā)者可以根據兒童興趣開發(fā)出具有多功能的打地鼠游戲，比如升級、道具、過關等，增加游戲的趣味性。

1 設計思想

基于單片機的打地鼠游戲主要是采用STC89C51為主控芯片的單片機，控制9個LED和9個獨立按鍵分別制作模塊，用LED發(fā)光二極管模擬地鼠，LED亮表示地鼠出現(xiàn)，按下相應的按鍵即表示打地鼠成功，LCD1602液晶顯示屏就會相應的顯示計數；如果沒按下相應的按鍵，則打地鼠失敗，LCD1602液晶顯示屏不會計數。計分功能為打掉一個地鼠會加1分，沒打中地鼠顯示屏不計分。本設計有兩種轉換功能，一種是只隨機點亮1個LED燈，表示出現(xiàn)1只地鼠；另一種功能是隨機點亮9個LED燈，表示出現(xiàn)9只地鼠。

2 硬件設計

（1）單片機最小系統(tǒng)。單片機具有體積小、功耗低、控制能力強的特點，在整個系統(tǒng)中相當于人體的大腦，控制產生隨機數或按照規(guī)定讓LED燈依次亮，來模擬出兩種打地鼠的模式。同時控制整個系統(tǒng)的邏輯加分，最后讓得分在LCD1602上顯示。整個單片機控制系統(tǒng)主要由復位按鍵和晶振電路組成。復位按鍵主要是讓單片機初始化，其他模塊不受到干擾，則也就表示一次打地鼠模擬結束后，重新再一次打地鼠則可以按復位按鍵。晶振電路主要為整個系統(tǒng)提供相同的工作時間，讓各模塊協(xié)調統(tǒng)一一起工作。

（2）顯示模塊。LCD1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數字、符號等的點陣型液晶模塊它有若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。LCD1602 采用標準的 14腳（無背光）或 16腳（帶背光）接口，本設計利用該顯示屏來顯示打地鼠最后的所得分數。

（3）LED燈模塊。單片機的打地鼠游戲設計就是以LED燈的亮滅模擬地鼠的出現(xiàn)和消失。LED即為發(fā)光二極管，是一種能夠將電能轉化為可見光的固態(tài)的半導體器件，可以直接把電轉化為光，它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理而采用電場發(fā)光。LED的特點明顯，并具有壽命長、光效高、輻射低與功耗低等優(yōu)點?；趩纹瑱C的打地鼠游戲設計將9個LED燈分別與9個100Ω的電阻串聯(lián)，可有效防止LED過熱。LED燈亮表示地鼠出現(xiàn)，LED燈滅表示地鼠消失。

（4）按鍵模塊。本設計采用按鍵接低的方式來讀取按鍵，單片機初始時，因為為高電平，當按鍵按下的時候，會給單片機一個低電平，單片機對信號進行處理。單片機鍵盤分為獨立鍵盤和矩陣式鍵盤兩種。獨立鍵盤每個I/O口上只接一個按鍵，按鍵的另一端接電源或接地（一般情況接地），這種接法程序比較簡單且系統(tǒng)更加穩(wěn)定。矩陣式鍵盤式接法程序比較復雜，但是占用的I/O少。根據設計的需要基于單片機的打地鼠游戲設計選用的是獨立式鍵盤接法。

3 軟件設計

（1）主程序設計。軟件設計中主程序的作用為對單片機及其其它外圍電路的器件進行初始化，同時，不斷進行相應的判斷，執(zhí)行軟件系統(tǒng)中的各個子程序，按照系統(tǒng)設計的最初要求實現(xiàn)相應的控制功能。游戲程序應用C語言編譯，主要使用函數為隨機函數和鍵盤掃描函數。通過隨機函數產生一個隨機數，并同時使對應的LED點亮，即可出現(xiàn)隨機的“地鼠”。通過鍵盤掃描函數，使每個按鍵各對應一個LED燈，通過按下該鍵使相應LED燈熄滅。主程序流程圖如下圖所示。

（2）子程序設計?；趩纹瑱C的打地鼠游戲設計獨立按鍵，采用按鍵掃描的方法進行按鍵檢測，不斷檢測是否有按鍵按下，如果有，進行按鍵消抖，再次判斷按鍵是否被按下，如果確定按鍵按下，單片機執(zhí)行相應的子函數?；趩纹瑱C的打地鼠游戲設計顯示屏程序中主要是用并行的控制方式。操作顯示器通過時序控制來完成，單片機將指令代碼寫入相應的控制寄存器，寄存器根據輸入的指令執(zhí)行相應的操作。

參考文獻：

[1]毋玉芝，段向東.基于Authorware的打地鼠游戲設計[J].科技信息（科學教研），2008（04）：79+84.

[2]李倩.基于PLD的打地鼠游戲的設計與實現(xiàn)[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2015（07）：121-123.

[3]陳權昌，李興富.單片機原理及應用[M].廣州：華南理工大學出版社，2007（08）.

[4]李慶亮.C語言程序設計實用教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005（03）.

作者簡介：覃麗姍（1997-），女，廣西貴港人，本科在讀，電氣與信息學院電子信息工程專業(yè)。