基于单片机的打地鼠游戏设计

覃丽姗 李宁 王恬灏

摘 要：打地鼠游戏是人们生活中常见的一种休闲小游戏，尤其受儿童的喜爱。打地鼠游戏玩法简单，考验人们的反应速度，能够充分的锻炼孩子的手眼协调能力。本文设计一种基于单片机的打地鼠游戏，采用STC89C51单片机为主控芯片，以LED发光二极管亮灭模拟地鼠的出现，用独立按键模块打地鼠。同时该设计具有计分功能，用LCD1602液晶显示屏来计分。

关键词：打地鼠；STC89C51；LCD1602；设计

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

单片机是一种新型微处理器，具有有抗干扰能力，成本低的特点。打地鼠游戏是人们生活中常见的一种休闲小游戏，尤其受2-5岁儿童的喜爱。打地鼠游戏玩法简单，考验人们的反应速度，能够充分的锻炼孩子的手眼协调能力，开发者可以根据儿童兴趣开发出具有多功能的打地鼠游戏，比如升级、道具、过关等，增加游戏的趣味性。

1 设计思想

基于单片机的打地鼠游戏主要是采用STC89C51为主控芯片的单片机，控制9个LED和9个独立按键分别制作模块，用LED发光二极管模拟地鼠，LED亮表示地鼠出现，按下相应的按键即表示打地鼠成功，LCD1602液晶显示屏就会相应的显示计数；如果没按下相应的按键，则打地鼠失败，LCD1602液晶显示屏不会计数。计分功能为打掉一个地鼠会加1分，没打中地鼠显示屏不计分。本设计有两种转换功能，一种是只随机点亮1个LED灯，表示出现1只地鼠；另一种功能是随机点亮9个LED灯，表示出现9只地鼠。

2 硬件设计

（1）单片机最小系统。单片机具有体积小、功耗低、控制能力强的特点，在整个系统中相当于人体的大脑，控制产生随机数或按照规定让LED灯依次亮，来模拟出两种打地鼠的模式。同时控制整个系统的逻辑加分，最后让得分在LCD1602上显示。整个单片机控制系统主要由复位按键和晶振电路组成。复位按键主要是让单片机初始化，其他模块不受到干扰，则也就表示一次打地鼠模拟结束后，重新再一次打地鼠则可以按复位按键。晶振电路主要为整个系统提供相同的工作时间，让各模块协调统一一起工作。

（2）显示模块。LCD1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。LCD1602 采用标准的 14脚（无背光）或 16脚（带背光）接口，本设计利用该显示屏来显示打地鼠最后的所得分数。

（3）LED灯模块。单片机的打地鼠游戏设计就是以LED灯的亮灭模拟地鼠的出现和消失。LED即为发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，可以直接把电转化为光，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理而采用电场发光。LED的特点明显，并具有寿命长、光效高、辐射低与功耗低等优点。基于单片机的打地鼠游戏设计将9个LED灯分别与9个100Ω的电阻串联，可有效防止LED过热。LED灯亮表示地鼠出现，LED灯灭表示地鼠消失。

（4）按键模块。本设计采用按键接低的方式来读取按键，单片机初始时，因为为高电平，当按键按下的时候，会给单片机一个低电平，单片机对信号进行处理。单片机键盘分为独立键盘和矩阵式键盘两种。独立键盘每个I/O口上只接一个按键，按键的另一端接电源或接地（一般情况接地），这种接法程序比较简单且系统更加稳定。矩阵式键盘式接法程序比较复杂，但是占用的I/O少。根据设计的需要基于单片机的打地鼠游戏设计选用的是独立式键盘接法。

3 软件设计

（1）主程序设计。软件设计中主程序的作用为对单片机及其其它外围电路的器件进行初始化，同时，不断进行相应的判断，执行软件系统中的各个子程序，按照系统设计的最初要求实现相应的控制功能。游戏程序应用C语言编译，主要使用函数为随机函数和键盘扫描函数。通过随机函数产生一个随机数，并同时使对应的LED点亮，即可出现随机的“地鼠”。通过键盘扫描函数，使每个按键各对应一个LED燈，通过按下该键使相应LED灯熄灭。主程序流程图如下图所示。

（2）子程序设计。基于单片机的打地鼠游戏设计独立按键，采用按键扫描的方法进行按键检测，不断检测是否有按键按下，如果有，进行按键消抖，再次判断按键是否被按下，如果确定按键按下，单片机执行相应的子函数。基于单片机的打地鼠游戏设计显示屏程序中主要是用并行的控制方式。操作显示器通过时序控制来完成，单片机将指令代码写入相应的控制寄存器，寄存器根据输入的指令执行相应的操作。

参考文献：

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[2]李倩.基于PLD的打地鼠游戏的设计与实现[J].中国现代教育装备，2015（07）：121-123.

[3]陈权昌，李兴富.单片机原理及应用[M].广州：华南理工大学出版社，2007（08）.

[4]李庆亮.C语言程序设计实用教程[M].北京：机械工业出版社，2005（03）.

作者简介：覃丽姗（1997-），女，广西贵港人，本科在读，电气与信息学院电子信息工程专业。