為了讓大家更深入地了解底層的原理，在講解時特意選擇了51單片機(而非STM系列)，另外16*16點陣由譯碼器和移位緩存器直接驅動(而非MAX系列芯片)，搖桿也利用ADC功能判斷方向。

那如何讓單片機驅動這256個點呢？直接用IO口驅動顯然不夠且十分浪費。為了解決這個問題，我們要引入動態掃描的方法，它利用了人類的視覺暫留現象：如果讓點陣的每一行分別輪流顯示，當掃描速度足夠高時，我們并不會看到一行一行地閃動，而是一幅完整的圖像。

在驅動這個16*16點陣時，單片機會首先選中一行，然后將16位的數據輸出以顯示一行，在做短時間的停頓后接著再選擇下一行輸出，如此往復對這16行進行高速掃描就可以在點陣上看到要顯示的圖像。

先來講解一下16*16點陣的原理。為了方便大家理解，我們先來看一下8*8點陣的電路圖。它實際上由64個LED組成，每行共陰，每列共陽，當某行輸出信號為低電平時，整一行LED陰極均為低電平，當在列上分別輸入不同的電平信號時，交叉點的LED就會有不同的亮滅情況，以此不斷循環掃描，就可以顯示完整的圖像。

8*8點陣的原理圖

16*16點陣實質上為4個8*8點陣組合而成，對它的控制和8*8點陣也是大同小異，同樣是分別掃描所有的行并輸出列的數據，以此輸出完整的16*16圖像。

我們首先來考慮點陣行的控制，由于要節省單片機的引腳，我們使用74HC138譯碼器來控制不同的行，這里采用兩個譯碼器分別對16行進行選擇。

74HC138引腳圖

VDD和GND分別為電源正負極，A0,A1,A2負責數據輸入，Y0到Y7進行譯碼輸出，E1,E2,E3為使能引腳，只有當E1和E2均為低電平，E3為高電平時，譯碼器才會正常輸出，否則只會全部輸出高電平。在使用時，只需要輸入3位二進制加權地址，就能提供8個互斥的低有效輸出。

74HC138架構圖

	由于2^3=8，那3位的二進制數據剛好能用于輸出8位的互斥數據，我們正是借用這個特性來對點陣進行行掃描。根據譯碼器數據手冊提供數據，我們可以得知使用3位二進制加權地址來輸出8位的互斥信號的真值表。 74HC138真值表

由于譯碼器輸出電流較低，必須借助三極管分別放大輸出信號才能正常驅動LED。此處將譯碼器的輸出接口分別連接到PNP三極管的基極，然后發射極連接點陣的行引腳，由于所有三極管的發射極均連接在VCC上，當輸入低電平時，集電極就會輸出高電平，否則就輸出低電平，以此放大譯碼器的控制信號。

74HC138輸出的原理圖

兩個74HC138的連接圖對比

兩個譯碼器的連接圖稍有不同，對比一下可以發現它巧妙地利用了74HC138的使能特性，當G為高電平時，兩個譯碼器均無輸出，當G為低電平且D為低電平時，第一個譯碼器使能而第二個譯碼器關閉，反之第二個譯碼器使能而第一個譯碼器關閉；所以這里就可以直接使用A B C D對16行進行選擇控制，G使能全部輸出。

同樣是為了節省IO口，我們使用了兩個74HC595級聯進行列輸出，由于列輸出內容是不確定的，所以我們要借助位移緩存器將串行數據轉化為并行數據。

74HC595引腳圖

這里VCC和GND分別為電源正負極，Q0到Q7為輸出接口，DS為數據輸入口，SHCP為數據輸入時鐘，STCP為輸出存儲器鎖存時鐘線，MR用于清零移位寄存器，OE為輸出使能，Q7S可以連接到下一級位移緩存器的DS。

查閱數據手冊可知，當SHCP產生一個上升沿的時候，移位寄存器讀入DS上的電平信號，并且所有的數據都向后移動了一位。當數據輸入完畢時，在STCP上發送一個上升沿可以讓移位寄存器的數據鎖存輸出，由于有移位寄存器的存在，進行數據輸入的時候可以有效避免“鬼影”問題。此處為了方便大家理解引入了IC的架構圖。

74HC595架構圖

在這個制作中我們不需要對移位緩存器進行單獨操作，因此將OE接地，MR接VCC即可。把SHCP和STCP分別合并同時引出為CLK和LATCH輸入線；第二個IC的DS接到第一個IC的級聯輸出端上，以實現多個74HC595的級聯；再將第一個IC的DS端引出為DATA輸入線，這樣子我們用三根線就可以實現16位數據的串行輸出。

兩個74HC595的連接圖

? ? 總結一下，這個16*16點陣需要兩根電源線和八根數據線進行驅動，其中A B C D和G進行選擇，DATA,CLK和LATCH串行輸出16位的列顯示數據。在選通一行后，74HC595輸出該行數據，總共16行依次循環進行動態掃描，讓16*16的點陣顯示出來需要的文字或者圖形。

? ? 接著，我們用搖桿來控制蛇的走向。搖桿的本質是X軸和Y軸的兩個電位器，在搖桿運動的時候，通過讀取兩個電位器的輸出電壓就可以分別得到X軸和Y軸的坐標。由于得到是模擬數據，利用單片機的ADC功能來獲取電壓大小即可得到前后左右的運動數據。

? ? 目前國內大部分51單片機為STC的產品，因此我們選用了STC8單片機作為控制中心來驅動整個游戲。鑒于貪吃蛇程序在系統平臺上編寫過于簡單，這里就不再贅述游戲邏輯的編程。下面的C語言代碼用Keil編譯后通過串口燒錄進單片機即可。

頭文件及常量定義

全局變量定義

定義八個數據線的引腳位置

全局初始化

向74HC595發送8bits的數據的函數

借助位運算進行行選

驅動整個點陣

對搖桿的掃描及響應

定時器中斷

生成隨機點

貪吃蛇的游戲邏輯

簡易的main函數

以上就是整個貪吃蛇游戲的主要代碼，分為從硬件上驅動IC和在軟件上進行游戲的過程，雖然很簡單但能讓初學者了解51單片機對74系列IC的使用和ADC的讀取，也能對單片機的編程加強認知。謝謝大家！

圖文：林鉅聰

排版：劉楊

審核：梁慶鏵

總結

以上是生活随笔為你收集整理的单片机8×8点阵显示简单汉字的程序_干货 | 浅析单片机制作贪吃蛇游戏的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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