。。。上一次和同学们（同学＝一同学习者，同游＝一同云游者，同居？ 。。。 以此类推，不一而论）瞎聊了一点有关二进制数的宏定义以及用 bit map 手工输入点阵图形的事（http://www.51hei.com/bbs/dpj-237651-1.html）， 但没有提及如何玩 51 单板机上那个 8x8 LED 矩阵。 BBC Micro:bit 上有一组 5 x 5 的LED 矩阵，官方很认证地开发了一个＂喜怒哀乐＂表情包，意欲把那个稀缺资源的利用发挥到极致，考虑到Micro:bit不过是儿童的玩具，我就不把那个表情包port到５1 单板机上了。对于认真的程序员，把 PONG 这个古老的游戏port过来，以表示对前辈程序员的敬意，视乎更有一点意思？
。。。闲话少叙，我们单刀直入，先在那个 ８ｘ８LED 矩阵上实现单个 LED 的动画，而后展开相应的数据结构，以实现“乒乓球”和“乒乓板”之间的互动。为此，我们来看看如何实现用（ｘ，ｙ）一对坐标来实现对６４个LED当中任何一个LED的“寻址” 。。。 以下是N种方案当中的一种：
u8 data bitBuffer []= {
b00111000, //x(7,0) *(7,7)
b01111100, // |
b01111110, // |
b00111111, // |
b00111111, // | *(x,y)
b01111110, // |
b01111100, // |
b00111000 //(0,0)--------＞y(0,7)
};
按照单板机上具体的硬件设计，我们可以把（ｘ，ｙ）映射为８ｘ８LED矩阵的行列端口控制信号，以我手上那块单板机为例（http://www.51hei.com/bbs/dpj-237407-1.html），其映射关系如下：
(x,y) --> ( LedMatrixPort_Col = ~(1<<(7-x)) ,74hc595_Dout = 1<<(7-y)) )
这里，x 和 y 的值域都是整数闭区间 [0,7].
如你想要点亮（ｘ，ｙ）位置上单独一颗LED，调用以下函数即可：
//void _8x8ledMatrixShow(u8 x,u8 y) compact{
//
// LedMatrixPort_Col = ~(1<<(7-x));
// hc595_write_data(1<<(7-y));
// delay_10us(100); //延时一段时间，等待显示稳定
// hc595_write_data(0x00);//消影
//}
有了这个函数，你可以让这颗被点亮的LED在各种（数学）轨迹上游走，实现任意动画效果， ｐｉｅｃｅ ｏｆ ｃａｋｅ？
细心的同学会注意到我把上述函数注释屏蔽掉了，表示我在实际的PONG游戏代码里并没有使用这个函数。在游戏更新“乒乓球”位置的代码中，我直接利用了（ｘ，ｙ）和行－列端口的映射关系，同时把球的位置信息和“乒乓板”的位置信息一起缓存在bitBuffer 里面，当所有需要更新的数据都准备好之后才一次性地“刷新” LED矩阵的显示，这是几乎所有游戏编程普遍使用的所谓double buffer 技术，大家可以谁便参考一本游戏编程的书籍了解其原委，我不讲了。
避免调用上述函数，对于51 单片机这样的系统还考虑到硬件资源问题。51单片机的片内 数据RAM 非常贫乏，只能实现一个很浅的stack, 如果在函数调用时使用很多参数，最糟的情况下（如递归调用带参数的函数），stack 很容易overflow, 导致程序崩溃。因此，大家在不影响程序代码架构清晰的情况下，尽量使用全局变量为上策。
okay，我们继续PONG的编程。。。在游戏世界里，“球”和“板”都是所谓的 objetcs (东东？ sprite ? whatever )，如果开发环境比较豪华，我们应该用类似C++ 的class 来封装这些东东的属性和行为，但这里比较简陋，我们就用struct 来简单凑合一下吧。。。
typedef struct {
signed char pTop; // 球板的顶端 y 坐标
signed char pShift; // 球板的顶端 x 坐标，缺省值为 7，如果<7, 表示迎着球的方向击球，如果值不变，就是简单的挡球。。。
u8 score; // 用于计分
} sPaddle;
sPaddle myPaddle; // 左侧球板，手工通过按钮实现上下移动或由 MPU 判断球的来路自动移动
sPaddle mpuPaddle; // 右侧球板，由 MPU 判断球的来路自动移动
struct {
signed char x, y; // 球的位置
signed char vx,vy; // 球的速度
}ball;
在游戏初始化时，我们必须给这些东东一些初始值，例如：
if(bGameReStart)// 如果全局变量 bGameReStart ==1 ， 从新开局
{
LED_PORT=0xff; // 熄灭 8x8 LED 矩阵
srand (rand()); // 随机数下种， 要在main.c 开头处加上 #inlude <stdlib.h> 才能调用 srand 和 rand 函数
myPaddle.pTop = 3; myPaddle.pShift = 0;myPaddle.score = 0;
mpuPaddle.pTop = rand() % 6;mpuPaddle.pShift = 7;mpuPaddle.score = 0;
ball.x = 6;
ball.y = myPaddle.pTop + rand() % 3; //ball start by human
ball.vx = 1 + rand()%2; // 相当于 random(1,2);
ball.vy = -2 + rand()%5;// 相当于 random(-2,2); avoid use function stack...
bGameReStart =0; // don't keep running the code inside {}
}
世上所有游戏的灵魂是随机数，包括你在“真实”世界里面玩现实版的“真人游戏”， 所以我对随机数多啰嗦几句。。。由于硬件随机数发生器非常昂贵，大多数数字系统都采用软件伪随机数，其原理大家自行wikipeida, 我只解释上面的代码里，我为何免用 random(上限，下限) 这样的函数，而是直接用 % 运算符来取指定范围的随机数。
在<stdlib.h>库里，rand() 的16位整数值域是 [0, 32767], random(上限，下限) 的定义通常类似以下形式：
unsigned int random(unsigned int lo，unsigned int hi) {
return ( lo + （hi - lo）* rand()/32768 );
}
或者，限于返回8位（signed）整数:
signed char random(signed char lo, signed char hi){
return (lo + rand()%((hi-lo+1)) );
}
但这样的函数定义都有参数调用的开销，前一个还涉及“昂贵”的除法，这些都是资源匮乏的单板机需要尽量避免的。通常在C语言里，我们可以采用宏定义来重写函数定义，调用时采用 inline 宏定义，这样可以避免运行时的开销，把计算的负担分配到编译时，由编译器来代劳。同学们可以自行实验利用宏来修改上面的代码，提高程序的可读性。
接下来就是游戏的主循环。。。
L_GAME_START:
bGameReStart =1;
while(1)
{
key_matrix_flip_scan(key_value); // 4 x 4 按钮矩阵扫描
if (key_value ==2 || key_value == 5 )OE_74HC595 = 1; //turn off 8x8 LED matrix
else OE_74HC595 = 0; // enable it otherwsie
switch (key_value)
{
case 1: // 按钮- 1
_8x8ledMatrixDisplay(mPONG);
bGameReStart = 1; // 从新开始游戏
continue;
case mPADDLE_UPP-1:
case mPADDLE_UPP:
myPaddle.pShift = mPADDLE_UPP - key_value;
myPaddle.pTop -=2;
if (myPaddle.pTop < 0)myPaddle.pTop =0;
goto L_GAME_UPDATE;
case mPADDLE_UP-1:
case mPADDLE_UP:
myPaddle.pShift = mPADDLE_UP - key_value;
myPaddle.pTop -=1;
if (myPaddle.pTop < 0)myPaddle.pTop =0;
goto L_GAME_UPDATE;
case mPADDLE_DOWN-2:
case mPADDLE_DOWN-1:
case mPADDLE_DOWN:
myPaddle.pShift = mPADDLE_DOWN - key_value;
myPaddle.pTop +=1;
if (myPaddle.pTop > 4)myPaddle.pTop =5;
goto L_GAME_UPDATE;
case mPADDLE_DOWND-3:
case mPADDLE_DOWND-2:
case mPADDLE_DOWND-1:
case mPADDLE_DOWND:
myPaddle.pShift = mPADDLE_DOWND - key_value;
myPaddle.pTop +=2;
if (myPaddle.pTop > 4)myPaddle.pTop =5;
goto L_GAME_UPDATE;
case mUPDATE_PONG:
if(bGameReStart)// re-start game
{
// 游戏初始化代码，前面已经讲解，此处不再重复
}
L_GAME_UPDATE:
_8x8clearBitBuffer(); // 清除缓冲区内容
// 画球板
bitBuffer[myPaddle.pShift] = b11100000;
bitBuffer[myPaddle.pShift] = bitBuffer[myPaddle.pShift]>>myPaddle.pTop;
// 更新球的位置
ball.x += ball.vx;
ball.y += ball.vy;
// 更新球板的位置
if (ball.vx > 0 ) // ball coming to human
{
// 如果 MPU 控制球板，计算球板如何判断球路做相应的移动
}
if(myPaddle.pTop <0) myPaddle.pTop =0;
if (myPaddle.pTop > 4)myPaddle.pTop =5;
// 判断球板是否接住球，没有接住，对方就加分。。。
if(ball.x >= (7 - myPaddle.pShift) )
{
ball.x = 7;
ball.vx=-ball.vx; //左侧 X方向反弹
if( abs(ball.vy)<=1)
{
if ( ball.y < myPaddle.pTop || ball.y > (myPaddle.pTop+2))
{
mpuPaddle.score++; // 球板没有挡住球，对方加分
}
}
else
{
// 等等其它判断和计分逻辑 。。。
}
}
if( ball.y <=0 )
{
ball.y = 0; // 顶端 Y- 方向反弹
ball.vy=-ball.vy;
}
if( ball.y >= 7)
{
ball.y = 7; // 底端 Y- 方向反弹
ball.vy=-ball.vy;
}
if( ball.x <=0 )
{
ball.x = 0; //右侧 X方向反弹
ball.vx=-ball.vx;
}
bitBuffer[7-ball.x] = 128>>ball.y; // 把球的位置“写” 入缓存区域
_8x8ledMatrixDisplay(bitBuffer); // 刷新 8x8 LED 显示
key_value = mUPDATE_PONG; // repeat run mUPDATE_PONG section
// 在 7 段数码管上 显示计分
ired_buf[0]=gsmg_code[mpuPaddle.score];
ired_buf[3]=gsmg_code[myPaddle.score];
smg_display(ired_buf,1);
continue;
}
}
//END OF GAME
同学们可以看到我在这个循环里大大冒犯了一下 Goto 语句的批评者，我是实用主义者，goto 语句在这里的使用，既有效也不影响程序的可读性。C就是高级的汇编语言啊，汇编语言大量使用各种 JMP 指令，C语言里适当使用 goto 语句，大家可以理直气壮。
这个循环的上面有一小段和 PZ 单板机设计缺陷有关的代码：
if (key_value ==2 || key_value == 5 )OE_74HC595 = 1; //turn off 8x8 LED matrix
else OE_74HC595 = 0; // enable it otherwsie
板子的设计者提示玩家，如果要禁止 8x8 LED 矩阵，可以使用跳针，其实没有这个必要，这个跳针设计是多余的。8x8 LED 矩阵的开关，完全可以通过软件加以控制。我在板子上加了一根飞线，用 sbit OE_74HC595 = P1^7 定义了其用法，接下来就可以用P1^7 端口控制74HC595芯片，从而实现8x8 LED 矩阵的开和关，大家留意一下下面视频和图片里的飞线即可。
..... ...... ...... let's call it a day. .................. .................... ................... ........................ ........... .......... .............
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