這篇博客是 承接：【項目思維】貪吃蛇（嵌入式進階方向）中 嵌入式游戲引擎雛形（終極進階）， 是我們此前從 “寫一個小游戲”提升到“構建可復用游戲框架” 的飛躍階段。我們以“貪吃蛇游戲”為例，抽象出一個可擴展的嵌入式游戲引擎框架，適用于 OLED、TFT、LED 點陣等設備，可開發多個小游戲（如：貪吃蛇、五子棋、打飛機、俄羅斯方塊等）。
🧱 嵌入式游戲引擎通用框架設計
🎯 目標：將游戲拆解成獨立模塊，實現 可移植、可復用、可擴展 的游戲引擎架構。
引擎結構總覽圖
+------------------------------+
| Game Engine |
| (Main Loop + FSM + FPS) |
+------------------------------+| | | |↓ ↓ ↓ ↓
Input Render Audio Save
Layer Layer Layer System↓ ↓ ↓ ↓
+------------------------------+
| Platform Drivers |
| (OLED / TFT / Buzzer / Flash)|
+------------------------------+
這邊給一個簡單的 引擎結構：
| 模塊 | 功能 |
|---|---|
| 🎮 Game Engine Core | 狀態機、主循環、幀率控制 |
| 🎨 Render Layer | 顯示抽象（OLED/TFT） |
| 🎧 Audio Layer | 音效模塊 |
| 🧩 Input Layer | 按鍵輸入抽象 |
| 💾 Save System | 存檔管理 |
| 🧠 AI Module | 控制邏輯分離（可用于敵人） |
下面是結構拆解，僅提供項目思維，不提供具體代碼：
1. Game Engine Core
功能：
主函數（Main.c）
游戲狀態管理（FSM）
幀率控制（Frame Timing）
狀態機定義：
typedef enum {STATE_MENU,STATE_PLAYING,STATE_PAUSE,STATE_GAME_OVER
} GameState;extern GameState current_state;
主函數結構：
void game_loop(void) {while (1) {uint32_t start = millis();input_poll(); // 獲取用戶輸入game_update(); // 更新游戲狀態game_render(); // 渲染圖形audio_update(); // 音效播放save_auto(); // 自動存檔（可選）wait_for_next_frame(start); // 控制幀率}
}
2. Render Layer（顯示渲染層）
功能：
抽象不同顯示設備（OLED、TFT、LCD）
提供通用接口：繪圖、清屏、刷新
抽象接口：
typedef struct {void (*clear)(void);void (*draw_pixel)(int x, int y, bool on);void (*draw_text)(int x, int y, const char* str);void (*refresh)(void);
} RenderDriver;extern RenderDriver* renderer;
支持設備：
| 設備 | 驅動 |
|---|---|
| SSD1306 OLED | I2C/SPI |
| TFT LCD 240x320 | SPI |
| 點陣 LED | GPIO |
3. Audio Layer（音效模塊）
功能：
播放按鍵音、吃食物音、游戲結束音
支持蜂鳴器、DAC、PWM 音頻輸出
抽象接口：
typedef struct {void (*play_sound)(uint8_t sound_id);void (*stop)(void);
} AudioDriver;extern AudioDriver* audio;
聲音事件：
事件 聲音編號
吃到食物 1
死亡 2
按鍵確認 3
4. Input Layer（輸入抽象層）
功能：
抽象按鍵輸入、方向鍵、觸摸、搖桿等設備
支持事件機制：按下、松開、長按
輸入事件結構：
typedef enum {BTN_UP, BTN_DOWN, BTN_LEFT, BTN_RIGHT,BTN_OK, BTN_BACK
} Button;typedef struct {Button btn;bool pressed;bool long_press;
} InputEvent;void input_poll(void); // 每幀輪詢
InputEvent input_get_event(void);
5. Save System（存檔系統）
功能：
存檔游戲進度、最高分、設置等
可使用 Flash / EEPROM / SD 卡
接口示例：
typedef struct {uint32_t high_score;uint8_t volume;uint8_t speed_level;
} SaveData;void save_load(SaveData* data);
void save_store(const SaveData* data);
此處可配合 CRC 校驗，防止掉電數據損壞。
6. AI Module（控制邏輯模塊）
功能：
敵人控制、自動尋路、AI 玩家
可用于自動控制蛇、敵機、智能對戰
示例接口（自動尋路）：
typedef struct {int x;int y;
} Position;Position ai_next_move(Position current, Position target);
7. 游戲邏輯模塊（用戶層）
功能：
具體游戲邏輯開發（如：貪吃蛇、俄羅斯方塊）
復用引擎層提供的服務
典型函數封裝成庫：
void game_init(void);
void game_update(void);
void game_render(void);
8. 模塊解耦與接口設計
每個模塊通過定義接口結構體進行調用，便于替換與模擬。
游戲邏輯不關心是 OLED 還是 TFT，只關心draw_pixel()
🧰 匯總：工程結構
📁 GameEngine/
├── engine.c / .h // 主循環、狀態管理
├── render.c / .h // 顯示抽象
├── input.c / .h // 按鍵抽象
├── audio.c / .h // 音效模塊
├── save.c / .h // 存檔系統
├── ai.c / .h // AI 控制
📁 Games/
│ └── snake.c / .h // 貪吃蛇邏輯
📁 Drivers/
│ ├── ssd1306.c // OLED 驅動
│ ├── tft.c // TFT 驅動
│ └── buzzer.c // 蜂鳴器驅動
狀態流
📘 示例：貪吃蛇游戲狀態流：
stateDiagram[*] --> MENUMENU --> PLAYING : Start GamePLAYING --> PAUSE : Press PausePAUSE --> PLAYING : ResumePLAYING --> GAME_OVER : Snake Hits WallGAME_OVER --> MENU : Press OK
9. 通用框架設計（更多部分擴展）
| 模塊 | 擴展方向 |
|---|---|
| 輸入層 | 支持觸摸屏、手勢識別、模擬按鍵 |
| 渲染層 | 支持 LVGL、TFT 色彩動畫 |
| 音頻層 | 播放背景音樂（WAV 文件） |
| 存檔系統 | 支持多存檔、玩家選擇 |
| 狀態管理 | 增加 FSM 狀態隊列、異步事件 |
貪吃蛇游戲本身并不重要，從“寫一個小游戲”提升到“構建可復用游戲框架”環環相扣的 項目的各個階段，重要的是 最終目標：打造可復用的嵌入式游戲開發平臺。
例如，在這通用框架下，支持多個游戲動態加載（菜單選擇）； 每個游戲只需關心 update() 和 render()，無需處理輸入和顯示底層（已寫好，并有對應的函數封裝庫，可直接調用）；這類框架可用于教學演示（或者直接寫成游戲框架設計的開發手冊 ）、多個軟件項目間的復用、商業產品原型的通用框架設計等等。
綜上。我們以“貪吃蛇游戲”為例，最終抽象出了一個 可移植、可復用、可擴展 的嵌入式游戲引擎框架，適用于 OLED、TFT、LED 點陣等設備，可開發多個小游戲（如：貪吃蛇、五子棋、打飛機、俄羅斯方塊等）。
以上，歡迎有從事同行業的電子信息工程、互聯網通信、嵌入式開發的朋友共同探討與提問，我可以提供實戰演示或模板庫。希望內容能夠對你產生幫助！
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