Если у вас нет хороших идей в плане того, чтобы сделать с микроконтроллером и ЖК-дисплеем, то проект, имитирующий игру в прыгающего динозавра из браузера Chrome, будет отличной практикой и весьма веселым занятием.
Отметим, что этот проект НЕ был написан на Arduino, а был написан на чистом коде AVR C с использованием Atmel Studio. Здесь используется Arduino Uno и Uno-совместимый экран, но в основном потому, что это самая дешевая и самая доступная вещь. Таким образом, для любого, кто знаком с C, но работал только в Arduino, примерно половина кода здесь могла бы сбивать с толку, но если взять кого-то, кто изучал AVR C (сам), это будет совсем не сложно.
Основные моменты программирования касаются взаимодействия с дисплеем. Многое зависит от установки битов в верхних 4 слотах регистра PORTD и правильного использования контактов EN и RS. В данной реализации весь PORTD тратится впустую для связи с дисплеем (что сводит на нет преимущества 4-битного режима) и эффективно тратит UART, но в данном случае мы не собираемся использовать их для чего-либо еще, так что это нормально для этого варианта использования.
Убедитесь, что при взаимодействии с ИС ЖК-дисплея используются правильные задержки, в противном случае она не сможет правильно обработать данные (это довольно медленный чип). Другой момент заключается в том, что скорость игры ограничена тем, насколько быстро может обновляться дисплей. При максимальной скорости дисплей обновляется с частотой 11,8 Гц (задержка в цикле 85 мс), и он достаточно удобочитаемый, чтобы играть в такую игру, все в дальнейшем вызывает серьезные проблемы с яркостью.
Поскольку одной из целей было – сделать эту игру как можно более случайной, каждый раз, когда программа зацикливается, она читает аналоговое значение ADC5, которое остается плавающим, и использует это число в качестве начального числа для функции генератора случайных чисел. Это далеко не идеально, поскольку могут появиться повторяющиеся последовательности, которые исчезнут через несколько секунд, но без добавления какого-либо дополнительного оборудования это (вероятно) лучшее, что что-либо еще.
Каждые 500 мкс Timer1 настроен на запуск TIMER1_COMPA_vect IS, где он проверяет, нажата ли кнопка вверх, и глобальные переменные установлены соответственно.
Чтобы упростить программирование и эффективно уменьшить логику приложения, здесь используюется буфер для первой строки и буфер для второй строки дисплея. Все записывается в эти 2 буфера, и они выводятся на дисплей целиком.
Для создания изображений динозавра и кактуса 5x8 был использован paint.net. Каждый цветной квадрат представляет собой 1, а пустой (белый) – ноль. После этого все было переведено в шестнадцатеричный формат и добавлено все в два массива uint8. Эти 2 символа хранятся в CGRAM IC, где динозавр – 0x00, а кактус – 0x01.
Код программы следующий:
#include <avr/io.h>
#define F_CPU 16000000UL
#include <util/delay.h>
#include <avr/interrupt.h>
#define command 0
#define write 1
uint8_t upperBuff[16] , downerBuff[16], overMsgUpper[] = "Score: ", overMsgDowner[] = "Best: ", scoremsg[] = "Score:" , din[] = {0x0E, 0x17, 0x1E, 0x1F, 0x18, 0x1F, 0x1A, 0x12}, cact[] = {0x04, 0x05, 0x15, 0x15, 0x16, 0x0C, 0x04, 0x04};
uint8_t canup = 1, longhold = 0, distance = 6, speed = 200, isup = 0, dontprint = 0;
uint16_t aVal = 0, score = 1, bestscore = 0;
int i;
void dispInit();
void dispWrite(uint8_t bits);
void dispSend(uint8_t bits, uint8_t act);
void dispSetLine(uint8_t line);
void dispClear();
void dispHome();
void dispPrintChar(uint8_t chr[], uint8_t size);
uint16_t aRead();
int main(void)
{
for(i = 0; i < 17; i++) downerBuff[i] = ' ';
for(i = 0; i < 17; i++) upperBuff[i] = ' ';
dispInit();
TCCR1B |= (1 << WGM12) | (1 << CS11);
OCR1AH = (500 >> 8);
OCR1AL = 500;
TIMSK1 |= (1 << OCIE1A);
sei();
ADMUX = (1 << REFS0);
ADCSRA = (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1) | (1 << ADPS0) | (1 << ADEN);
while (1) {
ADMUX |= (1 << MUX2) | (1 << MUX0);
srand(aRead());
ADMUX &= ~(1 << MUX2) & ~(1 << MUX0);
if(aRead() > 900) longhold = 0;
for(i = 0; i < 16; i++) downerBuff[i] = downerBuff[i + 1];
if((rand() % 100) > (rand() % 100) && !dontprint){
downerBuff[15] = 0x01;
dontprint = 1;
}
else downerBuff[15] = ' ';
char lastchar = downerBuff[3];
if(!isup){
downerBuff[3] = 0x00;
dispSetLine(2);
dispPrintChar(downerBuff, sizeof(downerBuff));
downerBuff[3] = lastchar
canup = 1;
} else {
upperBuff[3] = 0x00;
dispSetLine(1);
dispPrintChar(upperBuff, sizeof(upperBuff));
dispSetLine(2);
dispPrintChar(downerBuff, sizeof(downerBuff));
canup = 0;
}
if(dontprint) dontprint++;
if(dontprint > distance) dontprint = 0;
if(isup) isup++;
if(isup > 4){
upperBuff[3] = ' ';
dispSetLine(1);
dispPrintChar(upperBuff, sizeof(upperBuff));
isup = 0;
}
for(i = 0; i < sizeof(scoremsg); i++) upperBuff[i + 5] = scoremsg[i];
uint8_t cnt = 11;
for(i = 10000; i > 0; i /= 10){
upperBuff[cnt] = ((score / i) % 10) + '0';
cnt++;
dispSetLine(1);
dispPrintChar(upperBuff, sizeof(upperBuff));
}
score++;
if(score > bestscore) bestscore = score;
if(lastchar == 0x01 && !isup){
dispClear();
for(i = 0; i < 17; i++) downerBuff[i] = ' ';
for(i = 0; i < 17; i++) upperBuff[i] = ' ';
uint8_t cnt;
dispSetLine(1);
for(i = 0; i < sizeof(overMsgUpper); i++) upperBuff[i] = overMsgUpper[i];
cnt = sizeof(overMsgUpper) - 1;
for(i = 10000; i > 0; i /= 10){
upperBuff[cnt] = ((score / i) % 10) + '0';
cnt++;
}
dispPrintChar(upperBuff, sizeof(upperBuff));
dispSetLine(2);
for(i = 0; i < sizeof(overMsgDowner); i++) downerBuff[i] = overMsgDowner[i];
cnt = sizeof(overMsgDowner) - 1;
for(i = 10000; i > 0; i /= 10){
downerBuff[cnt] = ((bestscore / i) % 10) + '0';
cnt++;
}
dispPrintChar(downerBuff, sizeof(downerBuff));
while(1){
aVal = aRead();
if(aVal > 635 && aVal < 645){
for(i = 0; i < 17; i++) downerBuff[i] = ' ';
dispSetLine(1);
dispPrintChar(downerBuff, sizeof(downerBuff));
for(i = 0; i < 17; i++) upperBuff[i] = ' ';
dispSetLine(2);
dispPrintChar(upperBuff, sizeof(upperBuff));
dontprint = 0;
isup = 0;
score = 1;
speed = 200;
longhold = 0;
distance = 6;
canup = 1;
break;
}
}
}
if(score % 5 == 0) speed -=2;
if(speed < 85) speed = 85;
if(score % 175 == 0) distance--;
if(distance < 4) distance = 4;
for(i = 0; i < speed; i++) _delay_ms(1);
}
}
void dispInit(){
_delay_ms(50);
DDRD = 0b11110000;
DDRB = 0b00000011;
dispWrite(0x30);
_delay_us(4500);
dispWrite(0x30);
_delay_us(4500);
dispWrite(0x30);
_delay_us(4500);
dispWrite(0x28);
dispSend(0x28, command);
dispSend(0x08, command);
dispSend(0x01, command);
_delay_ms(50);
dispSend(0x0C, command);
_delay_ms(5);
dispSend(0x40, command);
for(i=0; i<8; i++) dispSend(din[i], write);
dispSend(0x80, command);
dispSend(0x48, command);
for(i=0; i<8; i++) dispSend(cact[i], write);
dispSend(0x80, command);
}
void dispPrintChar(uint8_t chr[], uint8_t size){
for(uint8_t i = 0; i < size; i++) dispSend(chr[i], write);
}
void dispSetLine(uint8_t line){
if(line == 2) dispSend(0xC0, command);
else dispSend(0x80, command);
}
void dispClear(){
dispSend(0x01, command);
_delay_ms(2);
}
void dispHome(){
dispSend(0x02, command);
_delay_ms(2);
}
void dispSend(uint8_t bits, uint8_t act){
if(act) PORTB |= (1 << DDB0);
else PORTB &= ~(1<<DDB0);
dispWrite(bits);
dispWrite(bits << 4);
_delay_us(80);
}
void dispWrite(uint8_t bits){
PORTD = bits;
PORTB |= (1<<DDB1);
_delay_us(1);
PORTB &= ~(1<<DDB1);
_delay_us(1);
}
uint16_t aRead(){
ADCSRA |= (1 << ADSC);
while (ADCSRA & (1 << ADSC));
return ADCL | (ADCH << 8);
}
ISR (TIMER1_COMPA_vect){
if(!longhold){
aVal = aRead();
if(aVal > 95 && aVal < 104 && canup){
isup = 1;
longhold++;
}
}
}
© digitrode.ru
