Xiaofeng

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【uFun开发板评测】贪吃蛇(一):用uFun开发板做游戏手柄

2019-6-4 13:47:02 显示全部楼层
拿到板子后思考了很久该做点什么,看到开发板背面有四个触摸按键,就萌生了做个很简单的游戏手柄的想法,最后决定做比较容易的贪吃蛇小游戏,刚好四个触摸按键对应上下左右方向。
背面图.png

整个贪吃蛇小项目分为两部分:第一部分是对uFun开发板的编程,另一部分是在电脑上做个简单的贪吃蛇游戏界面。先说一下uFun开发板的编程。

出于娱乐精神,看到开发板背面还有些其它资源,就忍不住为“手柄”添加了一些花里胡哨的东西,最后整个“手柄”要实现以下的功能:
  • 通过串口和电脑收发数据,控制贪吃蛇行进方向。
  • 每有按键按下时,RGB LED灯就会亮起,松开灯灭。
  • 当贪吃蛇吃到食物时,蜂鸣器会响一下。

关于触摸按键位置在原理图中的对应关系以及在本程序中的设定如下图所示。
触摸按键.png

还是通过STM32CubeMX生成初始化代码,查看板子原理图,需要用到引脚及功能如下列举:
  • 触摸按键:向右-PC5;  向上-PC4;  向左-PB3; 向下-PB4。配置为浮空输入模式,查询到高电平则有按键按下。(也可以开启外部中断,边沿检测更为准确)
  • RGB灯:对应TIM2的1、2、3通道(TIM2-CH1、TIM2-CH2、TIM2-CH3),低电平灯亮。均配置为PWM输出模式。
  • 蜂鸣器:对应TIM1的通道一(TIM1_CH1),高电平导通。配置为PWM输出模式。
  • 串口通信:micro-USB接口使用的是USART1,配置为波特率115200,8位数据位,1位停止位,无奇偶校验位。打开接收中断,主要是为了当吃到食物时电脑会给板子发送信息,从而控制蜂鸣器发声。
生成TrueSTUDIO的工程项目,由于触摸按键没有采用中断检测的方式,就需要在主函数内配合额外的标志变量完成按键检测。主函数内要做的事情也很简单:
  • 先定义一个标志变量flag,按键没有按下,flag=0;按键按下时,flag=1。该变量主要是为了防止在主循环内按下一次,误判断为按下多次。
  • 当判断有按键按下时,要通过串口向电脑发送约定好的数据格式。
  • 由于电脑发来的数据在串口接收中断里处理了,并且开启蜂鸣器也在中断里做了,因此主函数要做的只是判断蜂鸣器响没响,响了的话就过段时间把蜂鸣器关了,必竟一直想也太吵了。
整个主函数源代码如下:
  1. int main(void)
  2. {
  3.     /* USER CODE BEGIN 1 */
  4.     uint8_t upFlag = 0;                        // 用来标识四个按键是否被按下
  5.     uint8_t downFlag = 0;
  6.     uint8_t leftFlag = 0;
  7.     uint8_t rightFlag = 0;
  8.     uint16_t beepCount = 0;                // 用来计数蜂鸣器鸣响在主循环的次数
  9.     /* USER CODE END 1 */

  10.     /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
  11.     /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  12.     HAL_Init();
  13.     /* Configure the system clock */
  14.     SystemClock_Config();
  15.     /* Initialize all configured peripherals */
  16.     MX_GPIO_Init();
  17.     MX_TIM1_Init();
  18.     MX_USART1_UART_Init();
  19.     MX_TIM2_Init();
  20.     /* USER CODE BEGIN 2 */
  21.     // 初始化串口接收相关变量,开启串口接收中断
  22.     rcvIndex = 0;                // 清空接收帧的内容
  23.     frameStart = 0;        // 没有接收到一帧数据
  24.     HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &ch, 1);                        // 开启接收中断
  25.     // 打开RGB三个引脚的PWM输出
  26.     HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);
  27.     HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_2);
  28.     HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_3);
  29.     /* USER CODE END 2 */

  30.     /* Infinite loop */
  31.     /* USER CODE BEGIN WHILE */
  32.     while (1)
  33.     {
  34.         // up
  35.         if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_UP_GPIO_Port, KEY_UP_Pin) == 1 && upFlag == 0){
  36.                 RGB_On();
  37.                 SendString("<W>", 3);
  38.                 upFlag = 1;
  39.         }
  40.         if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_UP_GPIO_Port, KEY_UP_Pin) == 0 && upFlag == 1){
  41.                 RGB_Off();
  42.                 upFlag = 0;
  43.         }
  44.         // down
  45.         if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_DOWN_GPIO_Port, KEY_DOWN_Pin) == 1 && downFlag == 0){
  46.                 RGB_On();
  47.                 SendString("<S>", 3);
  48.                 downFlag = 1;
  49.         }
  50.         if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_DOWN_GPIO_Port, KEY_DOWN_Pin) == 0 && downFlag == 1){
  51.                 RGB_Off();
  52.                 downFlag = 0;
  53.         }
  54.         // left
  55.         if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_LEFT_GPIO_Port, KEY_LEFT_Pin) == 1 && leftFlag == 0){
  56.                 RGB_On();
  57.                 SendString("<A>", 3);
  58.                 leftFlag = 1;
  59.         }
  60.         if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_LEFT_GPIO_Port, KEY_LEFT_Pin) == 0 && leftFlag == 1){
  61.                 RGB_Off();
  62.                 leftFlag = 0;
  63.         }
  64.         // right
  65.         if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_RIGHT_GPIO_Port, KEY_RIGHT_Pin) == 1 && rightFlag == 0){
  66.                 RGB_On();
  67.                 SendString("<D>", 3);
  68.                 rightFlag = 1;
  69.         }
  70.         if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_RIGHT_GPIO_Port, KEY_RIGHT_Pin) == 0 && rightFlag == 1){
  71.                 RGB_Off();
  72.                 rightFlag = 0;
  73.         }
  74.         // 控制蜂鸣器,判断蜂鸣器是否在响
  75.         if(isBeeping() == 1){
  76.                 beepCount++;
  77.                 if(beepCount >= 0x1FFF){
  78.                         Beep_Stop();        // 关闭蜂鸣器
  79.                         beepCount = 0;
  80.                 }
  81.         }
  82.         /* USER CODE END WHILE */
  83.     }
  84. }
PS:有些函数是我自己定义的,不一一细说,具体代码可见附件。RGB LED灯的引脚会在初始化完成后一直亮,后来我就采用初始化直接开启PWM输出,并把占空比设置为零,阻止了一直亮得晃眼。
在串口通信中,我习惯自定义信息格式,每一个信息帧(信息包)都由如下格式组成:
<chars>

其中“<”和“>”是包头包尾,遇到包头才会真正接受信息,遇到包尾说明一帧接收结束,开始解析里面的信息。这次一共定义了5中信息:

  • <A>:表示向左
  • <S>:表示向下
  • <D>:表示向右
  • <W>:表示向上
  • <F>:表示吃到了食物(food)
为了接收信息包,就需要格外定义一些变量

  1. char rcvData[5];        // 存储串口接收到的自定义的一帧数据
  2. uint8_t rcvIndex;        // 用来记录rcvData数组接收到数据的最高位下标
  3. char ch;                        // 串口接收Buffer
  4. uint8_t frameStart;        // 标识遇到自定义的数据包头,一帧数据开始
其中rcvData数组和rcvIndex组合实现了类似于list的功能。串口接收中断回调函数实现如下,接收到<F>就会开启蜂鸣器。

  1. void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
  2. {
  3.     if(ch == '<'){
  4.         rcvIndex = 0;
  5.         frameStart = 1;
  6.     }
  7.     else if(frameStart == 1){
  8.         if(ch == '>'){
  9.             switch (rcvData[0]){
  10.                 case 'F':
  11.                     Beep_Start();
  12.                 break;
  13.                 default:
  14.                 break;
  15.             }
  16.             frameStart = 0;
  17.         }
  18.         else{
  19.         rcvData[rcvIndex] = ch;
  20.         rcvIndex++;
  21.         }
  22.     }
  23.     while(HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &ch, 1) != HAL_OK);
  24. }
至此,已经得到一个很花里胡哨的“手柄”了,下个帖子会介绍一下用Qt开发的贪吃蛇游戏界面的实现。

手柄.gif

STM32CubeMX+TrueSTUDIO的工程文件:

Snake-uFun.zip (812.26 KB, 下载次数: 0)

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好厉害的样子,,都能做成手柄了。。。

whik

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whik 2019-6-5 11:31:25 显示全部楼层
楼主好棒,第一次试用的时候,就想过这么玩,但是Qt上位机不会做。

是木科技

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是木科技 2019-6-10 08:46:37 显示全部楼层
看上去很好玩的样子,之前也有这个想法,兄弟帮忙实现了。
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