Игры на Arduino

Крафтер 16.03.2016 Arduino Оставить коментарий 1,448 Просмотры

Вспомните приставку денди, когда-то она была прорывом в игровой индустрии. Сейчас любой желающий может запрограммировать микроконтроллер и запустить игры на arduino. Хотя ардуино может выводить только черно-белое изображение, это все-равно хороший опыт в программировании.

Давайте же соберем игровую приставку на ардуино, а в качестве джойстиков будем использовать потенциометры. И запустим всем известную игру «pong». Не бойтесь, это намного проще чем кажется. Поехали!

Нам понадобится

Плата Arduino Uno
Резистор 1 кОм — 1шт.
Резистор 470 Ом — 1шт.
Потенциометр — 2шт.
Штекер RCA (тюльпан) — 1шт.

Как сделать игровую приставку на ардуино

Видеоадаптер на arduino

Прежде всего необходимо сделать адаптер для вывода изображения на телевизор и настроить плату arduino для работы с библиотекой TVout.

Об этом подробно можно прочитать в статье arduino и TV выход.

К центральному контакту штекера подключить два резистора 1 кОм и 470 Ом.

470 Ом — 7 пин.
1 кОм — 9 пин.

Корпус RCA штекера соединить с пином GND микроконтроллера.

Джойстик для arduino

Приступим к подключению джойстика, в роле которого будет потенциометр. Потенциометр имеет три вывода. К каждому из них припаяем провод.

Крайние контакты это плюс, его подключаем к пину 5В и минус к пину GND. Центральный вывод это сигнал (щетка), он подается на аналоговый разъем ардуино A0. Второй потенциометр подключается точно также, только сигнальный (центральный) вывод подается на пин A1.

Код игры для arduino

Перед тем, как заливать скетч программы, необходимо подключить все нужные библиотеки.

Подключение библиотек TVout и Controllers

Для запуска игры pong на ардуино, понадобится добавить две библиотеки, для работы с видеовходом и джойстиками.

Скачать TVoutBeta1

Скачать Controllers

Если IDE устанавливали по умолчанию, то библиотеки необходимо распаковать в C:\Users\User\Documents\Arduino.

Программируем arduino

После того как все библиотеки добавлены, можно заливать код.

В скетче закомментированы некоторые строки, в том числе запуска игры по нажатию кнопки. Игра начинается сразу.

/********
 * Arduino Pong
 * By Pete Lamonica
 *  modified by duboisvb
 *  updated by James Bruce
 * A simple implementation of Pong on the Arduino using a TV for output.
 ********/
 
#include <TVout.h>
#include <fontALL.h>
 
#define WHEEL_ONE_PIN 0 // аналоговый джойстик 1
#define WHEEL_TWO_PIN 1 // аналоговый джойстик 1
// #define BUTTON_ONE_PIN 2 //кнопка запуска игры
// #define BUTTON_TWO_PIN 3 //кнопка перезапуска и возврата в главное меню
 
#define PADDLE_HEIGHT 14
#define PADDLE_WIDTH 1
 
#define RIGHT_PADDLE_X (TV.hres()-4)
#define LEFT_PADDLE_X 2
 
#define IN_GAMEA 0 //игровой счет - выводит постоянные значения
#define IN_GAMEB 0 //игровой счет - выводит динамически значения
 
#define IN_MENU 1 // счет в меню
#define GAME_OVER 2 //game over счет
 
#define LEFT_SCORE_X (TV.hres()/2-15)
#define RIGHT_SCORE_X (TV.hres()/2+10)
#define SCORE_Y 4
 
#define MAX_Y_VELOCITY 6
#define PLAY_TO 7
 
#define LEFT 0
#define RIGHT 1
 
TVout TV;
unsigned char x,y;
 
boolean button1Status = false;
// boolean button2Status = false;
 
int wheelOnePosition = 0;
int wheelTwoPosition = 0;
int rightPaddleY = 0;
int leftPaddleY = 0;
unsigned char ballX = 0;
unsigned char ballY = 0;
char ballVolX = 2;
char ballVolY = 2;
 
int leftPlayerScore = 0;
int rightPlayerScore = 0;
 
int frame = 0;
int state = IN_MENU;
 
void processInputs() {
  wheelOnePosition = analogRead(WHEEL_ONE_PIN);
  // delay(50);
  wheelTwoPosition = analogRead(WHEEL_TWO_PIN);
 // delay(50);
//   button1Status = (digitalRead(BUTTON_ONE_PIN));
  button1Status = true;
 
 //  button2Status = (digitalRead(BUTTON_TWO_PIN) == LOW);
   if ((button1Status == 0)&& (state == GAME_OVER))
   {
     Serial.println("game over, drawing menu");
     drawMenu ();
   }
 
   delay(50);
  //Serial.println(button1Status);
  //Serial.println(state);
  //Serial.println(button2Status);
  //Serial.println(wheelOnePosition);
  //Serial.println(wheelTwoPosition);
}
 
void drawGameScreen() {
 //  TV.clear_screen();
  //отрисовка правой площадки
  rightPaddleY = ((wheelOnePosition /8) * (TV.vres()-PADDLE_HEIGHT))/ 80;
  x = RIGHT_PADDLE_X;
  for(int i=0; i<PADDLE_WIDTH; i++) {
    TV.draw_line(x+i,rightPaddleY,x+i,rightPaddleY+PADDLE_HEIGHT,1);
  }
 
  //отрисовка левой площадки
  leftPaddleY = ((wheelTwoPosition /8) * (TV.vres()-PADDLE_HEIGHT))/ 128;
  x = LEFT_PADDLE_X;
  for(int i=0; i<PADDLE_WIDTH; i++) {
    TV.draw_line(x+i,leftPaddleY,x+i,leftPaddleY+PADDLE_HEIGHT,1);
  }
 
  //вывод счета
  TV.print_char(LEFT_SCORE_X,SCORE_Y,'0'+leftPlayerScore);
  TV.print_char(RIGHT_SCORE_X,SCORE_Y,'0'+rightPlayerScore);
 
   //отрисовка мячика
  TV.set_pixel(ballX, ballY, 2);
}
 
//выбор стороны игрока
void playerScored(byte player) {
  if(player == LEFT) leftPlayerScore++;
  if(player == RIGHT) rightPlayerScore++;
 
  //check for win
  if(leftPlayerScore == PLAY_TO || rightPlayerScore == PLAY_TO) {
    state = GAME_OVER;
  }
 
  ballVolX = -ballVolX;
}
 
 void drawBox() {
  TV.clear_screen();
     
   //draw net
  for(int i=1; i<TV.vres() - 4; i+=6) {
    TV.draw_line(TV.hres()/2,i,TV.hres()/2,i+3,1);
  }
  // had to make box a bit smaller to fit tv
    TV.draw_line(0, 0, 0,95,1 );  // left
   TV.draw_line(0, 0, 126,0,1 ); // top
    TV.draw_line(126, 0, 126,95,1 ); // right
     TV.draw_line(0, 95, 126,95,1 ); // bottom
 
  state = IN_GAMEB;
}
 
 
void drawMenu() {
  x = 0;
  y = 0;
  char volX =3;
  char volY = 3;
  TV.clear_screen();
  TV.select_font(font8x8);
  TV.print(10, 5, "Arduino Pong");
  TV.select_font(font4x6);
  TV.print(22, 35, "Press Button");
  TV.print(30, 45, "To Start");
 
  delay(1000);
  while(!button1Status) {
    Serial.println("menu");
  Serial.println(button1Status);
 
    processInputs();
    TV.delay_frame(3);
    if(x + volX < 1 || x + volX > TV.hres() - 1) volX = -volX;
    if(y + volY < 1 || y + volY > TV.vres() - 1) volY = -volY;
    if(TV.get_pixel(x + volX, y + volY)) {
      TV.set_pixel(x + volX, y + volY, 0);
   
      if(TV.get_pixel(x + volX, y - volY) == 0) {
        volY = -volY;
      }
      else if(TV.get_pixel(x - volX, y + volY) == 0) {
        volX = -volX;
      }
      else {
        volX = -volX;
        volY = -volY;
      }
    }
    TV.set_pixel(x, y, 0);
    x += volX;
    y += volY;
    TV.set_pixel(x, y, 1);
  }
 
  TV.select_font(font4x6);
  state = IN_GAMEA;
}
 
void setup()  {
    //Serial.begin(9600);
  x=0;
  y=0;
  TV.begin(_NTSC);       //для устройств с 1k sram(m168) используйте TV.begin(_NTSC,128,56)
 
  ballX = TV.hres() / 2;
  ballY = TV.vres() / 2;
 
//  pinMode(BUTTON_ONE_PIN, INPUT);      // объявление цифрового пина как вход
}
 
void loop() {
  processInputs();
 
  if(state == IN_MENU) {
    drawMenu();
  }
 if(state == IN_GAMEA) {
    //Serial.println("gamA");
  //Serial.println(button1Status);
 
    drawBox();
  }
 
  if(state == IN_GAMEB) {
    if(frame % 1 == 0) { //каждый третий кадр
      ballX += ballVolX;
      ballY += ballVolY;
 
 // изменить направление если мячик попадает вверх или низ
      if(ballY <= 1 || ballY >= TV.vres()-1)
     { ballVolY = -ballVolY;
                 delay(50);
  TV.tone( 2000,30  );  
     }
     
  // тест левой стенки при поподании в нее    
      if(ballVolX < 0 && ballX == LEFT_PADDLE_X+PADDLE_WIDTH-1 && ballY >= leftPaddleY && ballY <= leftPaddleY + PADDLE_HEIGHT) {
        ballVolX = -ballVolX;
        ballVolY += 2 * ((ballY - leftPaddleY) - (PADDLE_HEIGHT / 2)) / (PADDLE_HEIGHT / 2);
            delay(50);
  TV.tone(2000,30 );  
      }
     
 // тест правой стенки при поподании в нее   
      if(ballVolX > 0 && ballX == RIGHT_PADDLE_X && ballY >= rightPaddleY && ballY <= rightPaddleY + PADDLE_HEIGHT) {
        ballVolX = -ballVolX;
        ballVolY += 2 * ((ballY - rightPaddleY) - (PADDLE_HEIGHT / 2)) / (PADDLE_HEIGHT / 2);
            delay(50);
  TV.tone( 2000,30  );  
      }
 
      //ограничение макcимальой вертикальной скорости
      if(ballVolY > MAX_Y_VELOCITY) ballVolY = MAX_Y_VELOCITY;
      if(ballVolY < -MAX_Y_VELOCITY) ballVolY = -MAX_Y_VELOCITY;
 
 // Счет
      if(ballX <= 1) {
        playerScored(RIGHT);
     // звук
     delay(50);
  TV.tone( 500,300 );  
      }
      if(ballX >= TV.hres() - 1) {
        playerScored(LEFT);
        // звук
        delay(50);
 TV.tone(  500,300 );
      }
    }
   
   
//    if(button1Status) Serial.println((int)ballVolX);
 
    drawGameScreen();
  }
 
  if(state == GAME_OVER) {
    drawGameScreen();
    TV.select_font(font8x8);
    TV.print(29,25,"GAME");
    TV.print(68,25,"OVER");
    while(!button1Status) {
      processInputs();
      delay(50);
    }
    TV.select_font(font4x6); //сброс шрифтов
    //сброс счета
    leftPlayerScore = 0;
    rightPlayerScore = 0;
    state = IN_MENU;
  }
 
 
  TV.delay_frame(1);
  if(++frame == 60) frame = 0; //инкремент and/or сброс счетчика кадров
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

181

182

183

184

185

186

187

188

189

190

191

192

193

194

195

196

197

198

199

200

201

202

203

204

205

206

207

208

209

210

211

212

213

214

215

216

217

218

219

220

221

222

223

224

225

226

227

228

229

230

231

232

233

234

235

236

237

238

239

240

241

242

243

244

245

246

247

248

249

250

251

252

253

254

255

256

257

258

259

260

261

262

263

264

265

266

267

268

269

270

271

272

273

274

275

276

277

278

279

/********

* Arduino Pong

* By Pete Lamonica

* modified by duboisvb

* updated by James Bruce

* A simple implementation of Pong on the Arduino using a TV for output.

********/

#include <TVout.h>

#include <fontALL.h>

#define WHEEL_ONE_PIN 0 // аналоговый джойстик 1

#define WHEEL_TWO_PIN 1 // аналоговый джойстик 1

// #define BUTTON_ONE_PIN 2 //кнопка запуска игры

// #define BUTTON_TWO_PIN 3 //кнопка перезапуска и возврата в главное меню

#define PADDLE_HEIGHT 14

#define PADDLE_WIDTH 1

#define RIGHT_PADDLE_X (TV.hres()-4)

#define LEFT_PADDLE_X 2

#define IN_GAMEA 0 //игровой счет - выводит постоянные значения

#define IN_GAMEB 0 //игровой счет - выводит динамически значения

#define IN_MENU 1 // счет в меню

#define GAME_OVER 2 //game over счет

#define LEFT_SCORE_X (TV.hres()/2-15)

#define RIGHT_SCORE_X (TV.hres()/2+10)

#define SCORE_Y 4

#define MAX_Y_VELOCITY 6

#define PLAY_TO 7

#define LEFT 0

#define RIGHT 1

TVout TV;

unsigned char x,y;

boolean button1Status = false;

// boolean button2Status = false;

int wheelOnePosition = 0;

int wheelTwoPosition = 0;

int rightPaddleY = 0;

int leftPaddleY = 0;

unsigned char ballX = 0;

unsigned char ballY = 0;

char ballVolX = 2;

char ballVolY = 2;

int leftPlayerScore = 0;

int rightPlayerScore = 0;

int frame = 0;

int state = IN_MENU;

void processInputs() {

wheelOnePosition = analogRead(WHEEL_ONE_PIN);

// delay(50);

wheelTwoPosition = analogRead(WHEEL_TWO_PIN);

// delay(50);

// button1Status = (digitalRead(BUTTON_ONE_PIN));

button1Status = true;

// button2Status = (digitalRead(BUTTON_TWO_PIN) == LOW);

if ((button1Status == 0)&& (state == GAME_OVER))

{

Serial.println("game over, drawing menu");

drawMenu ();

}

delay(50);

//Serial.println(button1Status);

//Serial.println(state);

//Serial.println(button2Status);

//Serial.println(wheelOnePosition);

//Serial.println(wheelTwoPosition);

}

void drawGameScreen() {

// TV.clear_screen();

//отрисовка правой площадки

rightPaddleY = ((wheelOnePosition /8) * (TV.vres()-PADDLE_HEIGHT))/ 80;

x = RIGHT_PADDLE_X;

for(int i=0; i<PADDLE_WIDTH; i++) {

TV.draw_line(x+i,rightPaddleY,x+i,rightPaddleY+PADDLE_HEIGHT,1);

}

//отрисовка левой площадки

leftPaddleY = ((wheelTwoPosition /8) * (TV.vres()-PADDLE_HEIGHT))/ 128;

x = LEFT_PADDLE_X;

for(int i=0; i<PADDLE_WIDTH; i++) {

TV.draw_line(x+i,leftPaddleY,x+i,leftPaddleY+PADDLE_HEIGHT,1);

}

//вывод счета

TV.print_char(LEFT_SCORE_X,SCORE_Y,'0'+leftPlayerScore);

TV.print_char(RIGHT_SCORE_X,SCORE_Y,'0'+rightPlayerScore);

//отрисовка мячика

TV.set_pixel(ballX, ballY, 2);

}

//выбор стороны игрока

void playerScored(byte player) {

if(player == LEFT) leftPlayerScore++;

if(player == RIGHT) rightPlayerScore++;

//check for win

if(leftPlayerScore == PLAY_TO || rightPlayerScore == PLAY_TO) {

state = GAME_OVER;

}

ballVolX = -ballVolX;

}

void drawBox() {

TV.clear_screen();

//draw net

for(int i=1; i<TV.vres() - 4; i+=6) {

TV.draw_line(TV.hres()/2,i,TV.hres()/2,i+3,1);

}

// had to make box a bit smaller to fit tv

TV.draw_line(0, 0, 0,95,1 ); // left

TV.draw_line(0, 0, 126,0,1 ); // top

TV.draw_line(126, 0, 126,95,1 ); // right

TV.draw_line(0, 95, 126,95,1 ); // bottom

state = IN_GAMEB;

}

void drawMenu() {

x = 0;

y = 0;

char volX =3;

char volY = 3;

TV.clear_screen();

TV.select_font(font8x8);

TV.print(10, 5, "Arduino Pong");

TV.select_font(font4x6);

TV.print(22, 35, "Press Button");

TV.print(30, 45, "To Start");

delay(1000);

while(!button1Status) {

Serial.println("menu");

Serial.println(button1Status);

processInputs();

TV.delay_frame(3);

if(x + volX < 1 || x + volX > TV.hres() - 1) volX = -volX;

if(y + volY < 1 || y + volY > TV.vres() - 1) volY = -volY;

if(TV.get_pixel(x + volX, y + volY)) {

TV.set_pixel(x + volX, y + volY, 0);

if(TV.get_pixel(x + volX, y - volY) == 0) {

volY = -volY;

}

else if(TV.get_pixel(x - volX, y + volY) == 0) {

volX = -volX;

}

else {

volX = -volX;

volY = -volY;

}

TV.set_pixel(x, y, 0);

x += volX;

y += volY;

TV.set_pixel(x, y, 1);

}

TV.select_font(font4x6);

state = IN_GAMEA;

}

void setup() {

//Serial.begin(9600);

x=0;

y=0;

TV.begin(_NTSC); //для устройств с 1k sram(m168) используйте TV.begin(_NTSC,128,56)

ballX = TV.hres() / 2;

ballY = TV.vres() / 2;

// pinMode(BUTTON_ONE_PIN, INPUT); // объявление цифрового пина как вход

}

void loop() {

processInputs();

if(state == IN_MENU) {

drawMenu();

}

if(state == IN_GAMEA) {

//Serial.println("gamA");

//Serial.println(button1Status);

drawBox();

}

if(state == IN_GAMEB) {

if(frame % 1 == 0) { //каждый третий кадр

ballX += ballVolX;

ballY += ballVolY;

// изменить направление если мячик попадает вверх или низ

if(ballY <= 1 || ballY >= TV.vres()-1)

{ ballVolY = -ballVolY;

delay(50);

TV.tone( 2000,30 );

}

// тест левой стенки при поподании в нее

if(ballVolX < 0 && ballX == LEFT_PADDLE_X+PADDLE_WIDTH-1 && ballY >= leftPaddleY && ballY <= leftPaddleY + PADDLE_HEIGHT) {

ballVolX = -ballVolX;

ballVolY += 2 * ((ballY - leftPaddleY) - (PADDLE_HEIGHT / 2)) / (PADDLE_HEIGHT / 2);

delay(50);

TV.tone(2000,30 );

}

// тест правой стенки при поподании в нее

if(ballVolX > 0 && ballX == RIGHT_PADDLE_X && ballY >= rightPaddleY && ballY <= rightPaddleY + PADDLE_HEIGHT) {

ballVolX = -ballVolX;

ballVolY += 2 * ((ballY - rightPaddleY) - (PADDLE_HEIGHT / 2)) / (PADDLE_HEIGHT / 2);

delay(50);

TV.tone( 2000,30 );

}

//ограничение макcимальой вертикальной скорости

if(ballVolY > MAX_Y_VELOCITY) ballVolY = MAX_Y_VELOCITY;

if(ballVolY < -MAX_Y_VELOCITY) ballVolY = -MAX_Y_VELOCITY;

// Счет

if(ballX <= 1) {

playerScored(RIGHT);

// звук

delay(50);

TV.tone( 500,300 );

}

if(ballX >= TV.hres() - 1) {

playerScored(LEFT);

// звук

delay(50);

TV.tone( 500,300 );

}

// if(button1Status) Serial.println((int)ballVolX);

drawGameScreen();

}

if(state == GAME_OVER) {

drawGameScreen();

TV.select_font(font8x8);

TV.print(29,25,"GAME");

TV.print(68,25,"OVER");

while(!button1Status) {

processInputs();

delay(50);

}

TV.select_font(font4x6); //сброс шрифтов

//сброс счета

leftPlayerScore = 0;

rightPlayerScore = 0;

state = IN_MENU;

}

TV.delay_frame(1);

if(++frame == 60) frame = 0; //инкремент and/or сброс счетчика кадров

}

Подключаем штекер RCA к AV входу телевизора, запускаем микроконтроллер и играем в пинг-понг.

Заключение

Таким образом из ардуино можно сделать игровую приставку. Но чаще эта плата выступает в роли контроллера для джойстиков. Чтобы запустить многоцветную и более серьезную игру. такую как Donkey Kong понадобится связка из платы Arduino и микрокомпьютера Rospebarry Pi.