#2020征文-开发板#Hi3861之俄罗斯方块小游戏(附源码) 精华

发布于 2020-12-8 10:40
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视频相信不少人已经看过了!

一、原理

俄罗斯方块相信大家都玩过,首先把场景分成可移动部分、和固定部分;

#2020征文-开发板#Hi3861之俄罗斯方块小游戏(附源码)

unsigned short data_blk[16];  //游戏固定部分
unsigned short data_act[4];   //游戏移动部分
unsigned char display_blk_data[53] = {0x40,0xff,0x55};  //游戏场景部分用于显示
unsigned char display_nst_data[17] = {0x40};  //游戏显示将出场的下一个方块
unsigned char data_nst;   //下一个方块的内容
unsigned int score = 0;   //得分
unsigned int delay = 100000;   //下降延时控制速度
char row_act = -1;   //活动方块所在行数
hi_i2c_data display_blk;  //用于显示
hi_i2c_data display_nst;  //用于显示

固定场景部分大小为16x12, 用16个无符号short(16位)型表示,仅用到低12位;

可移动部分大小为4x12, 用4个无符号short(16位)型表示,仅用到低12位;

所有的方块(19种)有预定义为block[19][4],下一个预告用一个无符号char型(0-18)表示19个其中的一个;

通过row_act(活动方块所在行数)控制活动方块向下移动。

二、显示

void display(void)
{
    //show the canvas
    unsigned short temp;
    for(unsigned char i=0;i<8;++i)
    {
        for(unsigned char j=0;j<12;++j)
        {
            for(unsigned char k=0;k<4;++k)
            {
                display_blk_data[3+j*4+k] = 0x00;
                temp = i*2>=row_act && i*2<row_act+4 ? data_blk[i*2]|data_act[i*2-row_act] : data_blk[i*2];
                display_blk_data[3+j*4+k] |= temp&1<<j ? img[k] : 0x00;
                temp = i*2+1>=row_act && i*2<row_act+3 ? data_blk[i*2+1]|data_act[i*2+1-row_act] : data_blk[i*2+1];
                display_blk_data[3+j*4+k] |= temp&1<<j ? img[k]<<4 : 0x00;
            }
        }
        oled_write_data(0, i, &display_blk);
    }
    //show the nest block
    for(unsigned char i=0;i<2;++i)
    {
        for(unsigned char j=0;j<4;++j)
        {
            for(unsigned char k=0;k<4;++k)
            {
                display_nst_data[j*4+k+1] = 0;
                display_nst_data[j*4+k+1] |= block[data_nst][i*2]&0x10<<j ? img[k] : 0x00;
                display_nst_data[j*4+k+1] |= block[data_nst][i*2+1]&0x10<<j ? img[k]<<4 : 0x00;
            }
        }
        oled_write_data(64, i+1, &display_nst);
    }
    //show the score
    oled_write_num(64, 7, score, 0);
}

显示函数由三部分组成:游戏场景、下一块预告、分数;

重点介绍一下游戏场景部分:

最外层i循环共8次,每次显示16行中的两行;

第二层j循环共12次,每次处理一行中的一个像素;

第三层k循环把第个游戏像素换算成用于显示的4x4个像素

 temp = i*2>=row_act && i*2<row_act+4 ? data_blk[i*2]|data_act[i*2-row_act] : data_blk[i*2];

temp = 行数遇到可移动部分 ? 背景+前景 : 背景;

display_blk_data[3+j*4+k] |= temp&1<<j ? img[k] : 0x00;

用于显示的像素数据 |= 显性像素? img中的一列 : 不显示;

下一块预告部分与上面类似,相信能举一反三的理解一下;

再简单介绍一下显示分数的部分“void oled_write_num(hi_u8 x, hi_u8 y, unsigned int n, hi_bool zero)"

x y 是要显示的数值所在的坐标,n是要显示的数值,zero是否显示前面的0;

void oled_write_num(hi_u8 x, hi_u8 y, unsigned int n, hi_bool zero)
{
    unsigned int number = n;
    unsigned char str_num[9];
    for(unsigned char i=0;i<8;++i)
    {
        str_num[7-i] = num[number%10];
        number /= 10;
    }
    str_num[8] = 0;
    if(zero)
    {
        oled_write_string_57(x, y, (hi_u8 *)str_num);
    }
    else
    {
        hi_u8 *p = str_num;
        for(;*p=='0';++p);
        oled_write_string_57(x, y, p);
    }    
}

这部分比较简单相信大家都能理解,把int型按位转换成字符串显示,

如果去除前面的0直接将字符串的起始地址向后移动,直到有非0数字。

如果想仔细研究显示原理请下载附件显示驱动芯片数据手册

 

三、方块移动

void block_left(void)
{
    //限制移动代码
    //move to right on screen left
    for(unsigned char i=0;i<4;++i)
    {
        data_act[i]>>=1;
    }
}

直接把活动方块进行移动操作即可,左右原理一样;

就这么简单? 当然不是!

在移动前还要加一些限制:到边界了不能再移动、有固定方块阻挡不能移动

下面就是限制移动代码,如果触发限制移动条件,直接返回,不进行移动操作

    //if close to edge give up move
    for(unsigned char i=0;i<4;++i)
    {
        if(data_act[i]&0x0001)
        {
            return;
        }
        if((data_act[i]>>1) & data_blk[row_act+i])
        {
            return;
        }
    }

这个最烧脑的就是方块的旋转了,发视频前就差旋转函数没有写了,直到昨天才调到合适,

先看一下基础代码:

static void block_turn(char* arg)
{
    (void)arg;
    unsigned short turned[4]={0, 0, 0, 0};
    unsigned char i;
    for(i=0;i<12;++i)
    {
        if(data_act[0]&1<<i || data_act[1]&1<<i || data_act[2]&1<<i || data_act[3]&1<<i)
        {
            break;
        }
    }
    for(unsigned char j=0;j<4;++j)
    {
        for(unsigned char k=0;k<4;++k)
        {
            turned[3-j] |= data_act[k]&1<<(i+j) ? 1<<(i+k) : 0;
        }
    }
    for(unsigned char j=0;j<4;++j)
    {
        data_act[j] = turned[j];
    }
}

首先是声明一个"turned[4]"用于存放旋转后的方块,为什么不直接在原图旋转呢?

第一个循环从低到高到位扫描找到方块所在列,

第二个循环从找到方块的列取4X4进行行列转置,

第三个循环把旋转后的方块更新到当前活动方块。

#2020征文-开发板#Hi3861之俄罗斯方块小游戏(附源码)

重点:前面讲了这是一个基础代码,功能实现了,但有一个问题不得不考虑:旋转后干涉吗?干涉怎么办?

解析:除了上面不会干涉,下左右都可能因为旋转干涉,干涉我就不转了呗。

如图旋转会造成方块下移:

    for(unsigned char j=0;turned[0]==0&&j<2;++j)
    {
        turned[0] = turned[1];
        turned[1] = turned[2];
        turned[2] = turned[3];
        turned[3] = 0;
    }

如果己经在边上了,可能会造成出界:

#2020征文-开发板#Hi3861之俄罗斯方块小游戏(附源码)

    for(;turned[0]&1<<12 || turned[1]&1<<12 || turned[2]&1<<12 || turned[3]&1<<12;)
    {
        for(unsigned char j=0;j<4;++j)
        {
            turned[j] >>= 1;
        }   
    }

因为是左对齐的,所以左边不会存在这个情况,且只有右边有富裕空间刚好利用一下。

最近再检测一下是否与固定方块干涉:

    for(unsigned j=0;j<4;++j)
    {
        if(turned[j] & data_blk[row_act+j])
        {
            return;
        }
    }

以上条件都满足了,才能执行最后的更新到当前活动方块,否则放弃旋转。

这也是为什么要事先声明一个“turned[4]“,如果在原图旋转万一干涉了还要转回去!

四、按键的实现(重点)

按键用到了两个接口分别是GPIO5和GPIO8,

void init_key(void)
{
    GpioInit();
    IoSetFunc(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_5, WIFI_IOT_IO_FUNC_GPIO_5_GPIO);
    GpioSetDir(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_5, WIFI_IOT_GPIO_DIR_IN);
    IoSetPull(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_5, WIFI_IOT_IO_PULL_NONE);
    GpioRegisterIsrFunc(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_5, WIFI_IOT_INT_TYPE_EDGE, WIFI_IOT_GPIO_EDGE_FALL_LEVEL_LOW, key_press, NULL);

    IoSetFunc(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_8, WIFI_IOT_IO_FUNC_GPIO_8_GPIO);
    GpioSetDir(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_8, WIFI_IOT_GPIO_DIR_IN);
    IoSetPull(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_8, WIFI_IOT_IO_PULL_UP);
    GpioRegisterIsrFunc(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_8, WIFI_IOT_INT_TYPE_EDGE, WIFI_IOT_GPIO_EDGE_FALL_LEVEL_LOW, block_turn, NULL);
}

这两个接口还是有区别的,5#口上接了三个按键,8#口上一个按键,分别指定了中断服务函数:

8#比较简单检测到下降沿进行中断服务程序(方块旋转)即前面讲到的“block_turn()”;

5#稍复杂一点,进行中断服务程序后再进行AD转换,通过AD转换检出是哪一个按键被按下,再进行不同的操作

#2020征文-开发板#Hi3861之俄罗斯方块小游戏(附源码)

当不同的按键按下时,会通过AD检测到不同的采样值,可以通过计算得到,也可以通过实际采集得到:

读取端口的模拟量值:

hi_u16 read_key(void)
{
    hi_u16 data=0;
    hi_adc_read(HI_ADC_CHANNEL_2, &data, HI_ADC_EQU_MODEL_4, HI_ADC_CUR_BAIS_DEFAULT, 10);
    return data;
}

用到了自带的“hi_adc_read”,参数分别是(要读取的端口、接收数据的变量、取N次采样平均结果、基准电压、采样间隔)

这里读的是端口2(见原理图)取4次平均值,自动基准电压,10us间隔,

可以是方法还没有完全掌握,更改基准电压没有影响检测值,而且当没有按键按下时应该读到3.3V的电压,却只读到了1.8V的电压。

后面再仔细研究后更新一下。

这里提供计算方法供参考:

当S1按下 采集电压 = 3.3 * 1 / (1+4.7) = 0.578947368V

采集到的值 = 4096 * 1 / (1+4.7) = 718

当S2按下 采集电压 = 3.3 * (1+1) / (1+1+4.7) = 0.985074627

采集到的值 = 4096 * (1+1) / (1+1+4.7) = 1223

以下参考值来源实际采集!

static void key_press(char* arg)
{
    (void)arg;
    unsigned int ret = read_key();
    usleep(500);
    if (abs(ret - read_key()) > 30)
    {
        return;
    }
    if(ret>300 && ret<360)
    {
        block_left();
        return;
    }
    if(ret>530 && ret<590)
    {
        block_right();
        return;
    }
}

五、自然下降

向下移动就简单多了,直接进行++就OK了。

row_act++;

但是在加之前也有附加条件,是不是到底了?到底了是不是有满足消除条件的行了?会不会已经到顶行了?

    char flag = 0;
    for(unsigned char i=0;i<4;++i)
    {
        if(data_blk[row_act+i+1] & data_act[i])
        {
            flag = 1;
            break;
        }
    }
    if(flag || (row_act>11 && data_act[15-row_act]!=0))
    {
        for(unsigned char i=0;i<4;++i)
        {
            data_blk[row_act+i] |= data_act[i];
            data_act[i] = block[data_nst][i];
        }
        remove_full();
        row_act = -1;
        data_nst = get_next();
        //Game over
        if(data_blk[0])
        {
            oled_write_string_16(20, 3, (hi_u8 *)"Game over!");
            while(1)
            {
                usleep(5000);
            }
        }
    }

如果到底了(不管是到游戏场景的底部,还是遇到固定的方块)当前活动方法结束

当前活动划到固定方块,重新在顶部生成新的方块;

一个方块落定后要判断是否有满足可消除的行,如果有消除;

如果最顶行都被固定方块填充的时候判定“Game over!”。

 

如果有人还没有配置好开发环境,也可以下载我编译好的,直接用HiBurn烧进行去可以玩了!

欢迎提建议交流(尽量不要喷我的注释)

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已于2020-12-10 08:53:33修改
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