基于Gamebuino设计的算盘小游戏

目录
一、引言
- 1.1技术背景
- 1.2实验意义
二、实验内容
- 2.1硬件搭建
- - 材料准备
  - 搭建步骤
- 2.2软件设计
- - 2.2.1实现功能
  - 2.2.2功能设计
三、实验结果和分析
四、试验改进
五、实验总结

一、引言

1.1技术背景

Gamebuino 让玩家可以在一个小巧的设备上玩他们喜欢的像素化游戏，并学习编程来制作自己的游戏。Gamebuino 可以装在口袋里，里面有很多免费的独家游戏，电池可以持续使用一整天。一个可选的micro SD卡可以容纳更多的游戏，玩家可以在几秒钟内切换游戏。你可以在这个平台上DIY自己的项目。

1.2实验意义

通过参考手册、实例游戏代码的分析，到搭建自己的游戏机创新一个小游戏。在实验过程中锻炼了我们的自学能力和学行合一的实验精神。

二、实验内容

2.1硬件搭建

材料准备

单片机：ATmega328P,ArduinoUNO
显示屏：Nokia5110液晶屏，84*48
SD卡：2G存储容量一下
按键：7个
面包板：2个,8.5cm*5.5cm
杜邦线若干
USBtinyISP下载线一根
SD卡模块 CH376S
只准备了实现最基础功能的元器件，其他元器件可以参见官方说明Hardware.

搭建步骤

将下载好的gamebuino_boot文件复制到C:\arduino\hardware\arduino\avr\bootloaders目录下
BootLoader烧写：在正常运行的情况下，通过USB虚拟COM端口对Gamebuino进行编程，选择设备为“Arduino UNO”。但是，如果希望使用外部硬件程序(例如，另一个Arduino)来编写它或上传引导加载程序，那么必须在Arduino包中编辑board .txt文件（C:\arduino\hardware\arduino\boards.txt）在后面加上。

gamebuino.name=Gamebuinogamebuino.upload.protocol=arduinogamebuino.upload.maximum_size=30592gamebuino.upload.speed=115200gamebuino.bootloader.low_fuses=0xffgamebuino.bootloader.high_fuses=0xdagamebuino.bootloader.extended_fuses=0x05gamebuino.bootloader.path=gamebuino_bootgamebuino.bootloader.file=gamebuino_boot.hexgamebuino.bootloader.unlock_bits=0x3Fgamebuino.bootloader.lock_bits=0x0Fgamebuino.build.mcu=atmega328pgamebuino.build.f_cpu=16000000Lgamebuino.build.core=arduinogamebuino.build.variant=standard

USBTinyISP插口插入板子上ICSP
打开ardunio IDE ,工具->开发板->GameBuino,工具->编译器->USBtinyISP,烧入引导程序

当时不知道为什么报错，但是最后还是运行成功了，至今不明白什么意思。
按照官方原理图慢慢连线

最后把官网下载的小游戏导入SD卡，硬件部分就算成功了

2.2软件设计

2.2.1实现功能

尽管你掌握了算盘的原理打算盘就会是一件很简单的事，但是现在很多人都不会打算盘。这个小游戏实现的功能即玩家输入数字，可以自动在屏幕上模拟出该数字在算盘上应该如何表示。

2.2.2功能设计

（1）整体屏幕
左边部分是算盘界面，用drawmap()函数实现，右边部分是ResetDisplay()函数实现的数字显示界面。
（2）drawmap()函数由gb.display.drawFastVLine和gb.display.drawFastHLine画出的框架和drawmap()函数画出的算珠组成。前两个函数都是库中自带的画直线功能在此不再赘述。因为屏幕大小原因，所以算盘只设置了个十百千万五位数。算盘是一个43*43的正方形，由5条垂直直线和一条水平分割线组成（刨除了周围的四边），垂直线的x坐标起始为5步长为10这样一个设置，每一个算珠的大小是5*4，上下两个相邻算珠的y坐标差值是6（因为一列总共6颗珠子再加上2个空位即有8位，48/8=6）。所以可以算出珠子的(x,y)坐标表达式。

void Drawbead(){           //画算珠//ResetDisplay();for(int x=0;x<40;x++){if(gameState.boardabacus[x]==1){        //值有效时才画珠gb.display.drawBitmap(((x)%5)*10+3,ceil((x+1)/5.0)*6-5,zhuzi);    //(x,y,图形)}}
}

（3）ResetDisplay()函数参见上一篇Gamebuino小游戏2048代码loop部分分析博客。
（4）对用户输入的数字进行接收和拆解。Gamebuino中有gb.keyboard()函数可以让用户输入数字，但是它返回的值是一个char类型的数组。用atoi函数将输入数据转换成一个int型的变量，再写一个 split()函数将整形变量按个十百千万位拆分入数组。这里要补充说明一下，之前建立了一个gamestate的结构体有三个比较重要的元素。

extern const int SIZE=40;
typedef struct Gamestate{int boardabacus[SIZE];  //储存算盘上40个位置的状态，值为1表示这里有算珠，0则表示空char text[4];       //gb.keyboard()后得到的char数组int split[5];       //拆分成个十百千万存入该数组
}GameState;

（5）对数据进行更新和新排布，输入的新数值要先转换为 boardabacus[]数组数值的更新，再重新drawmap()实现画面更新。数据的更新用到了 arrange()和below()两个函数，分别对算盘分割线上下进行排序。

void arrange(){                  //重新排序算盘矩阵for(int i=0;i<5;i++){if(gameState.split[i]>=5){      //分别读取个十百千万位数字与5比大小gameState.boardabacus[14-i]=1;    //算盘的第三行对应列的珠子值为1gameState.boardabacus[9-i]=0;     //算盘的第二行对应列的珠子值为0below(gameState.split[i],i);      //算盘分割线下的珠子的排序}else{below(gameState.split[i],i);}}
}
void below(int x,int line){             //下部分算盘的排序，x是该位数数值，line是第几列int cup;int k=1;cup=x%5;           //计算分割线下方有几颗珠子需要移动for(int j=0;j<cup;j++){k=19+j*5;      //跳转到对应行gameState.boardabacus[k-line]=1;    //上面一行对应列值为1gameState.boardabacus[k+5-line]=0;   //原来所在的那一行的对应列值为0}
}

三、实验结果和分析

在官方的学习网站里找到一个网页版的模拟器，在里面运行.hex和在实物上运行效果一致。

四、试验改进

作为一款小游戏它实在没有可玩性，汇报完后根据老师的指导建议决定加上延时效果，这样显示就是每拨动一颗算珠一个效果，演示性更强。（后续改动再更新）

五、实验总结

这次实验从硬件开始，去慢慢了解每个模块的驱动和各个功能，再到将它们组合到一起并录入游戏进行测试。从分析2048小游戏的代码，到逐行构建自己的小游戏都是一个摸石头过河的状态，期间历尽无数失败，细化问题到每一个点再去检测错误，都是对自我能力的新考验和锻炼。也培养了自己动手的热情，结合理论的实操能力的提升。