Вторая часть урока по написанию увлекательной игры на Ардуино

Сегодня у нас, вторая (заключительная) часть пятого урока. Напоминаю, что пятый урок посвящен написанию игры Пинг-понг на Arduino. Первая часть урока находится здесь . Повторить этот урок могут владельцы любого из наборов серии «Дерзай» («Базовый», «Изучаем Arduino« и «Умный дом»).
Напоминаем список деталей :

Arduino Uno;
Кабель USB;
Плата прототипирования;
Провода «папа-папа» — 20 шт;
Резисторы 220 Ом – 8 шт;
Светодиоды – 8 шт;
Кнопка – 2 шт;
Резисторы 10 кОм – 2 шт;
Потенциометр.

И схему (показана на рисунке 1).

Рисунок 1. Схема соединений

Еще раз о самой игре. В игре участвует 2 игрока. На поле (8 светодиодов) движется «шарик» (горящий светодиод) от одного края к другому. По достижению «стены» (крайнего положения поля (1 и 8 светодиод )) шарик отражается от «стены» и движется в противоположном направлении. «Шарик» меняет направление движения также при попаданию в «ракетку» игрока («ракетка» появляется на поле (2 и 7 светодиод) при нажатии игроком своей кнопки (при нажатии загорается светодиод) и исчезает при отжатии кнопки). Кнопка может быть нажата не более определенного времени, по прошествии которого «ракетка» исчезает с поля, для установки «ракетки» на поле снова требуется нажатие игроком кнопки. Если шарик не отбит «ракеткой» игрока, он попадает в одно из крайних положений и фиксируется гол.

Цель игры – забить больше голов. Игра продолжается до достижения определенного счета. Скорость движения «шарика» будем устанавливать в соответствии с показаниями потенциометра.
В программе 4 режима:
0 — ожидание начала игры.
1 — движение мячика;
2 — индикация ГОЛ — мигание 2 сек;
3 — индикация победителя;
В первой части урока мы написали скетч движения шарика и индикации гола.
В этой части урока мы допишем остальной функционал скетча.
Добавим действия игроков – нажатие на клавиши. Здесь необходимо реализовать функционал для трех ситуаций для двух кнопок:

 for(int i=0;i<COUNT_BUTTONS;i++) { currentbuttons[i] = debounce(lastbuttons[i],pinbuttons[i]); // проверка нажатие ………………….. // проверка удерживание нажатой клавиши ………………….. // проверка отжатие клавиши ………………….. lastbuttons[i] = currentbuttons[i]; } нажатие кнопки – флаг установки ракетки и визуализация ракетки: светодиод 1 для 1 игрока, светодиод 6 для второго игрока (напоминаем, что нумерация светодиодов от 0 до 7); // проверка нажатие currentbuttons[i] = debounce(lastbuttons[i],pinbuttons[i]); if (lastbuttons[i] == 0 && currentbuttons[i] == 1) // если нажатие... { // реакция на нажатие if((millis()-alltimepressing[i]>=TIME_UNPRESSING) && pressing[i]==false)
 {
 alltimepressing[i]=millis();
 pressing[i]=true;
 }
 }
 отжатие кнопки – флаг сброса ракетки:
 // проверка отжатие клавиши
 if (lastbuttons[i] == 1 && currentbuttons[i] == 0) // если отжатие...
 {
 // реакция на отжатие
 alltimepressing[i]=millis();
 pressing[i]=false;
 }
 контроль времени нажатия кнопки – при превышении времени нажатия TIME_PRESSING флаг установки ракетки сбрасывается и для установки ракетки требуется повторное нажатие кнопки, но не раньше времени TIME_UNPRESSING:
 // проверка удерживание нажатой клавиши
 if (lastbuttons[i] == 1 && currentbuttons[i] == 1) // если нажатие...
 {
 if((millis()-alltimepressing[i]>=TIME_PRESSING) && pressing[i]==true)
 {
 alltimepressing[i]=millis();
 pressing[i]=false;
 }
 }
 Необходимо запрограммировать результат столкновения ракетки с шариком, при котором шарик меняет направление движения на противоположное:
 if(res==1)
 {
 if((millis()-millisgoball)>=speedball)
 {
 posball=posball+dirball;
 // гол
 ……….
 // гол
 ……….
 // столкновение
 else if(posball==1 && pressing[0]==true)
 {dirball=1;}
 // столкновение
 else if(posball==6 && pressing[1]==true)
 {dirball=-1;}
 millisgoball=millis();
 // определение скорости движения мячика
 speedball=map(analogRead(POT),0,1023,MAX_SPEEDBALL,MIN_SPEEDBALL);
 }
 setleds(posball); //установка светодиодов
 }

При событии ГОЛ подсчитываем голы для каждого игрока, как только один из игроков забьет COUNTS_END голов, наступает конец игры (программа переходит в режим 3, а после индикации победителя – в режим 0 (ожидание начала игры – нажатие любой кнопки)).
Создадим в Arduino IDE новый скетч, занесем в него код из листинга 1 и загрузим скетч на на плату Arduino. Напоминаем, что в настройках Arduino IDE необходимо выбрать тип платы (Arduino UNO) и порт подключения платы.
Листинг 1

 // количество кнопок
 #define COUNT_BUTTONS 2
 // количество светодиодов
 #define COUNT_LEDS 8
 // Аналоговый вход A0 для подключения потенциометра
 const int POT=0;
 // переменная для хранения значения потенциометра
 int valpot = 0;
 // условная единица мсек/1 шкалы
 int valscale=1000;

// Выводы Arduino для подключения
 // список светодиодов
 int pinleds[8]={4,5,6,7,8,9,10,11};
 // переменная для хранения времени нажатия мсек
 unsigned long alltimepressing[2]={0,0};
 // переменная для хранения позиции, мячика
 int posball=0;
 // направление движения мячика
 int dirball=1;
 // список кнопок
 int pinbuttons[2]={2,3};
 // список сохранения предыдущих состояний кнопок
 int lastbuttons[2]={0,0};
 // список сохранения текущих состояний кнопок
 int currentbuttons[2]={0,0};
 // состояние кнопки
 boolean pressing[2]={false,false};

#define TIME_PRESSING 1000
 #define TIME_UNPRESSING 500

// режим программы
 // 0 - ожидание начала игры
 // 1 - движение мячика
 // 2 - индикация ГОЛ - мигание 3 сек
 // 3 - индикация ПОБЕДА - мигание половины победителя
 int res=1;
 // скорость движения мячика
 unsigned long speedball=0;
 unsigned long millisgoball=0;
 #define MIN_SPEEDBALL 1000
 #define MAX_SPEEDBALL 250
 // служебная для мигания гола
 unsigned long millisres2=0;
 #define TIME_RES2 2000
 unsigned long millisblinkres2=0;
 boolean blinkres2=true;
 #define TIME_BLINK_RES2 200
 // счет
 int counts[2]={0,0};
 #define COUNTS_END 5

void setup()
 {
 Serial.begin(9600);
 // настроить выводы Arduino для светодиодов как выходы
 for(int i=0;i<COUNT_LEDS;i++)
 {
 pinMode(pinleds[i], OUTPUT);
 digitalWrite(pinleds[i],LOW);
 }
 Serial.println("start");
 setleds(posball);
 }

void loop()
 {
 // проверка нажатия/отжатия/удерживания кнопок
 for(int i=0;i<COUNT_BUTTONS;i++) { // проверка нажатие currentbuttons[i] = debounce(lastbuttons[i],pinbuttons[i]); if (lastbuttons[i] == 0 && currentbuttons[i] == 1) // если нажатие... { // реакция на нажатие Serial.print("press=");Serial.println(i); if(res==0) {res=1;posball=0;dirball=1; pressing[0]=false;pressing[1]=false; } if((millis()-alltimepressing[i]>=TIME_UNPRESSING) && pressing[i]==false)
 {
 alltimepressing[i]=millis();
 pressing[i]=true;
 }
 }
 // проверка удерживание нажатой клавиши
 if (lastbuttons[i] == 1 && currentbuttons[i] == 1) // если нажатие...
 {
 if((millis()-alltimepressing[i]>=TIME_PRESSING) && pressing[i]==true)
 {
 alltimepressing[i]=millis();
 pressing[i]=false;
 }
 }

// проверка отжатие клавиши
 if (lastbuttons[i] == 1 && currentbuttons[i] == 0) // если отжатие...
 {
 // реакция на отжатие
 Serial.print("un_press=");Serial.println(i);
 alltimepressing[i]=millis();
 pressing[i]=false;
 }
 lastbuttons[i] = currentbuttons[i];
 }
 // движение мячика
 if(res==1)
 {
 if((millis()-millisgoball)>=speedball)
 {
 posball=posball+dirball;
 // гол
 if(posball6 && pressing[1]==false)
 {
 res=2;
 posball=7;dirball=-1;
 millisres2=millis();millisblinkres2=millis();
 blinkres2=true;
 counts[0]++;
 if(counts[0]==COUNTS_END)
 res=3;
 }
 // столкновение
 else if(posball==1 && pressing[0]==true)
 {dirball=1;}
 // столкновение
 else if(posball==6 && pressing[1]==true)
 {dirball=-1;}
 millisgoball=millis();
 // определение скорости движения мячика
 speedball=map(analogRead(POT),0,1023,MAX_SPEEDBALL,MIN_SPEEDBALL);
 }
 setleds(posball);
 }
 // ГОЛ !!! - blink
 if(res==2)
 {
 if(millis()-millisblinkres2>=TIME_BLINK_RES2)
 {
 blinkres2=!blinkres2;
 digitalWrite(pinleds[posball],blinkres2);
 millisblinkres2=millis();
 }

if(millis()-millisres2>=TIME_RES2)
 {
 digitalWrite(pinleds[posball],HIGH);
 res=1;
 }
 }
 // ПОБЕДА - конец игры
 if(res==3)
 {
 setledsvictory();
 delay(5000);
 counts[0]=0;counts[1]=0;
 // выключение светодиодов всех
 for(int i=0;i<8;i++)
 digitalWrite(pinleds[i],LOW);
 res=0;
 }
 //Serial.print("res=");Serial.println(res);
 //Serial.print("posball=");Serial.println(posball);
 }
 // (включение-выключение светодиодов)
 void setleds(int pos)
 {
 // выключение светодиодов всех
 for(int i=0;i<8;i++)
 digitalWrite(pinleds[i],LOW);
 // включение светодиода позиции мячика
 digitalWrite(pinleds[pos],HIGH);
 if(pressing[0]==true)
 digitalWrite(pinleds[1],HIGH);
 if(pressing[1]==true)
 digitalWrite(pinleds[6],HIGH);
 }
 // ПОБЕДА (включение-выключение светодиодов 0-3 или 4-7)
 void setledsvictory()
 {
 // выключение светодиодов всех
 for(int i=0;i<8;i++) digitalWrite(pinleds[i],LOW); if(counts[0]>counts[1])
 {
 // победитель - игрок 1
 for(int i=0;i<4;i++)
 digitalWrite(pinleds[i],HIGH);
 }
 else
 {
 // победитель - игрок 2
 for(int i=4;i<8;i++)
 digitalWrite(pinleds[i],HIGH);
 }
 }
 /* Функция сглаживания дребезга
 * Принимает в качестве аргумента предыдущее состояние кнопки,
 * и выдает фактическое.
 */
 int debounce(int last,int pin1)
 {
 int current = digitalRead(pin1); // Считать состояние кнопки
 if (last != current) // если изменилось...
 {
 delay(5); // ждем 5мс
 current = digitalRead(pin1); // считываем состояние кнопки
 return current; // возвращаем состояние кнопки
 }
 }

После загрузки скетча можем приступить к игре(см. рисунок 2,3,4).