Individální projekty MPOA

Tato stránka je pouze pro čtení. Můžete si pouze prohlédnout zdrojový kód, ale ne ho měnit. Zeptejte se správce, pokud si myslíte, že něco není v pořádku.
====== LED snake 8x8 na FRDM-KL25Z ======

===== Zadání =====

  * Displej použitý [[http://www.urel.feec.vutbr.cz/MIA/2009/divin/index.html|v rámci staršího projektu]] pro hru LED SNAKE připojte k vývojové desce FRDM-KL25Z a aplikaci portujte na tuto desku.
  * Využijte prostředí KDS nebo mbed.

===== Provedení =====

Hra snake má několik možných variant. Vzhledem k velikosti a rozlišení displeje jsou vhodné následující parametry:
  * Had začíná na velikosti 3.
  * Had se může pohybovat všemi směry a může procházet přes okraj displeje.
  * Pokud had sežere jablko prodlouží se o jednu kuličku a nedojde k jeho zrychlení.
  * Had je ovládán čtveřicí tlačítek a kdykoli v průběhu hry je možné měnit jeho rychlost pomocí kapacitního slideru.
  * Pokud se had kousne do svého těla dojde k ukončení hry a zobrazeni dosažené délky hada.

Možnosti pohybu hada a jeho chování jsou zobrazeny na animaci níže. Také je zobrazeno číslování jednotlivých diod jak bylo použito pro mapování displeje v programu.

{{ :2014:led-snake:matice.gif?200 |}}
{{ :2014:led-snake:matice.png?200 |Prehled dvou mapovani disp.}}

===== Hardware =====

Pro aplikaci hada je využita vývojová deska FRDM-KL25Z. Na této desce jsou využity následující periferie.
  * Piny **PTC<0-7>** pro řízení sloupců displeje zelené barvy.
  * Piny **PTC<8,9,10,11,12,13,16,17>** jsou využity pro řízení sloupců červené barvy.
  * Piny **PTB<0-2>** jsou využity pro řízení řádků matice pro obě barvy.
  * Piny **PTD6, PTD7, PTE0 a PTE1** jsou využívány jako vstupní piny pro tlačítka.
  * Pin **PTB3** je nastaven na analogový vstup sloužící pro generování náhodných čísel.
  
  * Poslední využitou periferií je kapacitní slider, který slouží pro nastavení rychlosti hada. Tu lze proti základní rychlosti zpomalit, ale i zrychlit.

{{ :2014:led-snake:diagram1.png?300 |Blokové schéma}}

Vývojová deska je s displejem propojena pomocí redukčního přípravku, který má možnost připojení dvou tlačítek a rozhraní UART. Jelikož je had ovládán pomocí 4 tlačítek byla tlačítka vyvedena mimo na nepájivé kontaktní pole. Uspořádání tlačítek bylo zvoleno jako uspořádání kurzorových šipek na PC klávesnici.\\
{{ :2014:led-snake:schema_redukce.png?300 |Redukce KL25Z na disp.}}{{ :2014:led-snake:schema_tlacitka.png?200 |Schéma zapojení tlačítek}}
{{ :2014:led-snake:deska_redukce.png?200 |}}

Vzhledem k umístění kapacitního slideru na desce a jeho překrytí redukční deskou byly piny na tuto desku napájené v maximální délce. Ovládání rychlosti je tedy možné, ale špatně dosažitelné.

{{:2014:led-snake:sam_0996.jpg?200|}}  {{:2014:led-snake:sam_0998.jpg?200|}}  {{:2014:led-snake:sam_10092.jpg?200|}}


===== Software =====
K psaní kódu bylo použito webové prostředí www.mbed.org. Použití tohoto prostředí skýtá některé výhody, ale i nevýhody.
Mezi výhody patří:
  * Množství example a knihoven
  * Dostupnost odkudkoli kde je internetové připojení
  * Rychlé zprovoznění, není nutné řešit potíže
  * Zvýrazňování syntaxe
  * Možnost provést automatické formátování kódu
Mnou pozorované nevýhody jsou následující:
  * Nutnost stahování bin souboru - zdržuje
  * Nemožnost sbalení funkcí nebo cyklů
  * Tabulátor odskakuje příliš daleko (4 mezery)
  * Občasná nedostupnost kompilátoru - vytížení (minimálně)

Vzhledem k popsaným nevýhodám byla konečná vizuální podoba kódu upravena v textovém editoru kate.

==== KOD ====
Program je tvořen několika funkcemi jejich zaměření lze rozdělit na funkce starající se o zobrazení, generování dat a řízení hada. Do programu byly importovány knihovny TSI (kapacitní slider) a knihovna mbed. Kompletní program, binárka a soubory pro kompilaci jsou v archivu {{:2014:led-snake:snake.zip|}}.

Řízení hada probíhá pomocí pole o rozměru 64 bodů. Pole s názvem h[64] o definovaném rozměru je naplněno číslem 65. Toto číslo nemůže nikdy nastat a složí jako informace o nepřítomnosti hada. Jednotlivé segmenty pole představují pořadové číslo článku hada a jejich hodnota udává pozici tohoto článku. Platí tedy že hlava bude vždy v h[0] a bude se lišit číselná hodnota.
Pohyb hada je řešeny vytvořením nové hlavy na příslušné pozici podle zvoleného směru pohybu a vymazáním posledního článku ocasu hada.
<code c>
void pohyb()     //pohyb hada v pracovnich souradnicich h[]
{
  unsigned char i;
  switch (posun){       //na zaklade velikosti posunu rozhodne o smeru, funkce v case jsou temer totozne
    case 0:
      if(h[0]==7 || h[0]==15 || h[0]==23 || h[0]==31 || h[0]==39 || h[0]==47 || h[0]==55 || h[0]==63){      //osetreni projeti hada okrajem
    for(i=0;i<size-1;i++){      //vytvoreni kopie hada
      hh[i]=h[i];
        }
        for(i=0;i<size-1;i++){      // ulozeni kopie hada s posunutim
      h[i+1]=hh[i];
        }
        h[0]=h[0]-7;        //posunuti hlavy
    break;
    
      }else{                //stejne jako nahore jen bez prestupu krajem obrazovky
    for(i=0;i<size-1;i++){
      hh[i]=h[i];
        }
        for(i=0;i<size-1;i++){
      h[i+1]=hh[i];
        }
        h[0]=h[0]+1;
        break;
        }

    case 1:
      if(h[0]==0 || h[0]==8 || h[0]==16 || h[0]==24 || h[0]==32 || h[0]==40 || h[0]==48 || h[0]==56){
        for(i=0;i<size-1;i++){
      hh[i]=h[i];
        }
        for(i=0;i<size-1;i++){
          h[i+1]=hh[i];
        }
        h[0]=h[0]+7;
        break;
         
      }else{
    for(i=0;i<size-1;i++){
      hh[i]=h[i];
        }
        for(i=0;i<size-1;i++){
      h[i+1]=hh[i];
    }
        h[0]=h[0]-1;
    break;
      }
    case 2:
      if(h[0]==0 || h[0]==1 || h[0]==2 || h[0]==3 || h[0]==4 || h[0]==5 || h[0]==6 || h[0]==7){
        for(i=0;i<size-1;i++){
      hh[i]=h[i];
        }
        for(i=0;i<size-1;i++){
      h[i+1]=hh[i];
        }
        h[0]=h[0]+56;
        break;
      }else{
    for(i=0;i<size-1;i++){
      hh[i]=h[i];
        }
        for(i=0;i<size-1;i++){
      h[i+1]=hh[i];
        }
        h[0]=h[0]-8;
        break;
        }
    case 3:
      if(h[0]==56 || h[0]==57 || h[0]==58|| h[0]==59 || h[0]==60 || h[0]==61 || h[0]==62 || h[0]==63){
        for(i=0;i<size-1;i++){
      hh[i]=h[i];
        }
        for(i=0;i<size-1;i++){
      h[i+1]=hh[i];
        }
        h[0]=h[0]-56;
        break;
        
      }else{
        for(i=0;i<size-1;i++){
      hh[i]=h[i];
        }
        for(i=0;i<size-1;i++){
      h[i+1]=hh[i];
        }
        h[0]=h[0]+8;
        break;
    }
    }
  nuldisp();        //volani vynulovani displeje
}
</code>

Další zajímavou částí programu je generování pozice jablka. To probíhá pomocí srand a rand. Pro zajištění maximální náhodné hodnoty je vstupem funkce srand 1000 násobek hodnoty na pinu PTB3, který je nastaven jako analogový vstup a součet času od spuštění desky.
<code c>
void genj()      // funkce generujici pozici jablka
{
  char i;       // pomocna
  
  ja = rand() % 64;     //pozice jablka od 0 do 63
  for(i = 0;i<=63;i++){     //kontrola zda neni jablko v hadovi
    if(h[i] == ja){
      ja = rand() % 64;
      i = 0;
    }
  }
  s++;      // pricteni jablka do skore - o jedno spozdeno
}
</code>

Poslední podrobně rozebranou částí kódu budou dvě funkce starající se o zobrazení hada na displeji. První z nich převede hodnoty z h[i] vyjádření do maticového zápisu had[8][8]. Druhá potom provede samotné zobrazení na displeji nastavením příslušných pinů.
<code c>
void dejmat()       // prepocet pracovnich souradnic na souradnice na dipleji
{
  unsigned char i,t1,t2;
  for(i = 0; i <= 65; i++){
    if(h[i] != 65){
      t1 = h[i] % 8;        //sloupek
      t2 = h[i] / 8;        //radek
      had[t2][t1] = 0;      //vlozeni priznaku o pritomnosti do matice
    }
  }
  t1 = h[0] % 8;
  t2 = h[0] / 8;
  hlava[t2][t1] = 0;
  t1 = ja % 8;
  t2 = ja / 8;
  jablko[t2][t1] = 0;
}

void ukaz()     //funkce zobrazeni zobrazovacich souradnic na displej provede několik zobrazeni po sobe
{
  char i,j;
  for(i = 0; i < 8; i++){
    for(j=0;j<8;j++){       // pro zamezeni blikani
      if(i == 0){
    A=1;B=1;C=1;
        c0=had[i][0];c1=had[i][1];c2=had[i][2];c3=had[i][3];c4=had[i][4];c5=had[i][5];c6=had[i][6];c7=had[i][7];
        z0=jablko[i][0]*hlava[i][0];z1=jablko[i][1]*hlava[i][1];z2=jablko[i][2]*hlava[i][2];z3=jablko[i][3]*hlava[i][3];z4=jablko[i][4]*hlava[i][4];z5=jablko[i][5]*hlava[i][5];z6=jablko[i][6]*hlava[i][6];z7=jablko[i][7]*hlava[i][7];
        wait(0.0001);
      }
      if(i == 1){
    A=0;B=1;C=1;
    c0=had[i][0];c1=had[i][1];c2=had[i][2];c3=had[i][3];c4=had[i][4];c5=had[i][5];c6=had[i][6];c7=had[i][7];
    z0=jablko[i][0]*hlava[i][0];z1=jablko[i][1]*hlava[i][1];z2=jablko[i][2]*hlava[i][2];z3=jablko[i][3]*hlava[i][3];z4=jablko[i][4]*hlava[i][4];z5=jablko[i][5]*hlava[i][5];z6=jablko[i][6]*hlava[i][6];z7=jablko[i][7]*hlava[i][7];
    wait(0.0001);
      }
      if(i == 2){
    A=1;B=0;C=1;
        c0=had[i][0];c1=had[i][1];c2=had[i][2];c3=had[i][3];c4=had[i][4];c5=had[i][5];c6=had[i][6];c7=had[i][7];
        z0=jablko[i][0]*hlava[i][0];z1=jablko[i][1]*hlava[i][1];z2=jablko[i][2]*hlava[i][2];z3=jablko[i][3]*hlava[i][3];z4=jablko[i][4]*hlava[i][4];z5=jablko[i][5]*hlava[i][5];z6=jablko[i][6]*hlava[i][6];z7=jablko[i][7]*hlava[i][7];
        wait(0.0001);
      }
      if(i == 3){
    A=0;B=0;C=1;
        c0=had[i][0];c1=had[i][1];c2=had[i][2];c3=had[i][3];c4=had[i][4];c5=had[i][5];c6=had[i][6];c7=had[i][7];
        z0=jablko[i][0]*hlava[i][0];z1=jablko[i][1]*hlava[i][1];z2=jablko[i][2]*hlava[i][2];z3=jablko[i][3]*hlava[i][3];z4=jablko[i][4]*hlava[i][4];z5=jablko[i][5]*hlava[i][5];z6=jablko[i][6]*hlava[i][6];z7=jablko[i][7]*hlava[i][7];
        wait(0.0001);
      }
      if(i == 4){
    A=1;B=1;C=0;
    c0=had[i][0];c1=had[i][1];c2=had[i][2];c3=had[i][3];c4=had[i][4];c5=had[i][5];c6=had[i][6];c7=had[i][7];
    z0=jablko[i][0]*hlava[i][0];z1=jablko[i][1]*hlava[i][1];z2=jablko[i][2]*hlava[i][2];z3=jablko[i][3]*hlava[i][3];z4=jablko[i][4]*hlava[i][4];z5=jablko[i][5]*hlava[i][5];z6=jablko[i][6]*hlava[i][6];z7=jablko[i][7]*hlava[i][7];
    wait(0.0001);
      }
      if(i == 5){
    A=0;B=1;C=0;
        c0=had[i][0];c1=had[i][1];c2=had[i][2];c3=had[i][3];c4=had[i][4];c5=had[i][5];c6=had[i][6];c7=had[i][7];
        z0=jablko[i][0]*hlava[i][0];z1=jablko[i][1]*hlava[i][1];z2=jablko[i][2]*hlava[i][2];z3=jablko[i][3]*hlava[i][3];z4=jablko[i][4]*hlava[i][4];z5=jablko[i][5]*hlava[i][5];z6=jablko[i][6]*hlava[i][6];z7=jablko[i][7]*hlava[i][7];
        wait(0.0001);
      }
      if(i == 6){
    A=1;B=0;C=0;
        c0=had[i][0];c1=had[i][1];c2=had[i][2];c3=had[i][3];c4=had[i][4];c5=had[i][5];c6=had[i][6];c7=had[i][7];
     z0=jablko[i][0]*hlava[i][0];z1=jablko[i][1]*hlava[i][1];z2=jablko[i][2]*hlava[i][2];z3=jablko[i][3]*hlava[i][3];z4=jablko[i][4]*hlava[i][4];z5=jablko[i][5]*hlava[i][5];z6=jablko[i][6]*hlava[i][6];z7=jablko[i][7]*hlava[i][7];
         wait(0.0001);
      }
      if(i == 7){
    A=0;B=0;C=0;
        c0=had[i][0];c1=had[i][1];c2=had[i][2];c3=had[i][3];c4=had[i][4];c5=had[i][5];c6=had[i][6];c7=had[i][7];
        z0=jablko[i][0]*hlava[i][0];z1=jablko[i][1]*hlava[i][1];z2=jablko[i][2]*hlava[i][2];z3=jablko[i][3]*hlava[i][3];z4=jablko[i][4]*hlava[i][4];z5=jablko[i][5]*hlava[i][5];z6=jablko[i][6]*hlava[i][6];z7=jablko[i][7]*hlava[i][7];
        wait(0.0001);
      }
    }
  }
}
</code>

Funkce main probíhá celá v nekonečné smyčce, pro zajištění opakování hry. Následuje plnění pracovních polí příznakem o nepřítomnosti hada, nulování displeje a definice hada do výchozí polohy. Následuje smyčka hry která trvá tak dlouho dokud funkce konec nevrátí 0. Následují funkce pro zablikání hada po zakousnutí, výpočet a zobrazení skóre. Poslední smyčka while probíhá dokud není stisknuté tlačítko UP.

<code c>
int main()
{
  while(1){
    int i,k=0,kk=40,t1,t2;
    
    srand (time(NULL)+ran*1000);        //pro skoronahodnou posloupnost
  
    for(i=0;i<65;i++){      //nulovani pracovnich poli
      h[i] = 65;
      hh[i] = 65;
    }

    nuldisp();      //na zacatku vynuluj displej

    for (i = 0; i < size; i++){     //pocatecni delka hada v zobrazovaci matici
      had[0][i] = 0;
    }
    
    h[0]=2;h[1]=1;h[2]=0;       // pocatecni had v pracovnim poli
    genj();     //generovani jablka
      while(konec()){       //smycka vlastni hry
        tlac();         //obsluha tlacitek
        dejmat();       //prevod z prac do matic
        ukaz();         //zobrazeni matice
       
        if(100*tsi.readPercentage() > 10){      // ovladani rychlosti hada, pokud se dotknu slideru ulozi se aktualni hodnota do promene
          kk = 110-100*tsi.readPercentage();    // doleva pomalejsi doprava rychlejsi
        }
      
        if(k >= kk ){       // zajisteni pohybu hada danou rychlosti
          pohyb();
          chlamst();
          k = 0;
        }
        k++;
      }
  // zablikani hada pokud se zakousne
    nuldisp();
    cekej();
    dejmat();
    cekej();
    nuldisp();
    cekej();
    dejmat();
    cekej();
    nuldisp();
    cekej();
    nuldisp();
  
    score(s);   // prepocet skore
    for(i = 0; i <= 65; i++){       // prevedeni do maticove podoby
      if(h[i] == 66){
    t1 = i % 8;
    t2 = i / 8;
      had[t2][t1] = 0;
      }
    }
    while(1){       //smycka zobrazujici skore az do stisku reset nebo sipky nahoru
      ukaz();
      if(up ==0){
    size = 3;s=2;posun = 0;
    wait(0.5);
    break;
      }
    }
  }
}
</code>



===== Videoukázka =====
Na videu jsou ukázané všechny funkce. Je ukázána krátká hra s hadem pohybujícím se všemi směry, sežrání jablka, zakousnutí hada a zobrazení skóre. Následuje restart hry a ukázka změny rychlosti.
{{ youtube>XWr7cuOYZPU?medium }}

===== Zhodnocení =====
V programu jsou implementovány všechny důležité funkce a hra je plně funkční. Program je připraven pro možnost implementování dalších funkcí jako výpočet skóre s ohledem na rychlost hada nebo náhodné generování překážek případně zrychlování hada po sežrání jablka. Tato vylepšení hry by vyžadovala implementaci jednoduchého menu které by umožnilo zapnout různé funkce.
Individální projekty MPOA

Uživatelské nástroje

Nástroje pro tento web

Nástroje pro stránku
