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STM32DinoRun

浅写了一个，项目地址在这里

基本框架

采用了类似于Arduino的框架Arduiduidui。“主进程”负责绘制，另外有时钟负责“多线程”式的状态机更新、外部中断响应按键。

main()

user/main.c

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int main()
{
    setup();
    while (1)
    {
        loop();
    }
    return 0;
}

当然了，实际的main()里还有串口通信计算fps的代码、NVIC Group初始化。

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int main()
{
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	Serial_Init();
	Timer_Init();
	setup();
	while (1){
		loop();
		++fps;
	}
	return 0;
}

setup() 与 loop()

setup()和loop()都在user/arduiduidui.c里。

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void setup()
{
    srand(2333);    // 随便设个种子
    // 各种初始化
    OLED_Init();
    Key_Init();
    timer_init();   // 时钟负责状态机更新
    // 游戏开始
    game_start();
}

loop()

loop()只负责绘制，这样可以保证显示稳定且流畅。

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void loop()
{
    draw();
    OLED_Refresh();
}

游戏机制

绘制机制

draw()函数的实现非常简单，只需要依次调用需要绘制的对象的绘制函数即可

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void draw()
{
    ground_draw();
    cloud_draw();
    blocks_draw();
    dino_draw();
    score_draw();
}

以前我会纠结于“哎呀呀，更细节的东西应该怎样写，才能保证我写出来的东西能保证我的框架比较合理”，现在我终于是懂得了：有啥画啥。

绘制地面

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void ground_draw()
{
    uint8_t i;
    OLED_Line(0, ground_y, 127, ground_y, WHITE);
    // 显示生命值
    for (i = 0; i <= dino_alive; ++i)
    {
        OLED_Square(12 * i - 8, ground_y + 4, 12 * i, ground_y + 4 + 8, 1, WHITE);
    }
}

绘制云

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void cloud_draw()
{
    uint8_t i;
    for (i = 0; i < cloud_amo; ++i)
    {
        OLED_FilletMatrix(clouds[i].x, clouds[i].y, clouds[i].x + clouds[i].w, clouds[i].y + clouds[i].h, clouds[i].r, 0, WHITE);
    }
    OLED_Circle(8, 8, 8, 0, WHITE);
}

绘制石

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void blocks_draw()
{
    uint8_t i;
    for (i = 0; i < block_amo; ++i)
    {
        OLED_Square(blocks[i].x - block_w / 2, ground_y - blocks[i].y - block_h, blocks[i].x + block_w / 2, ground_y - blocks[i].y, 0, WHITE);
    }
}

绘制鸟

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void bird_draw()
{

}

皇帝的新bird

绘制小恐龙

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void dino_draw()
{
    OLED_Square(dino_left, ground_y - dino_y - dino_h / (dino_lie + 1), dino_left + dino_w, ground_y - dino_y, 1, WHITE);
    // 实际上，把 Game Over 的绘制代码写在这里不太合理，不过它能用。
    if (!dino_alive)
    {
        OLED_ShowString(0, 24, " -- Game Over -- ", BLACK);
    }
}

绘制分数

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void score_draw()
{
    OLED_ShowNum(87, 0, score, 5, BLACK);
}

状态更新机制

小恐龙状态更新

借助很好用的CTweeny库，实现小恐龙平滑的跳跃效果并不是一件困难的事。
小恐龙采用相对坐标，当dino_y为0时，dino的底部与地面接触。

  • 如果不在跳跃状态，dino_y保持为0.
  • 如果在跳跃状态，通过ctweeny库计算当前小恐龙的高度

小恐龙的横坐标是写死的，我的设定是dino_left为24

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void dino_update()
{
    uint8_t i;
    if (dino_jump)
    {
        dino_y = ctweeny_step(&dino_jump_ctw, 1);
        if (dino_y == dino_jump_max_height)     // 这一步用ctweeny_onstep()实现更好……但是能用就行。
        {
            ctweeny_backward(&dino_jump_ctw);
        }
        if (dino_y == 0 && ctweeny_direction(&dino_jump_ctw) == backward)     // 这一步用ctweeny_onstep()实现更好……但是能用就行。
        {
            dino_jump = 0;
        }
    }
    // 碰撞判断
    for (i = 0; i < block_amo; ++i)
    {
        if (blocks[i].x < dino_left + dino_w &&
            blocks[i].x > dino_left &&
            dino_y < blocks[i].y + block_h)
        {
            dino_alive--;           // 减少一条命
            block_ease_front();     // 与dino相碰撞的一定是blocks[]里最前面的那一个，如果不是，那就是我懒得优化的bug
        }
    }
}

关于block_ease_front()，参考石の状态更新

云の状态更新

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void cloud_update()
{
    uint8_t i, j;
    // 所有云想左移动
    for (i = 0; i < cloud_amo; ++i)
    {
        clouds[i].x--;
    }
    // 清除移动到屏幕外边的云
    for (i = 0; i < cloud_amo; ++i)
    {
        if (clouds[i].x + clouds[i].w < 0)
        {
            for (j = i + 1; j < cloud_amo; ++j)
            {
                clouds[j - 1] = clouds[j];
            }
            cloud_amo--;
        }
    }
    // 生成云，保证数量不超过 cloud_max_amount
    if (rand() % 16 == 2 && cloud_amo < cloud_max_amount)
    {
        clouds[cloud_amo].x = 127;
        clouds[cloud_amo].y = rand() % 6;
        clouds[cloud_amo].w = 16 + (rand() % 16);
        clouds[cloud_amo].h = 4 + (rand() % 12);
        clouds[cloud_amo].r = 2 + (rand() % 4);
        cloud_amo++;
    }
}

石の状态更新

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void block_update()
{
    uint8_t i, j;
    // 石头位置向左移动
    for (i = 0; i < block_amo; ++i)
    {
        blocks[i].x--;
    }
    // 清除移动到屏幕外的石头
    for (i = 0; i < block_amo; ++i)
    {
        if (blocks[i].x + block_w < 0)
        {
            // 移动到屏幕外的一定是blocks[]里最前面的石头
            block_ease_front();
        }
    }
    // 生成石头
    if (rand() % 128 <= 2 && block_amo < block_max_amount)
    {
        if (block_amo > 0)
        {
            // 优化体验，防止石块生成过密
            if (blocks[0].x >= 128 - block_w)
            {
                return;
            }
        }
        blocks[block_amo].x = 127;
        block_amo++;
    }
}

关于清除最前面的石头的代码……

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void block_ease_front()
{
    uint8_t j;
    for (j = 1; j < block_amo; ++j)
    {
        blocks[j - 1] = blocks[j];
    }
    block_amo--;
}

状态机更新时钟

代码都在user/arduiduidui.c里。

初始化代码

时钟每隔10ms更新一次状态机

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void timer_init()
{
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    // 定时器初始化
    TIM_InternalClockConfig(TIM3); // 选择内部时钟（定时器上电后默认用内部时钟,可省略）
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;     // 指定时钟分频 - 滤波器的参数 && 信号延迟 && 极性
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 计数器模式（向上计数）
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;                 // 自动重装器的值（“周期”），-1由公式得来
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1;             // 预分频器，-1由公式得来（在 10KHz下记1w个数）
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;            // 重复计数器
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);

    TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update); // 手动清除更新中断标志位

    // 使能中断
    TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE); // 开启更新中断到NVIC的通路
    // NVIC
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;           // 选择中断通道
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;           // 中断通道是使能还是失能
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; // 抢占优先级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;        // 响应优先级
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    // 启动定时器
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

至于为什么使用TIM3：因为TIM2被串口通信拿去计算fps了。

时钟中断

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void TIM3_IRQHandler(void)
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) == SET)
    {
        game_update();
        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);
    }
}

外部中断

初始化

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void Key_Init(void)
{
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);
    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource1);

    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line1;
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;          // 选择中断通道
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;           // 中断通道是使能还是失能
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; // 抢占优先级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;        // 响应优先级
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;          // 选择中断通道
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;           // 中断通道是使能还是失能
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // 抢占优先级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;        // 响应优先级
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

外部中断

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void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET)
    {
        key1_onPress();
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
    }
}

void EXTI1_IRQHandler(void)
{
    if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) == SET)
    {
        key2_onPress();
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
    }
}

状态机更新

处理按键

两个按键key1和key2有不同的任务。key1负责跳跃，而key2负责加速下落和低头。

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void key1_onPress()
{
    if (!dino_jump && dino_alive)
    {
        dino_jump = 1;
        dino_lie = 0;
        ctweeny_foreward(&dino_jump_ctw);
        ctweeny_from(&dino_jump_ctw, dino_y);
        ctweeny_to(&dino_jump_ctw, dino_jump_max_height);
        ctweeny_during(&dino_jump_ctw, dino_jump_during);
    }
    if (!dino_alive)
    {
        if (game_pause_counter >= game_pause_counter_continue)
        {
            game_restart();
        }
    }
}

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void key2_onPress()
{
    if (dino_jump)
    {
        ctweeny_during(&dino_jump_ctw, dino_jump_during / 2);
    }
    else
    {
        dino_lie = !dino_lie;
    }
    if (!dino_alive)
    {
        if (game_pause_counter >= game_pause_counter_continue)
        {
            game_restart();
        }
    }
}

其它

game_start() & game_restart()

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void game_start()
{
    dino_y = 0;
    dino_alive = dino_life;
    ctweeny_init(&dino_jump_ctw, 0, dino_jump_max_height, dino_jump_during);
    ctweeny_via(&dino_jump_ctw, ctweeny_easeOutCubic);
}
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void game_restart()
{
    cloud_amo = 0;
    block_amo = 0;
    dino_y = 0;
    score = 0;
    game_pause_counter = 0;
    dino_alive = dino_life;
    ctweeny_init(&dino_jump_ctw, 0, dino_jump_max_height, dino_jump_during);
    ctweeny_via(&dino_jump_ctw, ctweeny_easeOutCubic);
}

还是有一点小区别的。

关于调试

对外部中断不太熟悉，调试的时候用了一些时间。比如不熟悉 GPIO 的输出方式……
其它还算顺利，花了一个半小时随便敲的东西，有很多细节没有打磨，比如dino可能会落到第二个石块上（但没有碰到第一个石头），但我代码里写的是block_ease_front()，这样会导致碰一个头扣两滴血。

关于OLED屏幕刷新率……

它达到了惊人的116fps！它竟然是块高刷屏！！！(doge)

关于如此抽象的画风

因为我懒得提取图片然后转换……

Arduiduidui

下一步是想很方便地移植到Arduino上去

STM32DinoRun

https://jensentsts.github.io/2023/01/02/STM32DinoRun/

作者

勇敢梧桐树

发布于

2023-01-02

更新于

2023-01-04

许可协议

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