如何实现经典游戏五子棋的移植？2022年寒假在家练RP2040游戏机项目分享（三）

电子森林 2022-03-15 21:56

构建AI未来，Arm计算平台无处不在 如何增强电动汽车的实时控制能力？

看到这个项目时老师立马下载玩了好几次，表示也是赢了两次的

。这位来自中央民族大学的【Yummy】同学所做的项目让同事们玩的不亦乐乎。

代码已开源在电子森林，点击“阅读原文”获取吧！

项目介绍

这是我参加“硬禾学堂2022寒假在家练”活动所完成的项目，项目使用的是树莓派RP2040开发板。

项目实现的总体功能是将复古游戏“五子棋”移植到树莓派RP2040开发板上，具体的需求如下所示：

能够在按下按钮A后开始播放背景音乐，并且再次按下停止播放。
能够实现用摇杆控制光标的上下左右移动。
能够在按下按钮B后在光标处下一颗黑色的棋子。
能够根据你所下的黑棋，由程序自主下一颗白棋。
能够在其中一方棋子连成五个以后结束游戏，并打出胜利提示。
能够在按下按钮start后重新开始游戏。

设计框图

简单的软硬件介绍

1. 元器件

项目所使用的元器件为树莓派RP2040开发板，该开发板是由树莓派基金会推出的双核Arm Cortex M0+微控制器，有133MHz的时钟速率以及264KB的SRAM，支持C/C++、MicroPython编程。

2. 软件

项目所使用的开发语言为MicroPython，MicroPython是一款编程语言兼容Python3的软件，用C写成的，能够运行在微控制器的硬件上并进行了相应的优化。

3. 工具

项目所使用的开发工具为Thonny。Thonny是一款针对初学者的Python IDE工具。

Thonny的官方网站：https://thonny.org/

实现的功能及展示

1. 游戏初始化测试

2. 光标移动测试

拨动摇杆，得以控制光标的上下左右移动。

3. 音乐播放测试

按下按钮A以后，开始播放背景音乐，再次按下按钮A以后，音乐暂停。

4. 落子测试

按下按钮B后在光标处下一颗黑色的棋子，并且立马根据你所下的黑棋，由程序自主下一颗白棋。

5. 游戏结束测试

在其中一方棋子连成五个以后结束游戏，并打出胜利提示。

6. 游戏重启测试

按下按键start后，游戏重启。

主要代码片段及说明

1. 硬件接口模块类（class Hardware）

主要实现一些涉及硬件接口的初始化。

RP2040对于屏幕显示控制的初始化。（SPI、st7789、Pin）
RP2040对于摇杆坐标读取的初始化。（ADC、Pin）
RP2040对于A、B、start三个按钮状态读取的初始化。（Pin）
RP2040对于音乐模块的初始化。（class PlayMusic）


class Hardware():    def __init__(self):        # screen        spi = SPI(0, baudrate=31250000, polarity=1, phase=0,                  sck=Pin(game_kit.lcd_sck, Pin.OUT),                  mosi=Pin(game_kit.lcd_sda, Pin.OUT))        screen = st7789.ST7789(            spi,            240,            240,            reset=Pin(game_kit.lcd_rst, Pin.OUT),            dc=Pin(game_kit.lcd_dc, Pin.OUT),            rotation=0)                # control        self.screen = screen        self.xAxis = ADC(Pin(28))        self.yAxis = ADC(Pin(29))        self.buttonB = Pin(5,Pin.IN, Pin.PULL_UP) #B        self.buttonA = Pin(6,Pin.IN, Pin.PULL_UP) #A        self.buttonSTART = Pin(7,Pin.IN, Pin.PULL_UP) #A                # bgm        song1 = '0 A5 2 26 0.6299212574958801;2 B5 2 26 0.6299212574958801;4 C6 6 26 0.6299212574958801;10 B5 2 26 0.6299212574958801;12 C6 4 26 0.6299212574958801;16 E6 4 26 0.6299212574958801;20 B5 8 26 0.6299212574958801;32 E5 4 26 0.6299212574958801;36 A5 6 26 0.6299212574958801;42 G5 2 26 0.6299212574958801;44 A5 4 26 0.6299212574958801;48 C6 4 26 0.6299212574958801;52 G5 8 26 0.6299212574958801;64 F5 2 26 0.6299212574958801;66 E5 2 26 0.6299212574958801;68 F5 6 26 0.6299212574958801;74 E5 2 26 0.6299212574958801;76 F5 4 26 0.6299212574958801;80 C6 4 26 0.6299212574958801;84 E5 8 26 0.6299212574958801;94 C6 2 26 0.6299212574958801;96 C6 2 26 0.6299212574958801;98 C6 2 26 0.6299212574958801;100 B5 6 26 0.6299212574958801;106 F#5 2 26 0.6299212574958801;108 F#5 4 26 0.6299212574958801;112 B5 4 26 0.6299212574958801;116 B5 8 26 0.6299212574958801;128 A5 2 26 0.6299212574958801;130 B5 2 26 0.6299212574958801;132 C6 6 26 0.6299212574958801;138 B5 2 26 0.6299212574958801;140 C6 4 26 0.6299212574958801;144 E6 4 26 0.6299212574958801;148 B5 8 26 0.6299212574958801;160 E5 2 26 0.6299212574958801;162 E5 2 26 0.6299212574958801;164 A5 6 26 0.6299212574958801;170 G5 2 26 0.6299212574958801;172 A5 4 26 0.6299212574958801;176 C6 4 26 0.6299212574958801;180 G5 8 26 0.6299212574958801;192 E5 4 26 0.6299212574958801;196 F5 4 26 0.6299212574958801;200 C6 2 26 0.6299212574958801;202 B5 2 26 0.6299212574958801;204 B5 4 26 0.6299212574958801;208 C6 4 26 0.6299212574958801;212 D6 4 26 0.6299212574958801;216 E6 2 26 0.6299212574958801;218 C6 2 26 0.6299212574958801;220 C6 8 26 0.6299212574958801;228 C6 2 26 0.6299212574958801;230 B5 2 26 0.6299212574958801;232 A5 4 26 0.6299212574958801;236 B5 4 26 0.6299212574958801;240 G#5 4 26 0.6299212574958801;244 A5 11 26 0.6299212574958801;256 C6 2 26 0.6299212574958801;258 D6 2 26 0.6299212574958801;260 E6 6 26 0.6299212574958801;266 D6 2 26 0.6299212574958801;268 E6 4 26 0.6299212574958801;272 G6 4 26 0.6299212574958801;276 D6 8 26 0.6299212574958801;288 G5 2 26 0.6299212574958801;290 G5 2 26 0.6299212574958801;292 C6 6 26 0.6299212574958801;298 B5 2 26 0.6299212574958801;300 C6 4 26 0.6299212574958801;304 E6 4 26 0.6299212574958801;308 E6 11 26 0.6299212574958801;324 A5 2 26 0.6299212574958801;326 B5 2 26 0.6299212574958801;328 C6 4 26 0.6299212574958801;332 B5 2 26 0.6299212574958801;334 C6 2 26 0.6299212574958801;336 D6 4 26 0.6299212574958801;340 C6 6 26 0.6299212574958801;346 G5 2 26 0.6299212574958801;348 G5 8 26 0.6299212574958801;356 F6 4 26 0.6299212574958801;360 E6 4 26 0.6299212574958801;364 D6 4 26 0.6299212574958801;368 C6 4 26 0.6299212574958801;372 E6 15 26 0.6299212574958801;388 E6 11 26 0.6299212574958801;400 E6 4 26 0.6299212574958801;404 A6 8 26 0.6299212574958801;412 G6 8 26 0.6299212574958801;420 E6 4 26 0.6299212574958801;424 D6 2 26 0.6299212574958801;426 C6 2 26 0.6299212574958801;428 C6 8 26 0.6299212574958801;436 D6 4 26 0.6299212574958801;440 C6 2 26 0.6299212574958801;442 D6 2 26 0.6299212574958801;444 D6 4 26 0.6299212574958801;448 G6 4 26 0.6299212574958801;452 E6 11 26 0.6299212574958801;464 E6 4 26 0.6299212574958801;468 A6 8 26 0.6299212574958801;476 G6 8 26 0.6299212574958801;484 E6 4 26 0.6299212574958801;488 D6 2 26 0.6299212574958801;490 C6 2 26 0.6299212574958801;492 C6 8 26 0.6299212574958801;500 D6 4 26 0.6299212574958801;504 C6 2 26 0.6299212574958801;506 D6 2 26 0.6299212574958801;508 D6 4 26 0.6299212574958801;512 B5 4 26 0.6299212574958801;516 A5 11 26 0.6299212574958801;528 A5 2 26 0.6299212574958801;530 B5 2 26 0.6299212574958801;532 C6 6 26 0.6299212574958801;538 B5 2 26 0.6299212574958801;540 C6 4 26 0.6299212574958801;544 E6 4 26 0.6299212574958801;548 B5 8 26 0.6299212574958801;560 E5 4 26 0.6299212574958801;564 A5 6 26 0.6299212574958801;570 G5 2 26 0.6299212574958801;572 A5 4 26 0.6299212574958801;576 C6 4 26 0.6299212574958801;580 G5 8 26 0.6299212574958801;592 F5 2 26 0.6299212574958801;594 E5 2 26 0.6299212574958801;596 F5 6 26 0.6299212574958801;602 E5 2 26 0.6299212574958801;604 F5 4 26 0.6299212574958801;608 C6 4 26 0.6299212574958801;612 E5 8 26 0.6299212574958801;622 C6 2 26 0.6299212574958801;624 C6 2 26 0.6299212574958801;626 C6 2 26 0.6299212574958801;628 B5 6 26 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0.6299212574958801;768 G#5 4 26 0.6299212574958801;772 A5 11 26 0.6299212574958801'        song0 = '0 E5 2 14;4 B4 2 14;6 C5 2 14;8 D5 2 14;10 E5 1 14;11 D5 1 14;12 C5 2 14;14 B4 2 14;16 A4 2 14;20 A4 2 14;22 C5 2 14;24 E5 2 14;28 D5 2 14;30 C5 2 14;32 B4 2 14;38 C5 2 14;40 D5 2 14;44 E5 2 14;48 C5 2 14;52 A4 2 14;56 A4 2 14;64 D5 2 14;68 F5 2 14;70 A5 2 14;74 G5 2 14;76 F5 2 14;78 E5 2 14;84 C5 2 14;86 E5 2 14;90 D5 2 14;92 C5 2 14;94 B4 2 14;98 B4 2 14;100 C5 2 14;102 D5 2 14;106 E5 2 14;110 C5 2 14;114 A4 2 14;118 A4 2 14;248 E5 8 14;256 C5 8 14;264 D5 8 14;272 B4 8 14;280 C5 8 14;288 A4 8 14;296 G#4 8 14;304 B4 8 14;313 E5 8 14;321 C5 8 14;329 D5 8 14;337 B4 4 14;341 B4 4 14;345 C5 4 14;349 E5 4 14;353 A5 8 14;361 G#5 8 14;248 C5 8 14;256 A4 8 14;264 B4 8 14;272 G#4 8 14;280 A4 8 14;288 E4 8 14;0 B4 2 14;4 G#4 2 14;6 A4 2 14;8 B4 2 14;12 A4 2 14;14 G#4 2 14;28 B4 2 14;30 A4 2 14;32 G#4 4 14;40 B4 2 14;38 A4 2 14;44 C5 2 14;52 E4 2 14;64 F4 2 14;94 G#4 2 14;100 A4 2 14;102 B4 2 14;106 C5 2 14;110 A4 2 14;114 E4 2 14;114 E4 2 14;118 E4 2 14;98 G#4 2 14;296 E4 8 14;304 G#4 8 14;313 C5 8 14;321 A4 8 14;329 B4 8 14;337 G#4 4 14;341 G#4 4 14;345 A4 4 14;349 C5 4 14;353 E5 8 14;353 E5 8 14;361 E5 8 14;48 A4 2 14;56 E4 2 14;68 D5 2 14;70 F5 2 14;74 E5 2 14;76 D5 2 14;80 E5 2 14;78 C5 2 14;80 C5 2 14;22 A4 2 14;24 C5 2 14;84 A4 2 14;86 C5 2 14;92 A4 2 14;90 B4 2 14;0 E5 2 14;4 B4 2 14;6 C5 2 14;8 D5 2 14;10 E5 1 14;11 D5 1 14;12 C5 2 14;14 B4 2 14;16 A4 2 14;20 A4 2 14;22 C5 2 14;24 E5 2 14;28 D5 2 14;30 C5 2 14;32 B4 2 14;38 C5 2 14;40 D5 2 14;44 E5 2 14;48 C5 2 14;52 A4 2 14;56 A4 2 14;64 D5 2 14;68 F5 2 14;70 A5 2 14;74 G5 2 14;76 F5 2 14;78 E5 2 14;84 C5 2 14;86 E5 2 14;90 D5 2 14;92 C5 2 14;94 B4 2 14;98 B4 2 14;100 C5 2 14;102 D5 2 14;106 E5 2 14;110 C5 2 14;114 A4 2 14;118 A4 2 14;0 B4 2 14;4 G#4 2 14;6 A4 2 14;8 B4 2 14;12 A4 2 14;14 G#4 2 14;28 B4 2 14;30 A4 2 14;32 G#4 4 14;40 B4 2 14;38 A4 2 14;44 C5 2 14;52 E4 2 14;64 F4 2 14;94 G#4 2 14;100 A4 2 14;102 B4 2 14;106 C5 2 14;110 A4 2 14;114 E4 2 14;114 E4 2 14;118 E4 2 14;98 G#4 2 14;48 A4 2 14;56 E4 2 14;68 D5 2 14;70 F5 2 14;74 E5 2 14;76 D5 2 14;80 E5 2 14;78 C5 2 14;80 C5 2 14;22 A4 2 14;24 C5 2 14;84 A4 2 14;86 C5 2 14;92 A4 2 14;90 B4 2 14;124 E5 2 14;128 B4 2 14;130 C5 2 14;132 D5 2 14;134 E5 1 14;135 D5 1 14;136 C5 2 14;138 B4 2 14;140 A4 2 14;144 A4 2 14;146 C5 2 14;148 E5 2 14;152 D5 2 14;154 C5 2 14;156 B4 2 14;162 C5 2 14;164 D5 2 14;168 E5 2 14;172 C5 2 14;176 A4 2 14;180 A4 2 14;188 D5 2 14;192 F5 2 14;194 A5 2 14;198 G5 2 14;200 F5 2 14;202 E5 2 14;208 C5 2 14;210 E5 2 14;214 D5 2 14;216 C5 2 14;218 B4 2 14;222 B4 2 14;224 C5 2 14;226 D5 2 14;230 E5 2 14;234 C5 2 14;238 A4 2 14;242 A4 2 14;124 B4 2 14;128 G#4 2 14;130 A4 2 14;132 B4 2 14;136 A4 2 14;138 G#4 2 14;152 B4 2 14;154 A4 2 14;156 G#4 4 14;164 B4 2 14;162 A4 2 14;168 C5 2 14;176 E4 2 14;188 F4 2 14;218 G#4 2 14;224 A4 2 14;226 B4 2 14;230 C5 2 14;234 A4 2 14;238 E4 2 14;238 E4 2 14;242 E4 2 14;222 G#4 2 14;172 A4 2 14;180 E4 2 14;192 D5 2 14;194 F5 2 14;198 E5 2 14;200 D5 2 14;204 E5 2 14;202 C5 2 14;204 C5 2 14;146 A4 2 14;148 C5 2 14;208 A4 2 14;210 C5 2 14;216 A4 2 14;214 B4 2 14;124 E5 2 14;128 B4 2 14;130 C5 2 14;132 D5 2 14;134 E5 1 14;135 D5 1 14;136 C5 2 14;138 B4 2 14;140 A4 2 14;144 A4 2 14;146 C5 2 14;148 E5 2 14;152 D5 2 14;154 C5 2 14;156 B4 2 14;162 C5 2 14;164 D5 2 14;168 E5 2 14;172 C5 2 14;176 A4 2 14;180 A4 2 14;188 D5 2 14;192 F5 2 14;194 A5 2 14;198 G5 2 14;200 F5 2 14;202 E5 2 14;208 C5 2 14;210 E5 2 14;214 D5 2 14;216 C5 2 14;218 B4 2 14;222 B4 2 14;224 C5 2 14;226 D5 2 14;230 E5 2 14;234 C5 2 14;238 A4 2 14;242 A4 2 14;124 B4 2 14;128 G#4 2 14;130 A4 2 14;132 B4 2 14;136 A4 2 14;138 G#4 2 14;152 B4 2 14;154 A4 2 14;156 G#4 4 14;164 B4 2 14;162 A4 2 14;168 C5 2 14;176 E4 2 14;188 F4 2 14;218 G#4 2 14;224 A4 2 14;226 B4 2 14;230 C5 2 14;234 A4 2 14;238 E4 2 14;238 E4 2 14;242 E4 2 14;222 G#4 2 14;172 A4 2 14;180 E4 2 14;192 D5 2 14;194 F5 2 14;198 E5 2 14;200 D5 2 14;204 E5 2 14;202 C5 2 14;204 C5 2 14;146 A4 2 14;148 C5 2 14;208 A4 2 14;210 C5 2 14;216 A4 2 14;214 B4 2 14;248 C5 2 13;252 C5 2 13;254 E5 2 13;250 E5 2 13;256 C5 2 13;260 C5 2 13;258 A4 2 13;262 A4 2 13;264 D5 2 13;268 D5 2 13;266 B4 2 13;270 B4 2 13;272 G#4 2 13;276 G#4 2 13;274 B4 2 13;278 B4 2 13;280 A4 2 13;284 A4 2 13;282 C5 2 13;286 C5 2 13;347 C5 2 13;351 C5 2 13;313 C5 2 13;317 C5 2 13;319 E5 2 13;315 E5 2 13;321 C5 2 13;325 C5 2 13;323 A4 2 13;327 A4 2 13;329 D5 2 13;333 D5 2 13;331 B4 2 13;335 B4 2 13;337 G#4 2 13;341 G#4 2 13;339 B4 2 13;343 B4 2 13;345 A4 2 13;349 A4 2 13;349 E5 2 13;353 E5 2 13;355 A5 2 13;359 A5 2 13;357 E5 2 13;361 E5 2 13;363 G#5 2 13;367 G#5 2 13;365 E5 2 14;292 A4 2 13;288 A4 2 13;294 E4 2 13;290 E4 2 13;300 G#4 2 13;296 G#4 2 13;302 E4 2 13;298 E4 2 13;308 G#4 2 13;304 G#4 2 13;310 B4 2 13;306 B4 2 13'        self.bgm = PlayMusic(song0, tempo=1, duty=500, pins=[            Pin(game_kit.buzzer, Pin.OUT)])

2. 播放音乐类（class PlayMusic）

用于音乐播放的类。引用了buzzer_music模块。

以music为父类创建了PlayMusic类。

该类包含以下几个函数。

（1）__init__：初始化


def __init__(self, songString='0 D4 8 0', looping=True, tempo=3, duty=2512, pin=None, pins=[Pin(0)]):        super().__init__(songString, looping, tempo, duty, pin, pins)        self.pause = True

（2）toggle_pause：反转当前播放状态


def toggle_pause(self):        self.pause = not self.pause        if self.pause:            print("mute\n")            self.mute()        else:            print("unmute\n")            self.unmute()

（3）mute：静音状态设置


def mute(self):        for pwm in self.pwms:            pwm.duty_u16(0)

（4）unmute：结束静音状态设置（即正常播放）


def unmute(self):        for pwm in self.pwms:            pwm.duty_u16(self.duty)

（5）tick：每一时刻播放


def tick(self):        if self.pause:            pass        else:            super().tick()

3. 棋子类（class Chessman）

定义了棋子的名字、权值、颜色信息。


class Chessman():    def __init__(self, name,val, color):        self.name = name        self.val = val        self.color = color        blackchessman=Chessman('Black', 1, st7789.color565(45, 45, 45))whitechessman=Chessman('White', 2, st7789.color565(219, 219, 219))

4. 棋盘类（class Checkerboard）

包含的变量有line_points、all_chessman[][]。

line_points：一个常数，表示棋盘的边长。
all_chessman[][]：一个二维数组，其中all_chessman[i][j]表示(j,i)这个位置所落棋子的颜色。（黑色为1，白色为2，没有棋子为0）

......

项目总结

通过参加“硬禾学堂2022寒假在家练”活动，我体会到了一个完整的项目是如何从一个点子，一步一步慢慢实现的。在实现这个复古游戏移植的过程中，我锻炼了自己的代码能力，也进一步掌握了嵌入式开发的一些技巧。

资料获取

作者已将项目分享在电子森林，大家可自行获取，如有参考请备注参考来源：

https://www.eetree.cn/project/detail/927

END

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