如何构建Arduino供电的迷你复古游戏机

曾经想知道编写自己的复古游戏需要多少工作？ Pong为Arduino编写代码有多容易？和我一起，向我展示如何构建Arduino供电的迷你复古游戏机，以及如何从头开始编写Pong。最终结果如下：

构建计划

这是一个相当简单的电路。 电位器（电位器）将控制游戏，而Arduino将会驱动OLED显示屏。这将在面包板上生产，但是您可能希望将其制成永久性电路并将其安装在箱子中。之前我们已经写过有关重新创建Pong的文章，但是今天我将向您展示如何从头开始编写代码，并分解每个部分。

您需要的内容

这是您需要的：

1 x Arduino（任何型号）

1 x 10k电位器

1 x 0.96英寸I2C OLED显示屏

1 x面包板

各种公头》公连接线

任何Arduino都应该工作，请查看我们的购买指南如果您不确定要购买哪种型号。

这些OLED显示器非常酷。通常可以购买白色，蓝色，黄色或这三种的混合物。它们确实是全彩色的，但是它们又增加了该项目的复杂性和成本。

电路

这是一个非常简单的电路。如果您对Arduino没有太多的经验，请先查看这些初学者项目。

在这里是：

在锅的前面，将左引脚连接到 + 5V ，将右引脚连接到接地。将中间引脚连接到模拟引脚0 （A0）。

使用I2C协议连接OLED显示器。将 VCC 和 GND 连接到Arduino + 5V 和接地。将 SCL 连接到模拟五（ A5 ）。将 SDA 连接到模拟4 （ A4 ）。它连接到模拟引脚的原因很简单。这些引脚包含I2C协议所需的电路。确保它们正确连接，并且没有交叉。确切的引脚会因型号而异，但是Nano和Uno会使用A4和A5。如果您未使用Arduino或Nano，请查看模型的Wire库文档。

电位器测试

上传此测试代码（请确保从中选择正确的电路板和端口工具》 面板和工具》 端口菜单）：

void setup（） {

// put your setup code here， to run once：

Serial.begin（9600）; // setup serial

}

void loop（） {

// put your main code here， to run repeatedly：

Serial.println（analogRead（A0））; // print the value from the pot

delay（500）;

}

现在打开串行监视器（右上》 串行监视器）并转动锅。您应该看到在串行监视器上显示的值。完全逆时针应为零，完全逆时针应为 1023 ：

您稍后会对此进行调整，但现在就可以了。如果什么也没有发生，或者您不做任何事情就改变了值，请断开并仔细检查电路。

OLED测试

OLED显示的配置稍微复杂一些。您需要安装两个库才能首先驱动显示。从Github下载Adafruit_SSD1306和Adafruit-GFX库。将文件复制到您的库文件夹中。这取决于您的操作系统：

Mac OS：/用户/用户名/Documents/Arduino/libraries

Linux：/home/Username/Sketchbook

Windows：/Users/Arduino/libraries

现在上传测试草图。转到文件》 示例》 Adafruit SSD1306 》 ssd1306_128x64_i2c 。这应该给您一个包含大量图形的大草图：

如果上传后没有任何反应，请断开连接并再次检查您的连接。如果示例不在菜单中，则可能需要重新启动Arduino IDE。

代码

现在是时候编写代码了。我将解释每个步骤，所以如果您只想使其运行，请跳到最后。这是相当数量的代码，因此，如果您不确定，请查看以下10个免费资源以学习编码。

首先包括必要的库：

#include

#include

#include

#include

SPI 和 WIRE 是用于处理I2C通信的两个Arduino库。 Adafruit_GFX 和 Adafruit_SSD1306 是您先前安装的库。

下一步，配置显示：

Adafruit_SSD1306 display（4）;

然后设置运行游戏所需的所有变量：

int resolution［2］ = {128， 64}， ball［2］ = {20， （resolution［1］ / 2）};

const int PIXEL_SIZE = 8， WALL_WIDTH = 4， PADDLE_WIDTH = 4， BALL_SIZE = 4， SPEED = 3;

int playerScore = 0， aiScore = 0， playerPos = 0， aiPos = 0;

char ballDirectionHori = ‘R’， ballDirectionVerti = ‘S’;

boolean inProgress = true;

这些变量存储运行游戏所需的所有数据。其中一些存储球的位置，屏幕的大小，球员的位置等。请注意其中的一些是 const 的意思，它们是恒定的，并且永远不会改变。

屏幕分辨率和焊球位置存储在数组中。数组是相似事物的集合，对于球，存储坐标（ X 和 Y ）。访问数组中的元素很容易（不要在文件中包含此代码）：

resolution［1］;

由于数组从零开始，因此将返回分辨率数组中的第二个元素（ 64 ）。更新元素甚至更容易（同样，不包含此代码）：

ball［1］ = 15;

在 void setup（）内，配置显示：/p》 void setup（） {

display.begin（SSD1306_SWITCHCAPVCC， 0x3C）;

display.display（）;

}

第一行告诉Adafruit库，您的显示器正在使用什么尺寸和通讯协议（在这种情况下，为 128 x 64 和 I2C ）。第二行（ display.display（））告诉屏幕显示缓冲区中存储的内容（无内容）。

创建两个名为 drawBall 和 eraseBall ：

void drawBall（int x， int y） {

display.drawCircle（x， y， BALL_SIZE， WHITE）;

}

void eraseBall（int x， int y） {

display.drawCircle（x， y， BALL_SIZE， BLACK）;

}

这些采用 x 和 y 坐标并使用显示库中的 drawCircle 方法将其绘制在屏幕上。这使用了前面定义的常量 BALL_SIZE 。尝试更改此设置，看看会发生什么。此drawCircle方法接受像素颜色-黑色或白色。因为这是单色显示（一种颜色），所以白色表示像素处于打开状态，黑色表示像素处于关闭状态。

现在创建一种称为 moveAi 的方法：

void moveAi（） {

eraseAiPaddle（aiPos）;

if （ball［1］ 》 aiPos） {

++aiPos;

}

else if （ball［1］ 《 aiPos） {

--aiPos;

}

drawAiPaddle（aiPos）;

}

此方法处理移动人工智能或 AI 播放器。这是一个非常简单的计算机对手-如果球在桨上方，请向上移动。它在桨下面，向下移动。很简单，但是效果很好。增量和减量符号（ ++ aiPos 和 –aiPos ）用于从aiPosition中添加或减去一个。您可以添加或减去更大的数字以使AI更快地移动，因此更难以克服。这样做的方法如下：

aiPos += 2;

并且：

aiPos -= 2;

加号等于和负号符号是aiPos当前值加/减两个的简写。这是另一种方法：

aiPos = aiPos + 2;

和

aiPos = aiPos - 1;

注意此方法如何首先擦除桨，并且然后再次绘制。必须这样做。如果绘制了新的桨叶位置，则屏幕上将有两个重叠的桨叶。

drawNet 方法使用两个循环绘制球网：

void drawNet（） {

for （int i = 0; i 《 （resolution［1］ / WALL_WIDTH）; ++i） {

drawPixel（（（resolution［0］ / 2） - 1）， i * （WALL_WIDTH） + （WALL_WIDTH * i）， WALL_WIDTH）;

}

}

这将使用 WALL_WIDTH 变量来设置其大小。

创建名为 drawPixels 和的方法擦除像素。就像球形方法一样，两者之间的唯一区别是像素的颜色：

void drawPixel（int posX， int posY， int dimensions） {

for （int x = 0; x 《 dimensions; ++x） {

for （int y = 0; y 《 dimensions; ++y） {

display.drawPixel（（posX + x）， （posY + y）， WHITE）;

}

}

}

void erasePixel（int posX， int posY， int dimensions） {

for （int x = 0; x 《 dimensions; ++x） {

for （int y = 0; y 《 dimensions; ++y） {

display.drawPixel（（posX + x）， （posY + y）， BLACK）;

}

}

}

再次，这两种方法都使用两个 》循环绘制一组像素。循环不必使用库 drawPixel 方法绘制每个像素，而是根据给定的尺寸绘制一组像素。

drawScore 方法使用库的文本功能将播放器和AI得分写入屏幕。这些存储在 playerScore 和 aiScore 中：

void drawScore（） {

display.setTextSize（2）;

display.setTextColor（WHITE）;

display.setCursor（45， 0）;

display.println（playerScore）;

display.setCursor（75， 0）;

display.println（aiScore）;

}

此方法还具有 eraseScore 对应，将像素设置为黑色或关闭。

最后四种方法非常相似。他们绘制并擦除了玩家和AI球拍：

void erasePlayerPaddle（int row） {

erasePixel（0， row - （PADDLE_WIDTH * 2）， PADDLE_WIDTH）;

erasePixel（0， row - PADDLE_WIDTH， PADDLE_WIDTH）;

erasePixel（0， row， PADDLE_WIDTH）;

erasePixel（0， row + PADDLE_WIDTH， PADDLE_WIDTH）;

erasePixel（0， row + （PADDLE_WIDTH + 2）， PADDLE_WIDTH）;

}

注意他们如何调用之前创建的 erasePixel 方法。这些方法会绘制并擦除适当的桨。

主循环中还有更多逻辑。这是完整的代码：

#include

#include

#include

#include

Adafruit_SSD1306 display（4）;

int resolution［2］ = {128， 64}， ball［2］ = {20， （resolution［1］ / 2）};

const int PIXEL_SIZE = 8， WALL_WIDTH = 4， PADDLE_WIDTH = 4， BALL_SIZE = 4， SPEED = 3;

int playerScore = 0， aiScore = 0， playerPos = 0， aiPos = 0;

char ballDirectionHori = ‘R’， ballDirectionVerti = ‘S’;

boolean inProgress = true;

void setup（） {

display.begin（SSD1306_SWITCHCAPVCC， 0x3C）;

display.display（）;

}

void loop（） {

if （aiScore 》 9 || playerScore 》 9） {

// check game state

inProgress = false;

}

if （inProgress） {

eraseScore（）;

eraseBall（ball［0］， ball［1］）;

if （ballDirectionVerti == ‘U’） {

// move ball up diagonally

ball［1］ = ball［1］ - SPEED;

}

if （ballDirectionVerti == ‘D’） {

// move ball down diagonally

ball［1］ = ball［1］ + SPEED;

}

if （ball［1］ 《= 0） { // bounce the ball off the top ballDirectionVerti = ‘D’; } if （ball［1］ 》= resolution［1］） {

// bounce the ball off the bottom

ballDirectionVerti = ‘U’;

}

if （ballDirectionHori == ‘R’） {

ball［0］ = ball［0］ + SPEED; // move ball

if （ball［0］ 》= （resolution［0］ - 6）） {

// ball is at the AI edge of the screen

if （（aiPos + 12） 》= ball［1］ && （aiPos - 12） 《= ball［1］） { // ball hits AI paddle if （ball［1］ 》 （aiPos + 4）） {

// deflect ball down

ballDirectionVerti = ‘D’;

}

else if （ball［1］ 《 （aiPos - 4）） {

// deflect ball up

ballDirectionVerti = ‘U’;

}

else {

// deflect ball straight

ballDirectionVerti = ‘S’;

}

// change ball direction

ballDirectionHori = ‘L’;

}

else {

// GOAL！

ball［0］ = 6; // move ball to other side of screen

ballDirectionVerti = ‘S’; // reset ball to straight travel

ball［1］ = resolution［1］ / 2; // move ball to middle of screen

++playerScore; // increase player score

}

}

}

if （ballDirectionHori == ‘L’） {

ball［0］ = ball［0］ - SPEED; // move ball

if （ball［0］ 《= 6） { // ball is at the player edge of the screen if （（playerPos + 12） 》= ball［1］ && （playerPos - 12） 《= ball［1］） { // ball hits player paddle if （ball［1］ 》 （playerPos + 4）） {

// deflect ball down

ballDirectionVerti = ‘D’;

}

else if （ball［1］ 《 （playerPos - 4）） { // deflect ball up ballDirectionVerti = ‘U’; } else { // deflect ball straight ballDirectionVerti = ‘S’; } // change ball direction ballDirectionHori = ‘R’; } else { ball［0］ = resolution［0］ - 6; // move ball to other side of screen ballDirectionVerti = ‘S’; // reset ball to straight travel ball［1］ = resolution［1］ / 2; // move ball to middle of screen ++aiScore; // increase AI score } } } drawBall（ball［0］， ball［1］）; erasePlayerPaddle（playerPos）; playerPos = analogRead（A2）; // read player potentiometer playerPos = map（playerPos， 0， 1023， 8， 54）; // convert value from 0 - 1023 to 8 - 54 drawPlayerPaddle（playerPos）; moveAi（）; drawNet（）; drawScore（）; } else { // somebody has won display.clearDisplay（）; display.setTextSize（4）; display.setTextColor（WHITE）; display.setCursor（0， 0）; // figure out who if （aiScore 》 playerScore） {

display.println（“YOU LOSE！”）;

}

else if （playerScore 》 aiScore） {

display.println（“YOU WIN！”）;

}

}

display.display（）;

}

void moveAi（） {

// move the AI paddle

eraseAiPaddle（aiPos）;

if （ball［1］ 》 aiPos） {

++aiPos;

}

else if （ball［1］ 《 aiPos） {

--aiPos;

}

drawAiPaddle（aiPos）;

}

void drawScore（） {

// draw AI and player scores

display.setTextSize（2）;

display.setTextColor（WHITE）;

display.setCursor（45， 0）;

display.println（playerScore）;

display.setCursor（75， 0）;

display.println（aiScore）;

}

void eraseScore（） {

// erase AI and player scores

display.setTextSize（2）;

display.setTextColor（BLACK）;

display.setCursor（45， 0）;

display.println（playerScore）;

display.setCursor（75， 0）;

display.println（aiScore）;

}

void drawNet（） {

for （int i = 0; i 《 （resolution［1］ / WALL_WIDTH）; ++i） {

drawPixel（（（resolution［0］ / 2） - 1）， i * （WALL_WIDTH） + （WALL_WIDTH * i）， WALL_WIDTH）;

}

}

void drawPixel（int posX， int posY， int dimensions） {

// draw group of pixels

for （int x = 0; x 《 dimensions; ++x） {

for （int y = 0; y 《 dimensions; ++y） {

display.drawPixel（（posX + x）， （posY + y）， WHITE）;

}

}

}

void erasePixel（int posX， int posY， int dimensions） {

// erase group of pixels

for （int x = 0; x 《 dimensions; ++x） {

for （int y = 0; y 《 dimensions; ++y） {

display.drawPixel（（posX + x）， （posY + y）， BLACK）;

}

}

}

void erasePlayerPaddle（int row） {

erasePixel（0， row - （PADDLE_WIDTH * 2）， PADDLE_WIDTH）;

erasePixel（0， row - PADDLE_WIDTH， PADDLE_WIDTH）;

erasePixel（0， row， PADDLE_WIDTH）;

erasePixel（0， row + PADDLE_WIDTH， PADDLE_WIDTH）;

erasePixel（0， row + （PADDLE_WIDTH + 2）， PADDLE_WIDTH）;

}

void drawPlayerPaddle（int row） {

drawPixel（0， row - （PADDLE_WIDTH * 2）， PADDLE_WIDTH）;

drawPixel（0， row - PADDLE_WIDTH， PADDLE_WIDTH）;

drawPixel（0， row， PADDLE_WIDTH）;

drawPixel（0， row + PADDLE_WIDTH， PADDLE_WIDTH）;

drawPixel（0， row + （PADDLE_WIDTH + 2）， PADDLE_WIDTH）;

}

void drawAiPaddle（int row） {

int column = resolution［0］ - PADDLE_WIDTH;

drawPixel（column， row - （PADDLE_WIDTH * 2）， PADDLE_WIDTH）;

drawPixel（column， row - PADDLE_WIDTH， PADDLE_WIDTH）;

drawPixel（column， row， PADDLE_WIDTH）;

drawPixel（column， row + PADDLE_WIDTH， PADDLE_WIDTH）;

drawPixel（column， row + （PADDLE_WIDTH * 2）， PADDLE_WIDTH）;

}

void eraseAiPaddle（int row） {

int column = resolution［0］ - PADDLE_WIDTH;

erasePixel（column， row - （PADDLE_WIDTH * 2）， PADDLE_WIDTH）;

erasePixel（column， row - PADDLE_WIDTH， PADDLE_WIDTH）;

erasePixel（column， row， PADDLE_WIDTH）;

erasePixel（column， row + PADDLE_WIDTH， PADDLE_WIDTH）;

erasePixel（column， row + （PADDLE_WIDTH * 2）， PADDLE_WIDTH）;

}

void drawBall（int x， int y） {

display.drawCircle（x， y， BALL_SIZE， WHITE）;

}

void eraseBall（int x， int y） {

display.drawCircle（x， y， BALL_SIZE， BLACK）;

}

这是您最终得到的结果：

对代码很有信心，您可以进行许多修改：

添加难度级别菜单（更改AI和球速）。

向其中添加一些随机移动

为两个玩家添加另一个底池。

添加一个暂停按钮。

现在看看这些复古游戏Pi Zero项目。

责任编辑：wv