Show page

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- pm:prj2021:dbrigalda:2048-deluxe [2021/05/23 14:51]
ionut.ranja [Hardware Design]
+++ pm:prj2021:dbrigalda:2048-deluxe [2021/05/27 00:30] (current)
ionut.ranja [Rezultate Obţinute]
@@ Line 34: / Line 34: @@
 === Schema Electrică ===
-{{ :pm:prj2021:dbrigalda:schema_eagle_2048_deluxe.png?nolink&800 |}}
+{{ :pm:prj2021:dbrigalda:schema_eagle_2048_deluxe.png?nolink&725 |}}
+=== Hardware ===
+Mai jos se găsesc poze cu montajul hardware realizat și cu câteva imagini din joc:
+  * **Montaj**
+{{ :pm:prj2021:dbrigalda:montaj_2048_deluxe.jpg?nolink&800 |}}
+  * **Meniu principal**
+{{ :pm:prj2021:dbrigalda:menu_2048_deluxe.jpg?nolink&350 |}}
+  * **Highscores**
+{{ :pm:prj2021:dbrigalda:scores_2048_deluxe.jpg?nolink&350 |}}
+  * **Start Game**
+{{ :pm:prj2021:dbrigalda:gameinit_2048_deluxe.jpg?nolink&350 |}}
+  * **Game Won**
+{{ :pm:prj2021:dbrigalda:won_2048_deluxe.jpg?nolink&350 |}}
 ===== Software Design =====
 <note>
@@ Line 79: / Line 93: @@
 </note>
 == Funcții folosite ==
-<note>
-Funcții specifice jocului
-    * **GAME_GameLogic**
-      * se apelează în loop și apelează diverse funcții în funcție de starea curentă a jocului
-    * **GAME_MoveUp/Down/Left/Right**
-      * mută piesele în direcția specifică funcției (+ merge numere cu aceeași valoare) și generează o piesă nouă pe tabla de joc
-    * **GAME_GeneratePiece**
-      * generează o piesă nouă (2 sau 4) într-o poziție liberă de pe tabla de joc
-    * **GAME_CheckIfLost/Won**
-      * verifică dacă jocul s-a terminat (cu victoria sau înfrângerea jucătorului)
-    * **ISR(TIMER1_COMPA_vect)**
-      * întrerupere după timer1 la valoare din OCR1A; la fiecare 3 secunde se scad 10 puncte din scor
-</note>
 <note>
 Funcții specifice Arduino
@@ Line 107: / Line 108: @@
     * **DISPLAY_ResetGame**
       * realizează resetarea întregului joc și reafișarea frame-ului de la începutul jocului
+    * **DISPLAY_GameLogic**
+      * se apelează în loop și apelează diverse funcții în funcție de starea curentă a jocului
+    * **DISPLAY_MoveUp/Down/Left/Right**
+      * mută piesele în direcția specifică funcției (+ merge numere cu aceeași valoare) și generează o piesă nouă pe tabla de joc
+    * **DISPLAY_GeneratePiece**
+      * generează o piesă nouă (2 sau 4) într-o poziție liberă de pe tabla de joc
+    * **DISPLAY_CheckIfLost/Won**
+      * verifică dacă jocul s-a terminat (cu victoria sau înfrângerea jucătorului)
+    * **ISR(TIMER1_COMPA_vect)**
+      * întrerupere după timer1 la valoare din OCR1A; la fiecare 3 secunde se scad 10 puncte din scor
 </note>
 <note>
@@ Line 123: / Line 134: @@
       * întrerupere pentru conversia ADC; folosită pentru a citi valorile specifice axelor Ox sau Oy ale joystick-ului
 </note>
+=== Analiza programului ===
+În funcția de **setup** se pregătește configurația inițială a jocului:
+  * se pornesc //AD//C și //întreruperea de ADC//
+  * se setează întreruperea după //timer1// la valoarea din //OCR1A//, adică la fiecare 3 secunde
+  * se creează două piese de **1024** pe tabla de joc pentru a putea analiza rapid toate funcțiile apelate în caz de victorie. Când jocul este resetat folosind funcția **DISPLAY_ResetGame** aceste două piese amplasate special nu se vor mai afla în tabla de joc.
+  * se realizează inițializarea led-ului, a buzzerului, a celor 3 butoane, a joystick-ului și a display-ului
+  * se activează întreruperile externe pentru //PCINT//-uri
+  * se setează led-ul RGB pe alb și display-ul printează meniul principal apelând **DISPLAY_PrintMenu**
+În funcția de **loop** se apelează doar **DISPLAY_GameLogic** care se va ocupa de toată logica jocului.
+În funcția de //GameLogic// se apelează diverse alte funcții după valoarea variabilei //g_state//. La începutul programului variabila are valoarea
+//quit_state// care indică faptul că fie ne aflăm la începutul rulării, fie că s-a apăsat butonul //quit//, iar jocul a fost resetat. În această
+stare se citește cu **ARDUINO_MyRead** valoarea de pe axa Oy a joystick-ului. Dacă scade/crește față de pragul de repaus, atunci se schimbă
+valoarea variabilei //g_option// fie în //scores// (joystick-ul a fost mutat în jos și a fost selectat //Highscores//), fie în //start//
+(joystick-ul a fost mutat în sus și a fost selectat //Start Game//). În această stare se printează meniul principal cu selecția conform //g_option//,
+se redă un sunet specific operației de //select// și se schimbă culoarea led-ului.
+Cât timp jocul se află în starea de //quit_state// singurele butoane care pot schimba starea sunt **quit** (care duce la resetarea jocului și, implicit,
+la întoarcerea în //quit_state// cu //g_option// setat pe //start//) sau **continue** care va schimba starea fie în //score_state//, fie în //game_state//.
+În cazul //score_state// se apelează funcția **DISPLAY_PrintScores** care va afișa primele 5 cele mai mari scoruri obținute în joc sub forma
+//X. [][][] - SCORE// unde **X** reprezintă un număr de la 1 la 5, **[]** reprezintă un caracter de la A la Z iar **SCORE** reprezintă scorul jucătorului
+identificat de cele 3 caractere. Aceste date sunt preluate din memoria EEPROM a plăcuței Arduino, iar fiecare intrare reprezintă 5 bytes (3 pentru
+numele jucătorului și 2 pentru scor - //int// este reprezentat pe 2 bytes).
+Din această stare se poate reveni doar la starea //quit_state// apăsând **quit**.
+În cazul //game_state// se citesc atât valoarea pe Oy cât și valoarea pe Ox a joystick-ului pentru a ști ce funcție trebuie apelată în continuare.
+Este posibil să se apeleze o singură funcție la un moment dat dintre cele 4 funcții **DISPLAY_MoveUp/Down/Left/Right** în funcție de valorile citite
+pe x și pe y, apoi se va apela funcția **DISPLAY_PrintBoard** care va afișa scorul și piesele curente de pe tabla de joc. //PrintBoard// apelează
+**DISPLAY_PrintPiece** pentru a afișa centrat orice piesă indiferent de valoare folosind calcule care țin cont de valorile posibile ale pieselor și
+de numărul de pixeli ocupați pe axa Ox a display-ului (3 pixeli + 1 pixel spațiu).
+Funcțiile //MoveXYZ// folosesc același algoritm cu modificări în funcție de direcție, pentru simplitate voi explica ce se întâmplă în cazul //MoveUp//, pentru
+celelalte cazuri ideea este asemănătoare. //MoveUp// iterează prin fiecare linie, coloană cu coloană căutând o piesă validă (valoarea != 0). Când
+întâlnește o astfel de piesă începe să o „tragă” în sus până la o linie de stop; aici există două cazuri:
+  - nu există o altă piesă până la linia de stop sau, există o altă piesă, dar de valoare diferită de piesa curentă
+    {{ :pm:prj2021:dbrigalda:caz1_2048_deluxe.png?nolink&800 |}}
+  - există o altă piesă de aceeași valoare cu piesa curentă, se va executa combinarea pieselor și se va actualiza linia de stop
+    {{ :pm:prj2021:dbrigalda:caz2_2048_deluxe.png?nolink |}}
+În cazul 2. se verifică dacă prin combinarea celor 2 piese s-a obținut **2048** apelând **DISPLAY_CheckIfWon**.
+La final după ce toate piesele au fost mutate în locul corespunzător se redă un sunet specific acțiunii de //move//, led-ul își schimbă culoarea
+și se generează o noua piesă apelând **DISPLAY_GeneratePiece**.
+//GeneratePiece// iterează prin vectorul g_empty_tiles selectând doar spațiile goale (valoarea == //empty//) din tabla de joc și apoi selectează
+aleatoriu un spațiu din cele goale în care să pună un 2 sau un 4 (90% șansă pentru 2 și 10% pentru 4). Dacă în urma generării unei piese noi nu
+mai există niciun spațiu liber pe tabla de joc se verifică dacă jocul a fost sau nu pierdut apelând **DISPLAY_CheckIfLost**. //CheckIfLost// verifică
+dacă se poate realiza cel puțin o combinație mutând sus/jos/stânga/dreapta, caz în care jocul nu a fost încă pierdut, altfel jocul s-a terminat și
+jucătorul a pierdut.
+//CheckIfWon// este o funcție simplă în care se verifică dacă jucătorul a obținut **2048**, caz în care starea curentă se schimbă în //win_state//.
+Alte stări posibile din //game_state// sunt //pause_state// (a fost apăsat butonul //pause//), //quit_state// (a fost apăsat butonul //quit//) sau,
+conform celor menționate mai sus, în stare //lose_state//.
+Starea //pause_state// afișează pe ecran un mesaj corespunzător (//GAME PAUSED!//) și setează //g_pause// pe 1, oprind scăderea scorului cu 10 puncte
+care se întâmplă în timpul stării //game_state//. Această stare ascunde tabla de joc pentru a nu oferi jucătorului timp de gândire fără penalizarea
+scorului. Din //pause_state// se poate reveni în //game_state// apăsând pe butonul //continue// care va afișa tabla de joc de la momentul de timp anterior
+apăsării butonului de //pause//.
+În starea //lose_state// se afișează un mesaj corespunzător, se redă o melodie scurtă specifică înfrângerii și se setează led-ul pe roșu. În final se
+resetează jocul apelând **DISPLAY_ResetGame** care zeroizează tabla de joc, resetează starea la //quit_state//, precum și celelalte variabile la valorile
+inițiale.
+Starea //win_state// este mai specială (funcția **DISPLAY_PrintWin**). Inițial, se urmează pașii de la //lose_state// afișând un mesaj corespunzător, melodia din //g_win_melody//
+și schimbând culorile led-ului; după ce se termină această etapă, se realizează citirea valorilor de pe Ox și Oy ale joystick-ului pentru a itera
+prin 3 caractere 'A''A''A' care pot fi schimbate în intervalul A-Z. Când jucătorul și-a ales numele, acesta va apăsa pe butonul //continue//
+pentru a începe operația de înregistrare a scorului său în top. Dacă se apasă pe //quit// în loc de //continue//, atunci se va reseta jocul, iar
+scorul nu va fi înregistrat.
+Înregistrarea scorului presupune obținerea datelor din memoria EEPROM și identificarea primului scor mai mic decât cel obținut de jucător. Dacă
+nu există niciun scor mai mic decât cel curent, atunci nu se înregistrează, în caz contrar, scorul curent îl înlocuiește pe cel din top, iar restul
+scorurilor mai mici ca acesta sunt coborâte cu o poziție (inclusiv cel înlocuit).
+După ce jucătorul a câștigat/pierdut jocul, se realizează resetarea acestuia și întoarcerea în meniul principal. Acum acesta poate porni un joc nou
+sau poate vedea noul top.
 ===== Rezultate Obţinute =====
-TODO
+Proiectul a ieșit în mare parte exact cum mi-am propus de la început. Din păcate am rămas foarte rapid fără pini liberi pe plăcuța Arduino și a trebuit
-<note tip>
+să renunț la ideea originală în care foloseam mai multe led-uri și buzzere pentru //quality of life//, dar am reușit să mă încadrez în pinii
-Care au fost rezultatele obţinute în urma realizării proiectului vostru.
+puși la dispoziție de plăcuță. În afară de acest mic inconvenient am realizat exact tot ceea ce am dorit să fac pentru acest proiect. Personal, consider
-</note>
+că rezultatul final este mult mai bun față de imaginea pe care o aveam la început ;-).
+== Link YouTube 4K ==
+[[https://www.youtube.com/watch?v=4oP4yuQnGWk|{{:pm:prj2021:dbrigalda:montaj_2048_deluxe.jpg?500|}}]]
 ===== Concluzii =====
-TODO
+Când am început lucrul efectiv pentru proiect am avut multe momente când nu știam cu siguranță dacă ceea ce mi-am propus era în totalitate posibil
+de realizat, majoritatea problemelor venind din partea lucrului cu LCD-ul; am trecut prin multe iterații ale mesajelor afișate și ale reprezentării
+pieselor pe ecran. Am căutat foarte multe biblioteci care să ofere suport pentru un font mai mic astfel încât să încapă 4 numere pe 4 cifre pe o
+linie. Din păcate, majoritatea bibliotecilor disponibile pentru lucrul cu Nokia 5110 nu aveau nici măcar pe aproape la fel de multe funcționalități
+precum biblioteca din partea ADAFRUIT. Pe această problemă am pierdut cel mai mult timp, în final alegând să rămân la ADAFRUIT și găsind după foarte
+multe căutări o bibliotecă de fonturi compatibile cu //Adafruit_GFX//.
+Un alt **challenge**, din nefericire, a venit încă de la început când am primit piesele. Ecranul Nokia 5110 nu a venit lipit (nu mai există modelul
+gata lipit) și a trebuit să realizez lipirea ecranului pe coloana de pini :-(. Rezultatul putea fi mai bun, dar cel puțin funcționează cum trebuie :-).
+Cu toate acestea, am reușit să duc proiectul la bun sfârșit și consider că am reușit să aprofundez mai mult și mai bine noțiunile prezentate la
+laborator. Proiectul a fost într-adevăr o provocare foarte bună care a venit ca un suport pentru ce ne-a fost prezentat atât la curs cât și în
+cadrul laboratoarelor.
+De-a lungul procesului de realizare a proiectului am obținut motivația de a face și alte astfel de proiecte orientate pe partea de hardware. Concluzionând,
+consider că proiectul a fost un challenge bine-venit și sunt foarte satisfăcut de rezultatul final :-D.
 ===== Download =====
-TODO
+<note>
-<note warning>
+Arhiva cu sursele:
-O arhivă (sau mai multe dacă este cazul) cu fişierele obţinute în urma realizării proiectului: surse, scheme, etc. Un fişier README, un ChangeLog, un script de compilare şi copiere automată pe uC crează întotdeauna o impresie bună ;-).
-Fişierele se încarcă pe wiki folosind facilitatea **Add Images or other files**. Namespace-ul în care se încarcă fişierele este de tipul **:pm:prj20??:c?** sau **:pm:prj20??:c?:nume_student** (dacă este cazul). **Exemplu:** Dumitru Alin, 331CC -> **:pm:prj2009:cc:dumitru_alin**.
+{{:pm:prj2021:dbrigalda:ranja_ionut_335cc_pm_2048_deluxe.zip|2048_Deluxe.zip}}
 </note>
 ===== Jurnal =====
@@ Line 141: / Line 244: @@
   * 23.04.2021 - Am creat pagina de wiki.
   * 25.04.2021 - Am completat secțiunile necesare din wiki conform assignment-ului de pe moodle.
+  * 07.05.2021 - Am finalizat în mare parte jocul 2048.
+  * 13.05.2021 - Am terminat proiectul + adăugat toate componentele.
+  * 22.05.2021 - Am făcut clean up codului sursă + coding style + completat pagina de wiki.
+  * 23.05.2021 - Am terminat pagina de wiki.
+  * 26.05.2021 - Am pus poze + link youtube.
 </note>
 ===== Bibliografie/Resurse =====
-TODO
+=== Biblioteci externe ===
-<note>
+  * [[ https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library|Adafruit_GFX.h ]]
-Listă cu documente, datasheet-uri, resurse Internet folosite, eventual grupate pe **Resurse Software** şi **Resurse Hardware**.
+  * [[ https://github.com/adafruit/Adafruit-PCD8544-Nokia-5110-LCD-library|Adafruit_PCD8544.h ]]
-</note>
+  * [[ https://github.com/robjen/GFX_fonts|Font4x7Fixed.h ]]
+=== Resurse Eagle ===
+  * [[ https://github.com/adafruit/Adafruit-Eagle-Library | adafruit.lbr ]]
+    * schema Eagle pentru Arduino Uno R3
+  * [[ https://www.diymodules.org/eagle|diy-modules.lbr ]]
+    * diverse scheme Eagle compatibile cu Arduino (cum ar fi display-ul Nokia 5110)
+  * [[ https://github.com/sparkfun/SparkFun-Eagle-Libraries/blob/master/SparkFun-LED.lbr|SparkFun-LED.lbr ]]
+    * led RGB catod comun
+=== Bibliografie/alte resurse ===
+  * Laboratoarele de pe OCW
+  * Google ;-)
+  * [[ https://ocw.cs.pub.ro/courses/_media/pm/lab/uno.jpg?cache=|Pinout Arduino Uno ]]
+  * [[ https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf|Datasheet ATMEGA328P ]]
+  * [[ https://app.diagrams.net/|draw.io ]]
+  * [[ https://www.autodesk.com/products/eagle/free-download|Eagle ]]
+  * [[ https://www.arduino.cc/en/software|Arduino IDE ]]
 ==== Pagina în format PDF ====
 ----
 <note>[[https://ocw.cs.pub.ro/courses/pm/prj2021/dbrigalda/2048-deluxe?do=export_pdf | 2048-deluxe.pdf]]</note>

Administrativ

Cursuri CA

Laborator

Proiecte

Resurse

Tutoriale

Cablaje

Galerie Foto

Tutoriale Galileo

pm/prj2021/dbrigalda/2048-deluxe.1621770703.txt.gz · Last modified: 2021/05/23 14:51 by ionut.ranja

Show page Old revisions

Media Manager Back to top