Show page

Differences

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

--- pm:prj2024:azamfir:ana_maria.toader02 [2024/05/23 20:53]
ana_maria.toader02 [Software Design]
+++ pm:prj2024:azamfir:ana_maria.toader02 [2024/05/27 03:27] (current)
ana_maria.toader02 [Rezultate Obţinute]
@@ Line 10: / Line 10: @@
   * un board (solvable) randomizat este generat pentru fiecare nou joc
   * un buzzer emite sunete la realizarea unei mișcări greșite sau la câștigarea jocului
+  * fiecare joc are o limită de timp de 5 minute; la expirarea timpului, jocul este pierdut
 Scopul proiectului este realizarea unui joc entertaining.
 ===== Descriere generală =====
@@ Line 35: / Line 36: @@
 | Fire tată-tată | [[https://www.optimusdigital.ro/ro/fire-fire-mufate/885-set-fire-tata-tata-10p-10-cm.html|Set fire tată-tată]] |  2  |  2,85 lei  |
 ^   Cost total: 150,87 lei  ||||
+**Cablaj final:**\\
+{{:pm:prj2024:azamfir:ana_maria.toader02:cablaj_final.jpeg?500|}}
 ===== Software Design =====
 ==== Setup ====
@@ Line 48: / Line 54: @@
 ==== Implementare ====
+**Logica jocului**\\
+Tabla de joc este definită ca un array bidimensional în care fiecare celulă poate lua una dintre valorile predefinite ce simbolizează elementele de joc //(BLANK, BOMB, RED_BOMB, FLAG, EMPTY, ONE, TWO, THREE, FOUR, FIVE, SIX, SEVEN, EIGHT)//.
+<code cpp>extern unsigned int board[ROWS][COLUMNS];</code>
+Pentru implementarea logicii jocului am scris funcții pentru diverse funcționalități:
+  * inițializarea bombelor în poziții random pe grid (tabla este randomizată la fiecare joc nou)
+  * indicarea poziției pe grid prin highlight-ul unei celule
+  * input handling pentru acțiunile jucătorului (apăsarea butoanelor, mișcarea joystick-ului sau apăsarea switch-ului de pe joystick)
+  * descoperirea unei singure celule ce conține un număr sau a tuturor celulelor libere adiacente în cazul unei celule goale
+  * amplasarea de flag-uri
+  * afișarea unui timer care se actualizează la interval fix de o secundă
+  * resetarea jocului la apăsarea switch-ului de pe joystick (cu reinițializarea tuturor parametrilor jocului, a timer-ului și randomizarea tablei)
+  * verificarea condițiilor de win / lose și în funcție de caz:
+    * afișarea mesajelor specifice (GAME OVER sau CONGRATULATIONS)
+    * emiterea unor sunete distinctive acționând buzzer-ul
+    * la finalul jocului singura acțiune care mai este responsive este apăsarea switch-ului de pe joystick care duce la începerea unui joc nou
+\\
+**Grafică**\\
+Pentru a crea imaginile distinctive jocului pentru fiecare celulă posibilă am desenat imagini de 20x20px pe care le-am convertit folosind un [[https://javl.github.io/image2cpp/|tool]] online în bitmap-uri grayscale de 8biți per pixel. Le-am afișat la poziții corespunzătoare pe ecran folosind funcția ''**void Adafruit_GFX::drawBitmap(int16_t x, int16_t y, const uint8_t bitmap[], int16_t w, int16_t h, uint16_t color)**'' din biblioteca **Adafruit_GFX**. Am adăugat culori prin setarea //foreground color//. \\
+{{:pm:prj2024:azamfir:ana_maria.toader02:bomb.png?130 |}}<code c>
+const unsigned char bomb[] PROGMEM = {
+x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x60, 0x00, 0x00, 0xf0, 0x00, 0x0b, 0xfd, 0x00, 0x07,
+xfe, 0x00, 0x16, 0x7e, 0x80, 0x0e, 0x7f, 0x00, 0x0f, 0xff, 0x00, 0x1f, 0xff, 0x80, 0x1f, 0xff,
+x80, 0x0f, 0xff, 0x00, 0x0f, 0xff, 0x00, 0x17, 0xfe, 0x80, 0x07, 0xfe, 0x00, 0x0b, 0xfd, 0x00,
+x00, 0xf0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
+};
+</code>
+\\
+**Buzzer**\\
+La sfârșitul jocului, buzzer-ul emite sunete distinctive. Am ales două melodii din [[https://github.com/robsoncouto/arduino-songs|arduino-songs]] pentru cazurile de victorie / înfrângere.\\
+\\
 **Timer**\\
 Microcontroller-ul **//ATmega328p//** conține 3 unități de timer, două pe 8 biți (//Timer0// și //Timer2//) și unul pe 16 biți (//Timer1//). \\
@@ Line 96: / Line 133: @@
 }
 </code>
+\\
+**Întreruperi**\\
+La inițializare, am activat mecanismul de întreruperi prin activarea bitului **//I//** din registrul **//SREG//**.
+<code cpp>
+/* Activate interrupts */
+sei();
+</code>
+Am definit două rutine pentru tratarea întreruperilor externe (pentru apăsarea butoanelor și pentru apăsarea butonului de la joystick) și una pentru tratarea întreruperilor interne folosind Timer1. \\
+**Configurarea componentelor care vor trimite întreruperi:**
+  * cele două butoane sunt conectate la același pin **//BUTTON_INTERRUPT//** pentru întreruperi
+<code cpp>
+/* initialize button pins */
+pinMode(BLUE_BUTTON, INPUT);
+pinMode(RED_BUTTON, INPUT);
+pinMode(BUTTON_INTERRUPT, INPUT);
+attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(BUTTON_INTERRUPT), ISR_button, RISING);
+</code>
+Am folosit funcția ''attachInterrupt'' pentru a atașa rutina **//ISR_button//** evenimentelor de pe pinul corespunzător butoanelor. Parametrul ''RISING'' definește momentul în care va fi declanșată întreruperea - atunci când valoarea pinului trece de la LOW la HIGH (la apăsarea unuia dintre butoane). \\
+  * pinul **//SW//** al joystick-ului este conectat la pinul **//JOYSTICK_INTERRUPT//** de pe plăcuță, căruia i-am asociat rutina **//ISR_joystick//**
+<code cpp>
+/* initialize joystick pins */
+pinMode(JOYSTICK_X, INPUT);
+pinMode(JOYSTICK_Y, INPUT);
+pinMode(JOYSTICK_INTERRUPT, INPUT);
+digitalWrite(JOYSTICK_INTERRUPT, HIGH);
+attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(JOYSTICK_INTERRUPT), ISR_joystick, RISING);
+</code>
+Toate variabilele care vor fi modificate într-o rutină de tratare a întreruperilor trebuie marcate ca **''volatile''** pentru a indica compilatorului să nu treacă variabila prin cache. Orice acces la o variabilă **''volatile''** se va face prin RAM.
+<code c>
+/* Initialize volatile variables used with button interrupts */
+volatile bool blueButtonFlag = false;
+volatile bool redButtonFlag = false;
+volatile unsigned long lastPressRed = 0;
+volatile unsigned long lastPressBlue = 0;
+volatile bool joystickButtonFlag = false;
+</code>
+**Definirea rutinelor de tratare a întreruperilor:**
+  * pentru **butoane** - declanșarea întreruperii are loc la apăsarea unuia dintre butoane, moment în care se verifică care dintre butoane a fost apăsat și se setează flagul corespunzător acestuia (**//blueButtonFlag//** sau **//redButtonFlag//**. Pentru a trata existența zgomotului, am implementat debouncing software pentru butoane.
+<code cpp>
+void ISR_button() {
+    buttonPressTime = millis();
+    if (digitalRead(BLUE_BUTTON) && buttonPressTime - lastPressBlue > debounceTime) {
+        lastPressBlue = buttonPressTime;
+        blueButtonFlag = true;
+    } else if (digitalRead(RED_BUTTON) && buttonPressTime - lastPressRed > debounceTime) {
+        lastPressRed = buttonPressTime;
+        redButtonFlag = true;
+    }
+}
+</code>
+  * pentru **joystick** - declanșarea întreruperii are loc la apăsarea switch-ului, iar rutina de tratare a acesteia setează flag-ul **//joystickButtonFlag//** care va fi folosit în logica programului
+<code cpp>
+void ISR_joystick() {
+    joystickButtonFlag = true;
+}
+</code>
+  * pentru **Timer1** - întreruperea este declanșată la intervale fixe de o secundă; în rutina de tratare se resetează registrul counter la zero pentru a putea relua numărătoarea, se decrementează valoarea timer-ului și se setează flag-ul corespunzător **timerFlag** pentru marcarea faptului că a avut loc întreruperea în fluxul principal al programului
+<code cpp>
+ISR(TIMER1_COMPA_vect){
+    TCNT1 = 0;   /* Reset counter register */
+    timer--;
+    timerFlag = true;
+}
+</code>
+Parametrul **TIMER1_COMPA_vect** indică faptul că se face Compare Match cu pragul A al timerului.
 ===== Rezultate Obţinute =====
+  * inițializarea jocului, cu setarea timer-ului la 5 minute
+{{:pm:prj2024:azamfir:ana_maria.toader02:init.gif?700|}}
-<note tip>
+  * eliberarea unui grup de celule
-Care au fost rezultatele obţinute în urma realizării proiectului vostru.
+{{:pm:prj2024:azamfir:ana_maria.toader02:clear_multiple_cells.gif?700|}}
-</note>
+  * sfârșitul jocului
+{{:pm:prj2024:azamfir:ana_maria.toader02:game_won.gif?700|}}
+{{:pm:prj2024:azamfir:ana_maria.toader02:game_over.gif?700|}}
+  * resetarea jocului la apăsarea switch-ului de pe joystick, cu resetarea timer-ului la 5 minute
+{{:pm:prj2024:azamfir:ana_maria.toader02:reset.gif?700|}}
 ===== Concluzii =====
+Un proiect interesant, mă bucur că am obținut ceva funcțional.
+Deși am ales un proiect simplu, cu puține componente hardware (pentru a nu avea mari bătăi de cap :-)) am avut mari bătăi de cap m( încercând să fac display-ul să funcționeze la tensiunea de alimentare de 3v3.
 ===== Download =====
+[[https://github.com/anatoad/Minesweeper-Arduino|Github repo]]
-<note warning>
-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**.
-</note>
 ===== Jurnal =====
+  * 01/05/2024 - alegere temă proiect
   * 04/05/2024 - finalizarea documentației + schema bloc\\
   * 07/05/2024 - testarea componentelor hardware\\
   * 12/05/2024 - finalizare hardware design\\
+  * 17/05/2024 - Milestone 2 (hardware) \\
+  * 21/05/2024 - start code development \\
+  * 24/05/2024 - Milestone 3 (software) \\
 Probleme întâmpinate:
-  * Alimentarea modulului LCD funcționează la tensiunea de 3.3V, iar tensiunea de funcționare a plăcii de dezvoltare este de 5V. De aceea, am încercat inițial să folosesc un translator de nivel logic. După mult timp pierdut (și un display ars :-\) nu am reușit să îl fac să funcționeze. În urma indicațiilor laborantului, am ales să introduc în circuit rezistențe de 10kΩ.
+  * Plăcuța de dezvoltare Arduino UNO R3 are doar doi pini digitali ce suportă întreruperi externe (D2, D3). Aveam nevoie să configurez 3 componente pentru a folosi întreruperi (două butoane și un joystick), dar doar doi pini disponibili. Am folosit două diode pentru a multiplexa butoanele pe același pin.
+  * Alimentarea modulului LCD funcționează la tensiunea de 3.3V, iar tensiunea de funcționare a plăcii de dezvoltare este de 5V. Am încercat inițial să folosesc un translator de nivel logic. După mult timp pierdut (și un display ars :-\) nu am reușit să îl fac să funcționeze. În urma indicațiilor laborantului, am ales să introduc în circuit rezistențe de 10kΩ.
+  * Active buzzer module pe care intenționam să îl folosesc inițial nu funcționa, l-am înlocuit cu un buzzer pasiv de 5V.
 ===== Bibliografie/Resurse =====
-<note>
-Listă cu documente, datasheet-uri, resurse Internet folosite
-</note>
 [[https://docs.arduino.cc/resources/datasheets/A000066-datasheet.pdf|Datasheet Arduino UNO R3]]\\
-[[https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/ILI9341.pdf|Datasheet ILI9341]]
+[[https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf|Datasheet ATmega328P]]\\
+[[https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/ILI9341.pdf|Datasheet ILI9341]]\\
+[[https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library|Adafruit GFX Library]]\\
+[[https://github.com/robsoncouto/arduino-songs|arduino-songs]]
 <html><a class="media mediafile mf_pdf" href="?do=export_pdf">Export to PDF</a></html>