Proiectul reprezinta o implementare a jocului clasic Simon Says pe placa ATmega328P Xplained Mini. Jocul afiseaza secvente de lumini prin 4 LED-uri colorate, iar jucatorul trebuie sa reproduca secventa in ordinea corecta, apasand butoanele corespunzatoare. Cu fiecare nivel reusit, secventa creste in lungime, iar viteza de afisare creste progresiv.

Proiectul integreaza:

• LCD 16×2 cu modul I2C pentru afisarea scorului, nivelului, vitezei si mesajelor de stare
• EEPROM persistent pentru salvarea celui mai bun scor intre resetari
• Dificultate adaptiva — viteza creste la succese si scade la greseli
• Feedback sonor prin buzzer pasiv, cu note diferite per culoare
• Animatii la pornire, victorie si game over

Schema bloc:

1. La pornire, LCD afiseaza “SIMON SAYS” si cel mai bun scor din EEPROM
2. LED-urile executa o animatie de bun-venit (se aprind pe rand)
3. La apasarea oricarui buton, jocul incepe
4. Microcontrolerul genereaza un element aleator (0-3) si il adauga la secventa
5. LED-urile se aprind pe rand, in ordinea secventei, cu sunet specific fiecarei culori
6. Jucatorul reproduce secventa apasand butoanele in ordinea corecta
7. La raspuns corect: animatie de victorie, nivel urmator, viteza crescuta
8. La raspuns gresit: sunet de eroare, toate LED-urile clipesc, dificultatea scade usor (dificultate adaptiva)
9. Scorul cel mai bun este salvat in EEPROM si persista intre resetari

IDLE (ecran start)
    │ apasare buton
    ▼
SHOW_SEQUENCE (afisare secventa LED-uri)
    │ secventa terminata
    ▼
WAIT_INPUT (asteapta input jucator)
    ├─ corect → CORRECT (animatie + nivel urmator) → SHOW_SEQUENCE
    └─ gresit → GAME_OVER (animatie + salvare scor) → IDLE

Motivatia alegerii pinilor:

• PD0/PD1 au fost evitati — sunt RX/TX, folositi de comunicatia seriala USB cu mEDBG
• PC4/PC5 sunt pinii hardware TWI (I2C) ai ATmega328P, oferind comunicatie stabila cu LCD-ul
• PB4 (D12) este compatibil cu timer-ul folosit intern de functia tone() pentru generarea de frecvente audio
• LED-urile pe PD4-PD7 permit setarea simultana prin operatii pe registrul PORTD

LED-uri (x4, conectare identica):

Pin GPIO (PD4-PD7) ──────── Anod LED (+, picior lung)
                             Catod LED (-, picior scurt) ── Rezistenta 220Ω ── GND

Butoane (x4, cu pull-up intern):

Pin GPIO (PB0-PB3) ──────── Pin 1 buton
GND ─────────────────────── Pin 2 buton (opus)
Pull-up intern activat in cod prin INPUT_PULLUP
Butonul citeste LOW cand e apasat, HIGH cand e liber

Buzzer pasiv:

PB4 (D12) ──────────────── Pin + buzzer
GND ─────────────────────── Pin - buzzer

LCD I2C:

PC4 (A4/SDA) ───────────── SDA modul I2C
PC5 (A5/SCL) ───────────── SCL modul I2C
5V ──────────────────────── VCC modul I2C
GND ─────────────────────── GND modul I2C
Potentiometru albastru pe modul = reglaj contrast

Alimentare breadboard:

5V placa  ──── linia rosie (+) breadboard
GND placa ──── linia albastra (-) breadboard

• PlatformIO + framework Arduino (MiniCore pentru ATmega328P)
• Arduino IDE (alternativ, pentru upload rapid)
• Limbaj: C++ cu API Arduino

Motivatia alegerii Wire.h in loc de LiquidCrystal_I2C: Libraria LiquidCrystal_I2C a prezentat probleme de compatibilitate cu toolchain-ul MiniCore pentru ATmega328P Xplained Mini. Solutia adoptata a fost implementarea directa a protocolului I2C pentru LCD folosind Wire.h (built-in), scriind manual functiile de initializare, trimitere nibble/byte, setare cursor si print. Aceasta abordare ofera control complet si elimina dependentele externe.

• Dificultate adaptiva bidiectionala: viteza creste la succese si scade la greseli, mentinand jocul accesibil indiferent de nivelul jucatorului
• Sistem de bonus: 3 raspunsuri consecutive corecte declanseaza o crestere suplimentara a vitezei
• Persistenta high score in EEPROM: scorul maxim supravietuieste resetarilor si deconectarii de la alimentare
• Animatii procedurale: secventele de LED-uri la pornire, victorie si eroare sunt generate programatic, fara timere hardware blocante

// Masina de stari implementata prin apeluri recursive de functii:
 
asteaptaStart()
  └─> animatieStart() + afisare LCD "SIMON SAYS + Best Score"
  └─> asteapta apasare buton → incepeJoc()
 
incepeJoc()
  └─> reseteaza lungime=1, viteza=600ms, scor=0
  └─> genereazaSecventa() → arataSiAsteapta()
 
arataSiAsteapta()
  └─> afiseaza nivel + viteza pe LCD
  └─> aprinde LED-urile pe rand cu sunet (secventa)
  └─> pentru fiecare element din secventa:
        asteaptaButon()
          └─> corect: feedback LED+sunet, continua
          └─> gresit: gameOver()
  └─> dupa secventa completa: animatieVictorie()
  └─> dificultate adaptiva: scade viteza (creste dificultatea)
  └─> bonus daca 3 consecutive corecte
  └─> genereazaSecventa() + arataSiAsteapta() (nivel urmator)
 
gameOver()
  └─> dificultate adaptiva: creste viteza (scade dificultatea)
  └─> verifica si salveaza high score in EEPROM
  └─> afisare LCD "Game Over + Scor + Best"
  └─> asteaptaStart()

Validarea s-a realizat in mai multe etape:

1. Testare LED-uri individual:

// Cod de test: fiecare buton aprinde LED-ul corespunzator
if (digitalRead(butoane[i]) == LOW) digitalWrite(leduri[i], HIGH);

2. Validare prin Serial Monitor: La fiecare eveniment (nivel, apasare buton, corect/gresit) se afiseaza mesaje pe Serial Monitor la 9600 baud:

=== Nivel: 3 | Viteza: 540ms ===
  -> ROSU
  -> VERDE
  -> ALBASTRU
Randul tau!
  Apasat: ROSU -> Corect!
  Apasat: VERDE -> Corect!
  Apasat: ALBASTRU -> Corect!
BONUS VITEZA! 3 consecutive corecte!

3. Testare EEPROM: Dupa game over cu scor nou, s-a verificat ca la resetare hardware scorul persista (afisat pe LCD la pornire).

• Debounce software: dupa detectarea apasarii, se asteapta 50ms si release-ul butonului, eliminand bouncing-ul mecanic
• randomSeed(analogRead(A3)): pinul A3 (neconectat) citeste zgomot analogic, asigurand secvente cu adevarat aleatorii la fiecare pornire
• Implementare I2C manuala: elimina overhead-ul unei librarii externe, reducand dimensiunea codului compilat
• Dificultate adaptiva bidiectionala: mentine jocul engageable indiferent de skill-ul jucatorului

Proiectul functioneaza conform specificatiilor:

• Secventele sunt generate aleator si afisate corect pe LED-uri cu sunet
• Butoanele sunt detectate corect cu debounce
• LCD-ul afiseaza nivel, viteza curenta si scor in timp real
• High score-ul persista in EEPROM intre resetari
• Dificultatea se ajusteaza dinamic in functie de performanta jucatorului

Proiectul Simon Says a fost implementat cu succes pe placa ATmega328P Xplained Mini, demonstrand utilizarea GPIO, I2C, EEPROM si timer-e in cadrul framework-ului Arduino.

Principalele provocari intampinate:

• Compatibilitatea librariei LiquidCrystal_I2C cu toolchain-ul MiniCore — rezolvata prin implementare manuala Wire.h
• Conflicte de pini intre RX/TX si LED-uri — rezolvate prin relocarea LED-urilor pe PD4-PD7
• Calibrarea debounce-ului butoanelor pentru raspuns fluid

• Datasheet ATmega328P - Microchip
• ATmega328P Xplained Mini User Guide
• Arduino EEPROM Library Documentation
• Arduino Wire Library (I2C)
• Ghid proiect PM - OCW UPB