基于樹莓派的貪吃蛇游戲機

打造屬于你的掌上貪吃蛇游戲機

引言

在數(shù)字時代，電子游戲已經(jīng)成為了人們生活中不可或缺的一部分。從大型的游戲主機到便攜式游戲設備，游戲的形式和種類越來越豐富。今天，我們將通過一個有趣的項目，探索如何制作一款屬于自己的掌上游戲機。這個項目不僅涉及到硬件的組裝，還包括軟件的編程，是一個完整的DIY體驗。

項目概述

該項目是一款基于 樹莓派的掌上游戲機，它配備了一個 RGB 64x32 P3 矩陣面板，用于顯示游戲畫面。這款游戲機的設計靈感來源于經(jīng)典的貪吃蛇游戲，玩家可以通過方向按鈕控制貪吃蛇的移動，目標是吃掉屏幕上隨機出現(xiàn)的紅色點，同時避免貪吃蛇撞到自己。

硬件準備

在開始制作之前，我們需要準備以下硬件材料：

• 定制的PCB板：用于連接各個組件。
• Raspberry Pi PICO 2：作為游戲機的核心控制器。
• RGB 64x32 矩陣面板：用于顯示游戲畫面。
• IP5306 IC：用于電源管理。
• 10uF 電容：用于電源濾波。
• USB Micro 接口：用于充電和數(shù)據(jù)傳輸。
• 18650 鋰電池：為設備提供電源。
• 18650 電池座：用于固定電池。
• 按鈕：用于游戲控制。
• 3D 打印部件：用于組裝游戲機的外殼。

軟件準備

除了硬件，我們還需要準備以下軟件工具：

• Arduino IDE：用于編寫和上傳代碼到 樹莓派。
• Adafruit Protomatter 庫：用于控制 RGB 矩陣面板。

矩陣面板介紹

我們使用的 RGB 64x32 矩陣面板由 2048 個 RGB LED 組成，排列成 64x32 的網(wǎng)格。這個面板通過 HUB75 接口與 Raspberry Pi PICO 2 連接，支持多種控制信號，包括 RGB 信號、地址信號、時鐘信號等。通過這個接口，我們可以實現(xiàn)行掃描和列掃描，從而控制每個 LED 的顯示狀態(tài)。

控制器設計

PICO 驅動板設計

PICO 驅動板是整個游戲機的核心部分，它連接了 Raspberry Pi PICO 2 和矩陣面板。在設計驅動板時，我們首先需要創(chuàng)建一個電路原理圖，將矩陣面板的 HUB75 接口與 PICO 的 GPIO 引腳連接起來。我們還添加了一個 CON5 接口，用于連接按鈕，并通過 IP5306 IC 提供電源管理功能。

按鈕板設計

按鈕板的設計相對簡單，它包含四個方向按鈕，每個按鈕的兩個引腳連接到 GND，另外兩個引腳連接到 PICO 的 GPIO 引腳。通過這種方式，我們可以檢測按鈕的按下事件，并將其作為游戲的輸入信號。

硬件組裝

PICO 驅動板組裝

1. 焊接 SMD 組件：使用焊膏和熱風槍，將所有的 SMD 組件焊接在 PCB 板上。
2. 安裝電池座：將 18650 電池座安裝在 PCB 板上，并焊接好連接線。
3. 安裝 USB 接口：將 USB Micro 接口安裝在 PCB 板上，并焊接好連接線。
4. 安裝按鈕：將四個方向按鈕安裝在按鈕板上，并焊接好連接線。
5. 連接矩陣面板：使用 HUB75 接口，將矩陣面板與 PICO 驅動板連接起來。
   

游戲機外殼組裝

1. 3D 打印外殼：使用 3D 打印技術，打印出游戲機的外殼部件。
2. 安裝驅動板：將 PICO 驅動板安裝在游戲機外殼的背面。
3. 安裝按鈕板：將按鈕板安裝在游戲機外殼的一側。
4. 連接線纜：將驅動板和按鈕板之間的線纜連接好，并固定在游戲機外殼內。
   
   
   

軟件編程

游戲邏輯

游戲的核心邏輯是貪吃蛇的移動和食物的生成。我們使用一個二維數(shù)組來表示游戲區(qū)域，每個數(shù)組元素代表一個像素點。貪吃蛇的身體由多個像素點組成，每次移動時，蛇頭會根據(jù)玩家的輸入向前移動一個像素點，蛇尾會相應地減少一個像素點。當蛇頭與食物的位置重合時，蛇的身體會增加一個像素點，同時生成一個新的食物位置。

游戲顯示

游戲的顯示部分通過 RGB 矩陣面板實現(xiàn)。我們使用 Adafruit Protomatter 庫來控制矩陣面板的顯示。每個像素點的顏色由 RGB 信號決定，通過控制 RGB 信號的強度，我們可以實現(xiàn)豐富的顏色效果。在游戲中，我們用綠色表示貪吃蛇的身體，紅色表示食物，白色表示分數(shù)。

游戲控制

游戲的控制部分通過按鈕實現(xiàn)。我們使用四個方向按鈕來控制貪吃蛇的移動方向。當玩家按下某個方向按鈕時，按鈕的 GPIO 引腳會被拉低，PICO 檢測到這個信號后，會更新貪吃蛇的移動方向。

測試與調試

在完成硬件組裝和軟件編程后，我們需要對游戲機進行測試和調試。首先，我們需要檢查硬件連接是否正確，包括矩陣面板、按鈕板和電源的連接。然后，我們需要上傳代碼到 PICO，并觀察游戲的運行情況。如果發(fā)現(xiàn)游戲中存在任何問題，如貪吃蛇的移動不正?；虬粹o響應不靈敏，我們需要對代碼進行調試，找出問題的根源并加以解決。

結論

通過這個項目，我們成功地制作了一款屬于自己的掌上貪吃蛇游戲機。這個項目不僅鍛煉了我們的動手能力，還讓我們對電子游戲的開發(fā)有了更深入的了解。雖然這個項目相對簡單，但它為我們提供了一個很好的起點，讓我們可以進一步探索更復雜的游戲開發(fā)和硬件設計。

希望你喜歡這個項目，并在構建過程中找到樂趣！如果你有任何問題或需要幫助，歡迎在評論區(qū)交流。

作者：Svan.

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