[文章]HarmonyOS LYEVK-3861开发板小游戏开发-贪吃蛇

前言

在LYEVK-3861开发板套件中，有1个OLED屏幕扩展板，带按键的照明板，本次我们用这2个扩展板实现一个简易的贪吃蛇小游戏。由于现有的板子资源有限，综合考虑，计划用OLED屏幕显示游戏运行界面，OLED扩展板和照明板上的按键复用为游戏选择和游戏控制方向键。

​ OLED屏幕为128*64的点阵，使用I2C接口，

​ OLED扩展板上的按键 用于游戏难度的选择和游戏开始的方向控制(向左)

照明板主要是使用板子上的按键，按键用于整个游戏中的确认操作和游戏运行过程中的方向控制(向右)

快速上手(推荐使用DevEco Device Tool工具下载，编译和烧录)

准备硬件环境

• LYEVK-3861A套件

准备开发环境

开发环境安装配置参照文档：[DevEco Device Tool 环境搭建]

准备工程

本用例采DevEco Device Tool工具进行开发，当配置完开发环境后，我们可以在IDE上进行工程的配置下载。

• 打开DevEco Device Tool，连接远程linux服务器：[DevEco Device Tool 环境搭建]
• 点击左下角DevEco插件图标，然后点击左边框出现的主页，弹出主页界面，主页中选择新建项目，如下图：

• 配置下载工程

如上图所示，填写对应样例工程的名称，选择对应的样例组件和样例工程存放路径后，点击创建即可进行样例工程的下载。下载界面如下：

当左下角显示正在下载OpenHarmony镜像时，耐心等待下载完成即可。

准备工具链

• 在Projects中，点击Settings按钮，进入snake配置界面。

• 在toolchain页签中，DevEco Device Tool会自动检测依赖的编译工具链是否完备，如果提示部分工具缺失，可点击SetUp按钮，自动安装所需工具链。

• 如果出现安装pip组件失败，可参考[修改Python源的方法]进行修改，完成尝试重新安装。

• 工具链自动安装完成后如下图所示。

  

编译

样例代码下载完成后，DevEco Device

Tool会重新要求连接远程服务器，输入密码连接后会进入对应的代码编辑界面，此时点击左下角DevEco插件图标，选择PROJECT

TASKS可以查看到对应的样例工程，点击build选项进行编译，并可在终端查看对应的编译结果。

固件生成在对应工程目录的out/hispark_pegasus/wifiiot_hispark_pegasus/目录下。

烧录/安装

编译完成后可以通过DevEco Device Tool进行烧录，在烧录前需要做一些烧录的配置:

配置准备

在配置烧录前需要先查看DevEco Device Tool是否可以正常识别串口。

• 点击左边栏"REMOTE DEVELOPMENT"，找到 并点击” Local PC “ 选项。

• 查看 Local PC右边图标

  如若图标为,则代表DevEco Device Tool已连接本地，可以正常识别串口。

  如若图标为,则代表DevEco Device Tool未连接本地，不能识别串口，此时需要点击该绿色图标进行连接，连接成功后图标会变为。

• 点击主页，在主页选择对应工程，点击配置工程进入到配置页面

配置串口

配置页面选择的板级配置页面，在该页面查找到烧录选项，配置烧录选项中的upload_port和upload_protocol，upload_port选择开发板对应的串口号，upload_protocol默认选择hiburn-serial，最后点击右上角的保存按钮进行保存。

烧录

当配置完串口以及固件后，直接点击左边栏工程管理中的upload即可，此时下方终端会出现对应烧录的信息，当终端出现BootromDownloadBoot字样，按下开发板的 “RESET” 键复位开发板即可。

OLED模块与SSD1306分析

OLED与SSD1306显示原理

​ 板子上的OLED屏幕约为0.96寸，显存大小128*64，分8个页，PAGE0~PAGE7，128列。

OLED与方块

方块点阵定义

贪吃蛇的蛇身采用■方块表示，现有的板子的OLED的驱动库里是没有■的点阵定义的，使用PCtoLCD2002这个工具可以生成■的字符点阵定义，可以按照自己的需要生成指定大小的点阵，我们这里使用8*8的点阵，取模结果如下：

按照如图所示的步骤，实现对方块的取模。实际测试过程中，发现使用原始的取模结果，组成完整蛇的身体的过程中，每个方块之间的间隙比较大，显示效果不是很好，我们对取模结果做了修改，最后的方块的8*8点阵表示如下：

/*---8*8 点阵*/
static const unsigned char F8X8[]=
{
   //0x00,0x7E,0x7E,0x7E,0x7E,0x7E,0x7E,0x00,
   0x7E,0x7E,0x7E,0x7E,0x7E,0x7E,0x7E,0x00, //■
};

OLED显示方块

关于方块的显示和消除，我们使用自己定义的函数来显示整个方块，这函数需要指定方块的起始位置，整个方块的处理不影响屏幕其他区域的显示

/*打印1个方块或者消除方块*/
void Bar(uint8 x0, uint8 y0, DisOnOff onOff)

贪吃蛇

有了以上的一些基础，我们就可以根据我们LYEVK-3861的开发板来设计一个简短贪吃蛇小游戏了。

贪吃蛇游戏基本定义

1、按键复用

​ OLED扩展板上的按键功能：①游戏主界面，点击按钮，可选择不同的难度；② 游戏界面，功能为控制蛇头左转；

​ 照明板上的按键功能：①游戏主界面、游戏结束界面、游戏通过界面，确认操作，界面跳转 ②游戏界面，功能为控制蛇头右转。

2、主界面

​ 显示游戏的名字、游戏的可选难度(1、2、3，数字越大难度越大)，按键功能选择

3、游戏界面

​ 使用整个屏幕128x64作为游戏可运行的界面，蛇由方块（8x8的点阵)组成，方块充满整个界面需要16*8个方块。

4、游戏规则定义

初始长度为3，方向为右

每次移动1个长度单位（匀速，不同难度移动速度不同）

通过按键，方向可以改变为蛇前进方向的左边或右边

随机生成食物

吃到食物长度+1

碰到墙壁或身体结束游戏（失败）

长度达到最长长度结束游戏（成功）

贪吃蛇基本算法设计

蛇的定义

typedef struct {
    int8 X[SNAKE_MAX_LONG];
    int8 Y[SNAKE_MAX_LONG];
    uint8 Long;           //蛇的长度
    gameLevel Level;          // 1-简单 2- 正常 3- 困难
    snakeDirection Direction; //蛇的前进方向 默认向右
} snakeType;                      //蛇结构体

蛇的移动

• 蛇的局部刷新

由于开发板的CPU

Hi3861性能和0.96寸的处理性能都很有限，在贪吃蛇游戏的运行过程中，不能每次都刷新整个屏幕，更新蛇的身体。这里，我们采用局部刷新的方法，避免一次刷新整个屏幕，影响游戏的性能。具体处理方法如下：

蛇每移动一个长度单位(1个方块)，不管有没有吃到食物，蛇头方块的位置都会被打印到屏幕上，蛇的尾部方块在未吃到食物的情况下，会被消除，吃到食物，则本次不消除尾部方块。这样做的好处时，蛇每一次的位置变化，除了判断是否吃到食物，只需要对头尾部的方块做打印处理，不需要重复打印蛇身的所有方块。

• 蛇的移动规则

基于开发板的现有资源，想要实现贪吃蛇的4个方向直接控制是不现实的，为了合理利用开发板的配套资源，我们使用OLED扩展板和照明板上的2个按键来控制蛇的移动。设计方法简要说明如下：

1、 8x8的点阵分割整个屏幕后，每个方块的坐标范围在横向(0-15),纵向(0-7)，蛇每次移动一个方块的位置，蛇头的变化范围都是在-1，0，1这个3个数字之间变化，按照蛇的4个行进方向和是否左右转，定义以下的参数：

typedef enum {
    DIREC_STRAIGHT = -1,
    DIREC_RIGHT,  //右
    DIREC_TOP,    //上
    DIREC_LEFT,   //左
    DIREC_BOTTOM, //底
    DIREC_MAX
} snakeDirection;

/*1-2 直行  3-4 左转 5-6 右转*/
static int8 snakeDirectonInfo[4][6] = {
    {1, 0, 0, -1, 0, 1},  //DIREC_RIGHT
    {0, -1, -1, 0, 1, 0}, //DIREC_TOP
    {-1, 0, 0, 1, 0, -1}, //DIREC_LEFT
    {0, 1, 1, 0, -1, 0}   //DIREC_BOTTOM
};

说明：每个方向有6个元素定义， 按照两位一组，分别为直行、左转、右转，这样在处理蛇的移动的时候，可以直接套用定义好的数组，来优化蛇身移动的逻辑处理。

2、没有按键时，蛇按照一定的频率（刷新频率）向前移动，每次移动一个方块；有按键时，根据不同的按键选择不同的处理方式：

if (direc == DIREC_LEFT)
    { //左转
        newPos[0] = snakeDirectonInfo[Snake.Direction][2];
        newPos[1] = snakeDirectonInfo[Snake.Direction][3];
        Snake.Direction = (Snake.Direction + 1) > DIREC_BOTTOM ? (DIREC_RIGHT) : (Snake.Direction + 1);//新的方向
    }
    else if (direc == DIREC_RIGHT)
    { //右转
        newPos[0] = snakeDirectonInfo[Snake.Direction][4];
        newPos[1] = snakeDirectonInfo[Snake.Direction][5];
        Snake.Direction = (Snake.Direction - 1) < DIREC_RIGHT ? (DIREC_BOTTOM) : (Snake.Direction - 1);//新的方向
    }
    else
    { //前进
        newPos[0] = snakeDirectonInfo[Snake.Direction][0];
        newPos[1] = snakeDirectonInfo[Snake.Direction][1];
    }

说明: 当前蛇的行进方向在有偏转的情况下，需要更新蛇的行进方向，这样设计的好处是，便于计算蛇下次的运行位置，让蛇在我们设计的正确的路径上行进。

• 蛇是否撞墙，是否吃到自己

​ 撞墙和吃到自己的算法也简单，撞墙就判断蛇头坐标是否和墙重合，吃自己函数就遍历所有身体坐标，看是否与头重合。是这一部分是否吃到自己的判断可能会影响到一些游戏的性能

食物

• 食物生成/更新

  游戏开始或者食物被吃，重新生成食物坐标，取系统的时钟计数取模来生成一个随机的坐标，若坐标和蛇身重合，则重新生成。

• 食物是否被吃

  算法也很简单，先判断蛇头坐标是否和食物坐标重合。如果重合则蛇变长一节，把之前储存的蛇尾后面一节坐标赋给最新一节身体。然后重新生成一次食物。

按鍵检测

​ 本程序使用到2个按键，相关代码如下：

IoTGpioInit(IOT_IO_NAME_GPIO_8); //button  按键B
    IoTGpioSetDir(IOT_IO_NAME_GPIO_8, IOT_GPIO_DIR_IN);

    IoTGpioRegisterIsrFunc(IOT_IO_NAME_GPIO_8, IOT_INT_TYPE_EDGE, IOT_GPIO_EDGE_FALL_LEVEL_LOW, OnButtonBPressed, NULL);

    IoTGpioInit(IOT_IO_NAME_GPIO_5); // oled button  按键A
    IoTGpioSetDir(IOT_IO_NAME_GPIO_5, IOT_GPIO_DIR_IN);

    IoTGpioRegisterIsrFunc(IOT_IO_NAME_GPIO_5, IOT_INT_TYPE_EDGE, IOT_GPIO_EDGE_FALL_LEVEL_LOW, OnButtonAPressed, NULL);

按键响应函数独立检测按键：①游戏主界面，按键选择难度和开始游戏，②游戏运行中，未按键时，蛇身在当前方向移动，直至蛇撞墙；有按键时，根据不同的按程序调整蛇的移动方向，并做其他的逻辑处理。

说明：只是简单的对按键进行响应，并未做复杂的优先级和锁的控制，这一部分有待后续完善。

总结

以上，完成一个基于LVEVK-3861开发板的贪吃蛇小游戏的开发， 限于篇幅，只列出了部分代码。 由于本人业务水平不够，整个开发的过程还是有不少的问题出现，解决了部分，也有很多没有解决。部分功能也没有做完善，留待后续再去补充吧，毕竟没有十全十美。