使用Netduino構建您自己的西蒙游戲

描述

在這個項目中，您將使用 Netduino、不同顏色的 LED、按鈕和壓電揚聲器構建一個受流行邏輯游戲 Simon 啟發(fā)的游戲，您將使用Netduino.Foundation創(chuàng)建邏輯。

按鈕（或瞬時觸覺按鈕）是用于在按下時完成電路并在釋放時斷開電路的物理按鈕。按鈕的尺寸和配置范圍很廣，我們將使用帶有四 (4) 條引線的通用類型，這些引線旨在適合標準原型板。按下按鈕時，所有四根導線都已連接。您可以在此處閱讀有關按鈕的更多信息。

壓電揚聲器（或壓電揚聲器）是一種利用壓電效應產生聲音的揚聲器。最初的機械運動是通過向壓電材料施加電壓產生的，并且這種運動通常使用隔膜和諧振器轉換為可聽聲音。

Netduino.Foundation是一個使用 Netduino 上的 .NET MicroFramework 快速輕松地構建連接事物的平臺。它由 Wilderness Labs 創(chuàng)建，完全開源并由 Netduino 社區(qū)維護。

如果您是 Netduino 開發(fā)新手，我建議您轉到 Netduino 入門項目以正確設置您的開發(fā)環(huán)境。

第 1 步 - 組裝電路

?

?

西蒙游戲的電路組裝連接到 Netduino

?

?

第 2 步 - 創(chuàng)建 Netduino 項目

在 Visual Studio 2015 for Windows 或最新的 Visual Studio for Mac 中創(chuàng)建 Netduino 項目；由于我們的游戲是游戲 Simon 的變體，所以我們稱它為Simone 。

第 3 步 - 添加 Netduino.Foundation NuGet 包

視窗

右鍵單擊您的Simone項目，然后單擊Manage NuGet Packages 。在瀏覽選項卡中，搜索Netduino.Foundation；它應該是第一個搜索結果。單擊安裝按鈕。

?

將 Netduino.Foundation NuGet 包添加到您的項目中

?

蘋果系統(tǒng)

在解決方案資源管理器中按住 Alt 鍵單擊您的Simone項目，然后單擊添加 => 添加 NuGet 包以打開 NuGet 包窗口。搜索Netduino.Foundation包并單擊Add Package將其添加到您的項目中。

?

將 Netduino.Foundation NuGet 包添加到您的項目中

?

第 4 步 - 為 Simon 項目編寫代碼

添加 SimonGame類

我們要添加到項目中的第一個類包含西蒙游戲的主要邏輯。為您的項目添加一個名為SimonGame的新類并添加以下代碼：

using System;
using Microsoft.SPOT;
namespace Simone
{
   public enum GameState
   {
       Start,
       NextLevel,
       Win,
       GameOver,
   }
   public class SimonEventArgs : EventArgs
   {
       public GameState GameState { get; set; }
       public SimonEventArgs (GameState state)
       {
           GameState = state;
       }
   }
   public class SimonGame
   {
       public delegate void GameStateChangedDelegate(object sender, SimonEventArgs e);
       public event GameStateChangedDelegate OnGameStateChanged = delegate { };
       static int MAX_LEVELS = 25;
       static int NUM_BUTTONS = 4;
       int[] Steps = new int[MAX_LEVELS];
       public int Level { get; set; }
       int currentStep;
       Random rand = new Random((int)DateTime.Now.Ticks);
       public void Reset ()
       {
           OnGameStateChanged(this, new SimonEventArgs(GameState.Start));
           Level = 1;
           currentStep = 0;
           NextLevel();
       }
       public int[] GetStepsForLevel ()
       {
           var steps = new int[Level];
           for (int i = 0; i < Level; i++)
               steps[i] = Steps[i];
           return steps;
       }
       public void EnterStep(int step)
       {
           if (Steps[currentStep] == step)
           {
               Debug.Print("Correct step: " + step + " Current step: " + currentStep);
               currentStep++;
           }
           else
           {
               Debug.Print("wrong step: " + step + " should be: " + Steps[currentStep]);
               OnGameStateChanged(this, new SimonEventArgs(GameState.GameOver));
               Reset();
           }
           if(currentStep == Level)
           {
               NextLevel();
           }
       }
       void NextLevel ()
       {
           currentStep = 0;
           Level++;
           if(Level >= MAX_LEVELS)
           {
               OnGameStateChanged(this, new SimonEventArgs(GameState.Win));
               Reset();
               return;
           }
           var level = string.Empty;
           for (int i = 0; i < Level; i++)
           {
               Steps[i] = rand.Next(NUM_BUTTONS);
               level += Steps[i] + ", ";
           }
           Debug.Print(level);
           OnGameStateChanged(this, new SimonEventArgs(GameState.NextLevel));
       }
   }
}

請注意，SimonGame類實現了以下方法：

• 重置- 從第一關開始游戲

• int[] GetStepsForLevel - 返回某個級別的一系列步驟

• EnterStep - 驗證用戶按下的按鈕是正確的選項

• NextLevel - 用于為新級別生成新的步驟序列

它還包含GameStates和SimonEventArgs ，用于在游戲更改為任何狀態(tài)時觸發(fā)事件。更多關于下一個。

添加應用類

對于這個項目，我們實現了一個通用的App軟件模式來管理所有的外圍設備和主要邏輯。

將一個新的App類添加到您的項目中，然后粘貼以下代碼：

using System;
using System.Threading;
using Microsoft.SPOT;
using N = SecretLabs.NETMF.Hardware.Netduino;
using Netduino.Foundation.LEDs;
using Netduino.Foundation.Audio;
using Netduino.Foundation.Sensors.Buttons;
namespace Simone
{
   public class App
   {
       int ANIMATION_DELAY = 200;
       Led[] leds = new Led[4];
       float[] notes = new float[] { 261.63f, 329.63f, 392, 523.25f };
       PushButton[] buttons = new PushButton[4];
       PiezoSpeaker speaker;
       bool isAnimating = false;
       SimonGame game = new SimonGame();
       public void Run()
       {
           Debug.Print("Welcome to Simon");
           InitializePeripherals();
           SetAllLEDs(true);
           game.OnGameStateChanged += OnGameStateChanged;
           game.Reset();
       }
       private void InitializePeripherals()
       {
           leds[0] = new Led(N.Pins.GPIO_PIN_D0);
           leds[1] = new Led(N.Pins.GPIO_PIN_D1);
           leds[2] = new Led(N.Pins.GPIO_PIN_D2);
           leds[3] = new Led(N.Pins.GPIO_PIN_D3);
           buttons[0] = new PushButton(N.Pins.GPIO_PIN_D10, Netduino.Foundation.CircuitTerminationType.High);
           buttons[1] = new PushButton(N.Pins.GPIO_PIN_D11, Netduino.Foundation.CircuitTerminationType.High);
           buttons[2] = new PushButton(N.Pins.GPIO_PIN_D12, Netduino.Foundation.CircuitTerminationType.High);
           buttons[3] = new PushButton(N.Pins.GPIO_PIN_D13, Netduino.Foundation.CircuitTerminationType.High);
           buttons[0].PressStarted += OnButton0;
           buttons[1].PressStarted += OnButton1;
           buttons[2].PressStarted += OnButton2;
           buttons[3].PressStarted += OnButton3;
           speaker = new PiezoSpeaker(N.PWMChannels.PWM_PIN_D5);
           SetAllLEDs(false);
       }
       private void OnGameStateChanged(object sender, SimonEventArgs e)
       {
           var th = new Thread(() =>
           {
               switch (e.GameState)
               {
                   case GameState.Start:
                       break;
                   case GameState.NextLevel:
                       ShowStartAnimation();
                       ShowNextLevelAnimation(game.Level);
                       ShowSequenceAnimation(game.Level);
                       break;
                   case GameState.GameOver:
                       ShowGameOverAnimation();
                       game.Reset();
                       break;
                   case GameState.Win:
                       ShowGameWonAnimation();
                       break;
               }
           });
           th.Start();
       }
       private void SetAllLEDs(bool isOn)
       {
           leds[0].IsOn = isOn;
           leds[1].IsOn = isOn;
           leds[2].IsOn = isOn;
           leds[3].IsOn = isOn;
       }
       private void ShowStartAnimation()
       {
           if (isAnimating)
               return;
           isAnimating = true;
           SetAllLEDs(false);
           for (int i = 0; i < 4; i++)
           {
               leds[i].IsOn = true;
               Thread.Sleep(ANIMATION_DELAY);
           }
           for (int i = 0; i < 4; i++)
           {
               leds[3 - i].IsOn = false;
               Thread.Sleep(ANIMATION_DELAY);
           }
           isAnimating = false;
       }
       private void ShowNextLevelAnimation(int level)
       {
           if (isAnimating)
               return;
           isAnimating = true;
           SetAllLEDs(false);
           for (int i = 0; i < level; i++)
           {
               Thread.Sleep(ANIMATION_DELAY);
               SetAllLEDs(true);
               Thread.Sleep(ANIMATION_DELAY * 3);
               SetAllLEDs(false);
           }
           isAnimating = false;
       }
       private void ShowSequenceAnimation(int level)
       {
           if (isAnimating)
               return;
           isAnimating = true;
           var steps = game.GetStepsForLevel();
           SetAllLEDs(false);
           for (int i = 0; i < level; i++)
           {
               Thread.Sleep(200);
               TurnOnLED(steps[i], 400);
           }
           isAnimating = false;
       }
       private void ShowGameOverAnimation()
       {
           if (isAnimating)
               return;
           isAnimating = true;
           speaker.PlayTone(123.47f, 750);
           for (int i = 0; i < 20; i++)
           {
               SetAllLEDs(false);
               Thread.Sleep(50);
               SetAllLEDs(true);
               Thread.Sleep(50);
           }
           isAnimating = false;
       }
       private void ShowGameWonAnimation()
       {
           ShowStartAnimation();
           ShowStartAnimation();
           ShowStartAnimation();
           ShowStartAnimation();
       }
       private void TurnOnLED(int index, int durration = 400)
       {
           leds[index].IsOn = true;
           speaker.PlayTone(notes[index], durration);
           leds[index].IsOn = false;
       }
        DateTime lastPressed;
       private void OnButton(int buttonIndex)
       {
           if (DateTime.Now - lastPressed < TimeSpan.FromTicks(5000000)) //0.5s
               return;
           Debug.Print("Button tapped: " + buttonIndex);
           if (isAnimating == false)
           {
               lastPressed = DateTime.Now;
               TurnOnLED(buttonIndex);
               game.EnterStep(buttonIndex);
           }
       }
       private void OnButton0(object sender, EventArgs e)
       {
           OnButton(0);
       }
       private void OnButton1(object sender, EventArgs e)
       {
           OnButton(1);
       }
       private void OnButton2(object sender, EventArgs e)
       {
           OnButton(2);
       }
       private void OnButton3(object sender, EventArgs e)
       {
           OnButton(3);
       }
   }
}

這堂課發(fā)生了幾件事。這里最需要注意的是，Simone 是作為狀態(tài)機工作的，這意味著在開始游戲時，傳遞到下一個關卡，游戲的輸贏都是游戲狀態(tài)，當改變狀態(tài)時，會觸發(fā)一個事件和OnGameStateChanged事件處理程序將根據游戲狀態(tài)運行適當的例程。

輸入 - 按鈕

用戶與 Simon 游戲交互的唯一方式是通過四個按鈕。在代碼中，這些按鈕在頂部聲明，將按鈕命名為四個項目的數組，在InitializePeripherals方法中，我們實例化每個PushButton并在聲明每個按鈕的處理程序之后，它們都調用OnButton方法最終檢查按下的按鈕是否是游戲序列的正確步驟。

輸出 - LED 和壓電揚聲器

本項目中用于輸出的外圍設備是 LED 和 PiezoSpeaker。使用Netduino.Fundation ，我們可以在InitializerPeripherals方法中簡單地實例化四 (4) 個LED和PiezoSpeaker對象，我們在其中指定這些組件連接到 Netduino 的引腳。

動畫

為了給用戶反饋游戲所處的狀態(tài)，我們編寫了以下動畫方法：

• 私人無效 ShowStartAnimation()

• 私人無效 ShowNextLevelAnimation（int 級別）

• 私人無效ShowSequenceAnimation（int級別）

• 私人無效 ShowGameOverAnimation()

• 私人無效 ShowGameWonAnimation()

這些動畫方法是按一定順序打開和關閉 LED 的顯式腳本，以表達游戲的不同狀態(tài)。

節(jié)目班

最后，創(chuàng)建一個新的App類對象并調用Run方法。您的代碼應如下所示：

using System.Threading;
namespace Simone
{
   public class Program
   {
       public static void Main ()
       {
           App app = new App();
           app.Run();
           Thread.Sleep(Timeout.Infinite);
       }
   }
}
namespace System.Diagnostics
{
   public enum DebuggerBrowsableState
   {
       Never = 0,
       Collapsed = 2,
       RootHidden = 3
   }
}

第 5 步 - 運行項目

單擊 Visual Studio 中的運行按鈕以查看您的 Simon 游戲在運行中！注意開始動畫，所有 LED 都會閃爍一定次數，以指示您當前處于哪個級別！

查看 Netduino.Foundation

就您可以使用Netduino.Foundation做的大量令人興奮的事情而言，這個項目只是冰山一角。

• 它帶有一個龐大的外圍驅動程序庫，其中包含最常見的傳感器和外圍設備的驅動程序。

• 外圍驅動程序封裝了核心邏輯并公開了一個簡單、干凈、現代的 API。

• 這個項目得到了一個不斷發(fā)展的社區(qū)的支持，該社區(qū)不斷致力于構建很酷的互聯事物，并且總是很高興能幫助新人并討論新項目。

參考

• SimoneCompleteSolution

• Netduino.Foundation

• Netduino.Foundation：按鈕

?