基于树莓派RP2040实现经典游戏“锯齿数独”的移植项目

一、项目介绍

这是我参加“硬禾学堂2022寒假在家练”活动所完成的项目，项目使用的是树莓派RP2040开发板。

项目实现的总体功能是将经典益智小游戏“锯齿数独”移植到树莓派RP2040开发板上，具体需求如下所示：

※绘制游戏封面，设置游戏背景颜色；

※按下B键后开始游戏；

※生成一个5X5的矩阵方块；

※初始化界面，并由self.chess函数插入数值；

※将遥控杆设置为移动和数值是加减，通过按键B来实现模式切换；

※将已有数字的左和上边缘若出现数字则画粗线，形成锯齿方格；

※通过range函数检测最终结果是否正确

二、设计框图

三、简单的软硬件介绍

1、元器件

项目所使用的元器件为树莓派RP2040开发板，该开发板是由树莓派基金会推出的双核Arm Cortex MO+微控制器,有133MHz的时钟速率以及264KB的SRAM，支持C/C++、MicroPython编程。

2、软件

项目所使用的开发语言为MicroPython，MicroPython是一款编程语言兼容Python3的软件，用C写成的，能够运行在微控制器的硬件上并进行了相应的优化。

3、工具

项目所使用的开发工具为Thonny。Thonny是一款针对初学者的 Python IDE工具。

Thonny 的官方网站: https: / /thonnv.org/

四、实现功能及图片展示

1.游戏封面

2.按下按键B开始游戏

3.游戏胜利图片

五、主要代码片段及说明

1.初始化以及数值插入代码

STAGE = 5  # 数独的阶
BOX = int(240 / STAGE)


class ShuDu():
    def __init__(self):
        # 初始化一个5阶数独
        self.chess = {}
        self.editpos = [0, 0]  # 当前编辑位置
        self.isedit = False  # 当前是否编辑状态

    def reset(self):  # 初始化数独
        '''
        数独数据使用dict来表示。
        key用来指 位置坐标（x,y）    从0开始
        value使用list。第一个值为0 代表初始值，不显示。第二个值代表 分组
        :return: 无
        '''

        self.chess = {(0, 0): [0, 1], (0, 1): [1, 1], (0, 2): [0, 1], (0, 3): [0, 2], (0, 4): [0, 2],
                      (1, 0): [3, 1], (1, 1): [4, 3], (1, 2): [0, 1], (1, 3): [0, 2], (1, 4): [0, 2],
                      (2, 0): [0, 3], (2, 1): [0, 3], (2, 2): [1, 3], (2, 3): [0, 2], (2, 4): [0, 4],
                      (3, 0): [0, 5], (3, 1): [0, 3], (3, 2): [2, 4], (3, 3): [0, 4], (3, 4): [0, 4],
                      (4, 0): [0, 5], (4, 1): [0, 5], (4, 2): [0, 5], (4, 3): [0, 5], (4, 4): [4, 4]}

        # self.chess = {(0, 0): [2, 1], (0, 1): [1, 1], (0, 2): [4, 1], (0, 3): [3, 2], (0, 4): [5, 2],
        #               (1, 0): [3, 1], (1, 1): [4, 3], (1, 2): [5, 1], (1, 3): [1, 2], (1, 4): [2, 2],
        #               (2, 0): [5, 3], (2, 1): [2, 3], (2, 2): [1, 3], (2, 3): [4, 2], (2, 4): [3, 4],
        #               (3, 0): [4, 5], (3, 1): [3, 3], (3, 2): [2, 4], (3, 3): [5, 4], (3, 4): [1, 4],
        #               (4, 0): [1, 5], (4, 1): [5, 5], (4, 2): [3, 5], (4, 3): [2, 5], (4, 4): [4, 4]}
        # 已有数字的不可被编辑
        for val in self.chess.values():
            if val[0] == 0:
                val.append(True)
            else:
                val.append(False)

2.定义按键代码

 def action(self, act):  # 动作有上下左右和按键 0，1，2，3 代表上下左右   4 代表按键
        '''
        分两种模式，非编辑状态下 上下左右 移动当前的editpos
        编辑状态：上左 增加当前值，下右减少当前值
        按键 切换当前的编辑和非编辑状态
        :return: 变化了的位置信息
        '''
        if act == 4:  # 交换 可编辑状态
            if self.chess[tuple(self.editpos)][2]:  # 可编辑
                self.isedit = bool(1 - self.isedit)
                return True, self.editpos, self.editpos
            else:  # 不可编辑
                return False, None, None

        if self.isedit:  # 可编辑状态
            val = self.chess[tuple(self.editpos)][0]  # 当前值
            if act == 0 or act == 3:
                val = int((val + 1) % (STAGE + 1))
            else:
                val = int((val - 1) % (STAGE + 1))
            print(val)
            self.chess[tuple(self.editpos)][0] = val
            return True, self.editpos, self.editpos
        else:  # 非可编辑状态
            curpos = self.editpos.copy()
            if act == 0:  # 上
                if curpos[1] == 0:
                    return False, None, None
                else:
                    self.editpos[1] -= 1
                    return True, curpos, self.editpos
            if act == 1:  # 下
                if curpos[1] == STAGE - 1:
                    return False, None, None
                else:
                    self.editpos[1] += 1
                    return True, curpos, self.editpos
            if act == 2:  # 左
                if curpos[0] == 0:
                    return False, None, None
                else:
                    self.editpos[0] -= 1
                    return True, curpos, self.editpos
            if act == 3:  # 右
                if curpos[0] == STAGE - 1:
                    return False, None, None
                else:
                    self.editpos[0] += 1
                    return True, curpos, self.editpos

3.结果检测代码

 def isSuccess(self):  # 检查是否胜利
        answer = STAGE
        for i in range(1, STAGE):
            answer += i  # 计算正确答案
        # 检查每一行、列 的和是否为正确答案
        for x in range(STAGE):
            linecol = 0
            linerow = 0
            for y in range(STAGE):
                linecol += self.chess[(x, y)][0]
                linerow += self.chess[(y, x)][0]
            if linecol != answer or linerow != answer:
                return False
        # 检查组的和是否为正确答案
        groupadd = []
        for groupnum in range(STAGE):
            groupadd.append(0)
        for val in self.chess.values():
            groupadd[val[1] - 1] += val[0]
        for num in groupadd:
            if num != answer:
                return False
        return True

六、项目总结

通过这个项目，很大程度上提升了我对嵌入式的兴趣，以及学到了很多关于树莓派RP2040的相关知识，在项目移植过程中也是遇到了很多问题，不断请教，上网查资料解决了问题，受益匪浅。