（视频加了字幕）

项目介绍

本项目是基于树莓派RP2040微控制器的2D太空射击游戏系统。RP2040是树莓派基金会推出的首款自研微控制器芯片，基于双核ARM Cortex-M0+架构（主频133MHz），配备264KB SRAM和灵活的外部Flash扩展能力，最大亮点是独创的8个可编程I/O（PIO）状态机，允许用户自定义硬件协议（如驱动LED、视频输出等），大幅降低对外设芯片的依赖。

玩家通过物理按钮控制太空飞船，在240×240分辨率的LCD屏幕上进行实时战斗，具有以下核心功能：

• 玩家飞船的左右移动控制
• 激光子弹发射系统
• 自动生成的敌方单位
• 实时碰撞检测机制
• 动态分数统计系统
• 游戏状态管理系统

硬件介绍

系统设计框图

1、实时性保障方案：

采用差分刷新技术降低渲染延迟

中断优先级的合理分配

2、游戏机制设计：

概率型敌人生成算法

碰撞盒优化设计

软件流程图和关键代码介绍

1、SPI显示初始化

spi0 = SPI(0, baudrate=60_000_000, phase=1, polarity=1,

	sck=Pin(2), mosi=Pin(3))

display = st7789.ST7789(spi0, 240, 240,

	reset=Pin(0, Pin.OUT),

	dc=Pin(1, Pin.OUT))

2、碰撞检测算法

def check_collision(bullet, enemy):

    return (bullet[0]+2 > enemy[0] and

           bullet[0] < enemy[0]+20 and

           bullet[1]+8 > enemy[1] and

           bullet[1] < enemy[1]+20)

3、游戏主循环

while True:

    if not game_over:

        # 检测按钮状态

        buttonM_value = debounce(buttonM)

        buttonS_value = debounce(buttonS)

        buttonR_value = debounce(buttonR)

        # 左轻触按钮按钮M：左移

        if buttonM_value == 0:

            player_x = max(0.0, player_x - player_speed)

        # 右轻触按钮按钮S：右移

        if buttonS_value == 0:

            player_x = min(screen_width - player_width, player_x + player_speed)

        # 拨轮R：射击

        if buttonR_value == 0:

            bullets.append([player_x + player_width/2 - 1, player_y - 8])

            time.sleep(0.3)

        # 清除屏幕

        display.fill(BLACK)

        # 更新游戏状态

        spawn_enemies()

        update_bullets()

        update_enemies()

        # 绘制游戏元素

        draw_player()

        draw_bullets()

        draw_enemies()

        draw_score()

        # 检测游戏结束条件

        if game_over:

            draw_game_over()

功能展示图及说明

如图所示，由显示频顶端的三个按钮可控制“飞船”行为；屏幕顶端显示获得分数（每次“子弹”与“敌人”碰撞加10分）；“敌人”（蓝色方块）通过屏幕下边缘或与飞船接触则弹出游戏结束画面，此时拨动摇杆可重置游戏。游戏启动后时实检测碰撞箱。

项目中遇到的难题和解决方法

对本次活动的心得体会

掌握了嵌入式图形系统的开发范式，深入理解了实时系统的调度原理，积累了硬件/软件协同调试经验