硬件介绍：
2021年1月底的时候，树莓派基金会推出了树莓派Pico。功能强劲，价格便宜的特性让Pico深受大家喜爱。这次看见2022年寒假在家一起练活动，有使用树莓派PICO主控芯片RP2040制作的嵌入式系统学习平台，就毫不犹豫地参加了进来。
- 采用树莓派Pico核心芯片RP2040：
- 双核Arm Cortex M0+内核，可以运行到133MHz
- 264KB内存
- 性能强大、高度灵活的可编程IO可用于高速数字接口
- 片内温度传感器、并支持外部4路模拟信号输入，内部ADC采样率高达500Ksps、12位精度
- 支持MicroPython、C、C++编程
- 板上功能：
- 240*240分辨率的彩色IPS LCD，SPI接口，控制器为ST7789
- 四向摇杆 + 2个轻触按键 + 一个三轴姿态传感器MMA7660用做输入控制
- 板上外扩2MB Flash，预刷MicroPython的UF2固件
- 一个红外接收管 + 一个红外发射管
- 一个三轴姿态传感器MMA7660
- 一个蜂鸣器
- 双排16Pin连接器，有SPI、I2C以及2路模拟信号输入
- 可以使用MicroPython、C、C++编程
- USB Type C连接器用于供电、程序下载
板子很漂亮，使用了亚克力板做了外壳。害怕磨花，就没舍得撕掉保护膜。正面有颗红色电源指示灯，限流电阻给的是500欧，太晃眼，换成了5K欧的，效果好了很多。
任务选择：
这个板子支持MicroPython、Arduino和C。在老师的指导下很快就使用MicroPython和Arduino将屏幕驱动起来了，一开始想选择机器学习的任务，手头有个INMP441的麦克风模块，可惜能力有限，没能驱动起来。最终选择完成项目3 - 复古游戏移植。移植的游戏是一个小时候玩过的拼图游戏(我记得华容道就是这样一个拼图游戏啊！？）。语言使用MicroPython，工具使用Thonny。
任务实现过程：
拼图游戏，就是对一幅图片进行切割，隐藏其中一个切片，剩下的进行打乱处理，然后将打乱的图片进行还原的过程
板子的显示屏为240X240的屏幕；从网上寻找图片，图片不能有大面积的留白，尽可能保证切割后，每一小片都不相同。网上的图片缩小尺寸到240X240，然后将图片格式转换为RGB565格式，因为在mpy的库中，使用的是RGB565的图片格式。
图片被分割，需要保证分割的份数是240的因子，这样才保证图片的完整。游戏开始时，在屏幕上显示被分割的行数和列数，分割越多，难度越大。每个被分割后的图片，都需要被记录当前的位置，和应该处的位置。这里我使用一个队列来存放每个切割后的色块信息。队列的长度，就是纵横被切割的块数。队列每个节点的序列，就是该节点在图片中正确的位置；节点的内容，为节点当前所处图片的位置。队列最后一个元素显示做隐藏，作为可以移动的隐藏色块。
class ImgSplit:# 图片分割的块
maxX=2
maxY=2
width = 240
height = 240
res = 0
dc = 1
spi_sck = machine.Pin(2)
spi_tx = machine.Pin(3)
keyA=machine.Pin(5,machine.Pin.IN)
class ImgIterm():
def __init__(self, pos):
self.pos = pos # 当前位置
self.disp = True # 是否显示
class HRDGame():
# 初始化
def __init__(self):
spi0 = machine.SPI(0, baudrate=4000000, phase=1, polarity=1, sck=spi_sck, mosi=spi_tx)
self.disp = st7789.ST7789(spi0, width, height, reset=machine.Pin(res, machine.Pin.OUT),
dc=machine.Pin(dc, machine.Pin.OUT), xstart=0, ystart=0, rotation=0)
self.disp.fill(st7789.RED)
self.step = 0 # 移动了的步骤
self.image = open('bdd.bmp', 'rb')
self.imagesplit_X = int(240 / ImgSplit.maxX)
self.imagesplit_Y = int(240 / ImgSplit.maxY)
self.imglist = [] # 图片列表
for i in range(0, ImgSplit.maxX * ImgSplit.maxY):
node = ImgIterm(i)
self.imglist.append(node)
node.disp = False
self.disp.text(font2,str(ImgSplit.maxX)+' X '+str(ImgSplit.maxY),80,70,color=st7789.GREEN, background=st7789.RED)
self.disp.text(font2,"Pass B key ",40,110,color=st7789.GREEN, background=st7789.RED)
self.disp.text(font2,"TO START ",60,150,color=st7789.GREEN, background=st7789.RED)
while keyA.value():
pass
def readImgAndDraw(self, nodepos): # 绘制指定节点 输入为 队列的号
# 读取指定位置图像，然后在指定位置绘制图像
x = int(nodepos % ImgSplit.maxX)
y = int(nodepos / ImgSplit.maxX)
node = self.imglist[nodepos]
t_x = int(node.pos % ImgSplit.maxX)
t_y = int(node.pos / ImgSplit.maxX)
if node.disp:
offset = y * self.imagesplit_Y * 480
self.image.seek(offset)
for column in range(0, self.imagesplit_Y):
buf = self.image.read(480)
buf = buf[x * self.imagesplit_X * 2:(x + 1) * self.imagesplit_X * 2]
self.disp.blit_buffer(buf, t_x * self.imagesplit_X, t_y * self.imagesplit_Y + column, self.imagesplit_X,
1)
else:
self.disp.fill_rect(t_x * self.imagesplit_X, t_y * self.imagesplit_Y, self.imagesplit_X, self.imagesplit_Y,
st7789.CYAN)
def reset(self):
self._messimg()
self.step = 0
self.imglist[-1].disp = False
self.rander()
def rander(self, changeblock=None): # 绘制图片
if self.step == 0:
for i in range(ImgSplit.maxX * ImgSplit.maxY):
self.readImgAndDraw(i)
else:
self.readImgAndDraw(ImgSplit.maxX * ImgSplit.maxY - 1)
self.readImgAndDraw(changeblock)因为单片机内存容量的限制，每次移动都需要从原图中切割出各个色块，然后在对应位置进行绘制。每次移动仅仅为两个色块图片的交换，为保障速度，除开首次绘制，每次移动都仅仅绘制交换的两个色块。
游戏中移动依赖摇杆实现。摇杆是两个电位器，分别连接两个AD，用来接收横向、纵向两个方向的摇杆信号。通过AD读取摇杆位置，控制游戏中隐藏色块上下左右移动，当隐藏色块在边缘时，对应移除屏幕的动作就无效，会有蜂鸣器“滴”提示动作无效。
controlH = machine.ADC(3) # 横向控制
controlV = machine.ADC(2) # 纵向控制
def keyaction(): # 通过摇杆判断动作
adc = controlH.read_u16()
if adc < 12000: # 左
return 2
if adc > 50000: # 右
return 3
adc = controlV.read_u16()
if adc < 12000: # 上
return 0
if adc > 50000: # 下
return 1
return 5
def action(self, deal): # 移动 入口：0，1，2，3 代表上下左右'''
单步移动步骤，1 找到不显示的色块
2 按动作寻找 相邻的色块
3 如果能找到 则进行移动，返回True，否则返回False
4 返回值为 是否允许移动，移动的色块
'''
self.step += 1 # 移动步骤增加
cave = self.imglist[-1]
tpos = cave.pos # 黑洞坐标
hx = int(tpos % ImgSplit.maxX)
hy = int(tpos / ImgSplit.maxX)
newtpos = None
if deal == 0: # 上移
if hy == 0: # 禁止上移
return False, None, False
else: # 允许移动
hy = hy - 1
newtpos = hy * ImgSplit.maxX + hx
if deal == 1: # 下移
if hy + 1 == ImgSplit.maxY: # 禁止下移
return False, None, False
else: # 允许移动
hy = hy + 1
newtpos = hy * ImgSplit.maxX + hx
if deal == 2: # 左移
if hx == 0: # 禁止左移
return False, None, False
else: # 允许移动
hx = hx - 1
newtpos = hy * ImgSplit.maxX + hx
if deal == 3: # 右移
if hx + 1 == ImgSplit.maxX: # 禁止右移
return False, None, False
else: # 允许移动
hx = hx + 1
newtpos = hy * ImgSplit.maxX + hx
# 允许移动，交换坐标
offset = 0
for iterm in self.imglist:
if iterm.pos == newtpos:
break
offset += 1
cave.pos = newtpos
iterm.pos = tpos
done = self.checkover()
return True, offset, done
当所有的色块都移动到正确的位置时，游戏结束。将隐藏色块进行显示，显示出完整的图片来。
def checkover(self): # 检查是否拼完
i = 0
for node in self.imglist:
if node.pos != i:
return False
i += 1
#拼图完成
self.imglist[-1].disp=True
return True
为了防止题目无解，图片打乱的顺序是使用随机数按规则进行移动。这样既保证了一定有解，又保障了图片的混乱性。
def _messimg(self): # 游戏开始时，对图像进行打乱
maxstep=ImgSplit.maxX*ImgSplit.maxY*8
for i in range(maxstep):
#for i in range(10):
act = random.randint(0, 3)
self.action(act)最后写一个main.py文件，用来调用游戏。这样就可以脱离电脑，只需要供电即可启动游戏啦！可是发现自己搞不定这个游戏了，连3X3都拼不出来了，记得小时候拼的挺溜:(。上一幅8x8的图片，看看混乱程度!
心得体会：
RP2040功能真的是很强大。只是各类资源还不是很多，参加这次活动，跟着大佬学习如何一点点征服各个模块，很有成就感。非常感谢硬禾学堂提供的教程，能够很快上手做开发。板子要是能将电源指示灯D9和D1位置交换一下就好了，电源指示灯太亮了。
emmmmmm
蓝鲸少年与海向死而生