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基于6818粤嵌开发板的2048游戏项目

2023-06-29

int amp if
小白笔记目录前言一、lcd.c代码lcd屏幕初始化在lcd屏幕上任意一点显示颜色 关闭lcd屏幕lcd.h二、bmp.c代码bmp格式bmp图片读取bmp.h三、work.c部分源码触摸屏2048方块移动算法在随机位置上生成2或者4绘出4*4矩阵四、流程框图和界面功能描述前言板子是6818

小白笔记

目录

前言

一、lcd.c代码

lcd屏幕初始化

在lcd屏幕上任意一点显示颜色

 关闭lcd屏幕

lcd.h

二、bmp.c代码

bmp格式

bmp图片读取

bmp.h

三、work.c部分源码

触摸屏

2048方块移动算法

在随机位置上生成2或者4

绘出4*4矩阵

四、流程框图和界面功能描述

前言

板子是6818粤嵌开发板，为800*480，触摸屏幕大小为1024*600

需要自己配好相应数字图片，将其图片命名为数字.bmp的形式

在VMware虚拟机下进行arm-linux-gcc bla进行编译，然后传输可执行文件和图片至开发板中，最后在开发板上运行。 

一、lcd.c代码

lcd屏幕初始化

在linux系统中打开文件为open("文件名/位置",权限)，其中权限包括只读，只写还有可读可写。open打开会得到一个返回值，打开失败则返回-1，成功打开则返回正数，所以判断是否打开成功，我们需要进行判断。

打开屏幕后，我们需要用write来进行写入像素(rgb)，但是用write来进行操作的话，中间会浪费太多时间，导致数据无法一次性快速地完整被写入到屏幕中（多次运行可解决）。

所以我们需要用到mmap函数，功能为将地址映射出来，就比write函数省去了很多中间过程，可以让数据一次性完整迅速地写入到屏幕中。

其中函数原型为mmap( void* address , size_t length , int port , int flag , int fd , off_t off_set )。

其参数分别为

映射区首地址，一般存放NULL

映射区大小，系统会自动调整为4的整数倍，不能为0，一般文件多大就填多大。

映射权限，映射区必须要有权限，我们要可读也要可写，所以为PROT_READ | PROT_WRITE

标志位参数，判断是否为私有或者公有，修改内存数据的话，share的会同步要硬盘中，而private不会。

要映射的文件，为我们打开文件的返回值。

映射文件的偏移量，表示从该文件的哪里开始进行映射。必须为4的整数倍，一般设置成0。

将其用函数来封装，代码如下：

  1. // lcd屏幕的初始化
  2. // 打开屏幕
  3. int lcd_init(){
  4. lcd_fd = open( "/dev/fb0" , O_RDWR );
  5.     // 判断打开是否成功
  6. if( lcd_fd == -1 ){
  7.         // 返回打开失败的原因
  8. perror("open failed!");
  9. return -1;
  10. }
  11. // 内存映射
  12.     // MaxSize = 800 * 480
  13. plcd = mmap( NULL , MaxSize*4 , PROT_READ | PROT_WRITE , MAP_SHARED , lcd_fd , 0 );
  14. return 0;
  15. }

在lcd屏幕上任意一点显示颜色

我们要在lcd屏幕上显示颜色，首先需要知道其坐标

        屏幕左上角为( 0 , 0 )，右下角为( lcd_width-1 , lcd_height-1 )。

        // 因为是从0开始的，所以最后一个是n-1

        其中屏幕上我们用到的是指针，所以随机一点位置为( x , y )的话，那么其地址就为

        首地址+x+y*lcd_width.

        首地址为我们映射所得得返回值plcd，所以随机一点地址为plcd+x+y*lcd_width.

然后我们需要知道将该点显示的颜色color，我们就可以将其进行赋值，就可以完成我们对该点显示颜色。

将其用函数封装，代码如下：

  1. // 在任意的点上 显示任意的一个颜色
  2. void display_point(int x, int y, int color)
  3. {
  4. if( x >= 0 && x < 800 && y >= 0 && y < 480 )
  5. *(plcd + x + y*800) = color;
  6. }

 关闭lcd屏幕

在结束操作后我们需要记得关闭文件。

关闭文件需要用到我们open的返回值lcd_fd，来确定文件，然后我们用close函数来进行关闭文件。

当然我们还用到了映射，我们也要取消掉映射。取消映射为munmap函数

函数原型为munmap( void* addr , size_t length )

        第一个为文件，第二个为字节大小。

如果返回值为-1，则代表关闭失败，则关闭成功。

将其用函数封装，代码如下：

  1. // 关闭屏幕 
  2. int lcd_close()
  3. {
  4. // 关闭文件 
  5. close(lcd_fd);
  6. // 解除映射
  7.     // Maxsize = 800 * 480
  8. int res = munmap( plcd , MaxSize*4 );
  9. if( res == -1 ){
  10. perror("Removal failed!");
  11. return -1;
  12. }
  13. return 0;
  14. }

lcd.h

最后用.c文件保存，然后创建.h文件，我们就可以需要打开屏幕的时候直接调用头文件和函数即可。

  1. #ifndef __LCD_H__
  2. #define __LCD_H__
  3.  
  4.  
  5. // lcd屏幕的初始化
  6. int lcd_init();
  7.  
  8. // 在任意的点上 显示任意的一个颜色
  9. void display_point(int x, int y, int color);
  10.  
  11. // 关闭屏幕 
  12. int lcd_close();
  13.  
  14. #endif

二、bmp.c代码

bmp格式

bmp文件时有固定格式的，我们需要了解其格式，才能准确的读取到图片的数据

  1. /*
  2. * 00-01 文件标识，为字母ASCII码"BM"2byte 
  3. * 02-05 文件大小    4byte 
  4. * 06-09 位图文件保留字，必须为0     4byte
  5. * 0A-0D 文件开始到位图数据开始之间的偏移量    4byte
  6. * 0E-11 图像描述信息块的大小，常为28H    4byte
  7. * 12-15 图片高度    4byte 
  8. * 16-19 图片宽度 4byte 
  9. * 1A-1B 图像plane总数，恒为 12byte
  10. * 1C-1D 记录颜色的位数2byte
  11. * 1E-21 数据压缩方式    2byte
  12. * 22-25 图像区数据大小，必须为4的倍数    4byte
  13. * 26-29 水平像素点个数（在设备无关位图中，00H）4byte 
  14. * 2A-2D 垂直像素点个数 （在设备无关位图中，00H）    4byte
  15. * 2E-31 图像所用颜色数（不用，固定为0）4byte
  16. * 32-35 重要颜色数（不用，固定为0）4byte 
  17. *
  18. */

bmp图片读取

首先打开图片，我们需要知道图片的文件名或者文件路径，当然我们一般需要跟代码存放到一起，直接给文件名来进行打开。然后我们需要知道图片打开的起始位置。

所以我们图片读取需要知道三个参数，文件名，起始坐标x，起始坐标y

我们再根据bmp的格式来进行一一读取，我们就可以得到图片的宽度，高度，色深和像素数组等数据，最后运用lcd屏幕画点的函数来进行描绘图片。

我们读取的时候需要读取到特定的一些位置的数据，我们这个时候可以用lseek函数来改变我们光标位置，用read函数来选择我们读取数据的大小。

我们得到的图片宽度高度有的时候可能是正值也有可能是负值。

比如高度，正值就是从上到下，负值就是从下到上的像素点，所以需要进行正负的判断来改变描绘。

最后将打开图片封装成函数，代码如下：

  1. // 显示图片
  2. void show_picture(char * pathname ,int x ,int y)
  3. {
  4. int fd = open(pathname,O_RDONLY);
  5. if(fd == -1)
  6. {
  7. perror("open error\n");
  8. return ;
  9. }
  10.  
  11. int width,height;
  12. short depth;
  13. unsigned char buf[4] ;
  14. //读取宽度
  15. lseek(fd,0x12,SEEK_SET);
  16. read(fd,buf,4);
  17. width = buf[3]<<24 | buf[2]<< 16 | buf[1] << 8 | buf[0];
  18. //读取高度
  19. read(fd,buf,4);
  20. height  = buf[3]<<24 | buf[2]<< 16 | buf[1] << 8 | buf[0];
  21. //读取色深
  22. lseek(fd,0x1c,SEEK_SET);
  23. read(fd,buf,2);
  24. depth = buf[1] << 8  | buf[0];
  25. //像素数组 
  26. int line_valid_bytes = abs(width) * depth / 8 ; //一行本有的有效字节
  27. int laizi = 0; //填充字节， 文件大小为 54 + wedth*height + height*n 为4的倍数 
  28. if( (line_valid_bytes % 4) !=0   ) laizi =  4 - line_valid_bytes%4;
  29. int line_bytes = line_valid_bytes + laizi; //一行所有的字节数
  30. int total_bytes = line_bytes * abs(height); //整个像素数组的大小
  31. unsigned char * p1  = malloc(total_bytes); // 获取动态数组
  33. // 像素为54字节之后，所以调到54读完
  34. lseek(fd,54,SEEK_SET);
  35. read(fd,p1,total_bytes);
  37. // 画点，画图
  38. unsigned char a ,r ,g, b ;
  39. int i = 0;//用来做指针运动的
  40. int x0=0,y0=0; //用来循环计数
  41. int color;
  42. for( y0 = 0 ; y0 < abs(height) ; y0 ++ ) { // 列 
  43. for( x0 = 0 ; x0 < abs(width) ; x0 ++ ) { // 行 
  44. //一字节一字节读入RGBA
  45. // 读取后，图片顺序会反过来，需要调整
  46. b = p1[i++];
  47. g = p1[i++];
  48. r = p1[i++];
  49. if(depth == 32)
  50. {
  51. a=p1[i++];
  52. }
  53. if(depth == 24)
  54. {
  55. a = 0;
  56. }
  57. color = a << 24 | r << 16 | g << 8 | b ;
  58.             // 描绘该点
  59. display_point(width>0?x+x0:abs(width)+x-1-x0, height>0? y+height-1-y0 : y+y0,color);
  62. }
  63. // 一行弄完需要进行填充过滤 
  64. i = i +laizi;
  65. }
  66. // 释放指针 
  67. free(p1);
  68. close(fd);
  69. }

bmp.h

最后用.c文件保存，然后创建.h文件，我们就可以需要显示图片的时候直接调用头文件和函数即可。

  1. #ifndef __BMP_H__
  2. #define __BMP_H__
  3.  
  4. // 显示图片
  5. void show_picture( char* pathname , int x , int y );
  6.  
  7.  
  8. #endif

三、work.c部分源码

触摸屏

我们需要知道触摸屏的文件为"/dev/input/event0"，然后我们无需更改，所以我们就就可以权限赋为只读。然后会有一个结构体struct input_event

其中有type种类，判断接触，有code值判断类型，有value值，根据type和code类型有不同的意思，如果是按压，则是压力值，滑动则是坐标值。

因为滑动过程中的坐标是不断在改变的，所以我们需要一直读入，设置x1,y1表示起始点坐标，x2,y2表示滑动的给出的坐标。如果没有读全则一直读入数据，然后我们不滑动离开的话，我们需要对结构体的值进行判断，滑动则更新数值，如果这个时候type类型为EV_ABS并且code为ABS_PRESSURE时，为按压，并且压力值(value)为0时，则可以视作离开，或者是type类型为EV_KEY并且code为BTN_TOUCH时，为滑动，且value为0时，也可以视作离开，这个时候我们就需要来进行判断我们滑动的方向了。

用相对位置来进行判定，若在x方向走的路程比在y方向走的路程两倍多，则是x方向上的移动，若在y方向走的路程比在x方向走的路程两倍多，则是y方向上的移动。

这个时候就可能会有误差，触击得到的相对位置也会在两倍以上，所以我们需要增加一个误差判定，我设置的x方向至少40，y方向上至少32。

判断滑动方向我们就可以关闭触屏文件，进行滑动操作的功能了。

下面是触摸屏代码：

  1. // 移动 
  2. int get_movement(){
  3. int fd = open("/dev/input/event0", O_RDONLY);
  4. int res;
  5. if (fd == -1) {
  6. printf("open /dev/event0 failed\n");
  7. return -1; 
  8. }
  9. int x1 = -1, y1 = -1; // 接触时候的坐标点
  10. int x2, y2; // 离开后的坐标点
  11. struct input_event ev;
  12. while( 1 ){
  13. res = read( fd , &ev, sizeof(ev) );
  14. if( res != sizeof(ev) ) continue;
  15. if( ev.type == EV_ABS && ev.code == ABS_X ) {
  16. if( x1 == -1 ) x1 = ev.value;
  17. x2 = ev.value;
  18. } 
  19. if (ev.type == EV_ABS && ev.code == ABS_Y) {
  20. if (y1 == -1) y1 = ev.value;
  21. y2 = ev.value;
  22. }
  23. if( (ev.type == EV_ABS && ev.code == ABS_PRESSURE && ev.value == 0 ) || 
  24.     ( ev.type == EV_KEY && ev.code == BTN_TOUCH && ev.value == 0 ) ) {
  25.     
  26.     
  27.     printf("x2 = %d\ty2 = %d\n",x2,y2);
  28. printf("flag = %d\n",flag);
  29. printf("\n\n\n\n");
  30. if( flag ) return 0;
  31. printf("x1 = %d\ty1 = %d\nx2 = %d\ty2 = %d\n",x1,y1,x2,y2);
  32. int opposite_x = abs(x2-x1); // 左右 
  33. int opposite_y = abs(y2-y1); // 上下 
  34. printf("opposite_x = %d\topposite_y = %d\n",opposite_x,opposite_y);
  36.     if( x2 >= 830 && y2 < 80 && opposite_x <= 40 && opposite_y <= 32 ) {
  37.     flag = 1;
  38.     return 0;
  39. }
  40. if( opposite_x <= 40 && opposite_y <= 32 ) {
  41. x1 = -1;
  42. y1 = -1;
  43. continue;
  44. }
  45. if( opposite_x > 2 * opposite_y ){ // 左右移动 
  46. if( x2 > x1 ){ // 方块向右边移动 
  47. close(fd);
  48. return MOVE_RIGHT;
  49. }
  50. else{ // 方块向左边移动 
  51. close(fd);
  52. return MOVE_LEFT;
  53. }
  54. } 
  55. else if( opposite_x < 2* opposite_y ){ // 上下移动 
  56. if( y2 > y1 ){ // 方块向下移动 
  57. close(fd);
  58. return MOVE_DOWN;
  59. }
  60. else{ // 方块向上移动 
  61. close(fd);
  62. return MOVE_UP;
  63. }
  64. }
  65. else x1 = -1, y1 = -1;
  66. }
  67. }
  68. close(fd);
  69. }

2048方块移动算法

2048是一个4*4的矩阵，滑动可以将方块移动并且合并，然后结束一次滑动后可以生成一个新的数字，可能是2或者4。

我们将方块移动，是需要先进行相加，再最后移动。

以向上滑动为例子，需要在每一列进行算（如果向右，则在每一行进行计算）

首先我们设置pos1和pos2，我们需要再这一列找到一个数字，将其位置赋值给pos1，然后再在这数字之后进行寻找下一个数字，第一个有数的数字如果跟pos1位置数字相同，则将pos1位置的数翻倍，且让pos2位置的数变为0。然后pos1变为pos2+1。这样我们就可以将两个数字相加。

最后移动，我们需要在顶端为pos1，然后让pos2进行寻找数字，如果pos1 != pos2的话，则交换两位置的数字，然后pos1向下移动一个位置，pos2继续按顺序寻找，这样我们就可以完成数字的移动了。

以向上滑动的代码为例子：

  1. // 向上移动
  2. void move_up(){
  3. int i, j;
  4. int x, y;
  5. for (i = 0; i < ITEM_NUM; i++) {
  6. for (x = 0; x < ITEM_NUM; ) {
  7. if (matrix_2048[x][i] != 0) {
  8. for (y = x + 1; y < ITEM_NUM; y++) {
  9. if (matrix_2048[y][i] != 0) {
  10. if (matrix_2048[x][i] == matrix_2048[y][i]) {
  11. matrix_2048[x][i] += matrix_2048[y][i];
  12. matrix_2048[y][i] = 0;
  13. x = y + 1;
  14. break;
  15. }
  16. else x = y;
  17. }
  18. }
  19. if (y >= ITEM_NUM) break;
  20. }
  21. else x++;
  22. }       
  23. x = 0;
  24. for (y = 0; y < ITEM_NUM; y++) {
  25. if (matrix_2048[y][i] != 0) {       
  26. if (x != y) {
  27. matrix_2048[x][i] = matrix_2048[y][i];
  28. matrix_2048[y][i] = 0;
  29. }
  30. x++;
  31. }
  32. }
  33. }
  34. }

在随机位置上生成2或者4

滑动完之后，方格会随机生成2或者4，我们需要判断滑动完之后哪些空格是没有数字的，我们需要进行统计，然后用rand函数来随机到一个位置上。

我们生成2或者4的话就用res = rand() % 2，0为2，1为4就可以了。

我们使用rand()函数需要生成随机数种子，即需要在最开始写上srand(time(NULL))

代码如下：

  1. int get_zeronum(){
  2. int i, j, n = 0;
  3. for( i = 0 ; i < ITEM_NUM ; i ++ )
  4. for( j = 0 ; j < ITEM_NUM ; j ++ )
  5. if( matrix_2048[i][j] == 0 )
  6. n ++;
  7. return n;
  8. }
  9.  
  10. void set_rand_num(){
  11. int zero_Num = get_zeronum();
  12. int n = 0;
  13. int pos = rand() % zero_Num; // pos为随机出现2的位置   pos -> [0,zero_Num) 整数
  14. int i, j;
  15. for( i = 0 ; i < ITEM_NUM ; i ++ )
  16. for( j = 0 ; j < ITEM_NUM ; j ++ )
  17. sum += matrix_2048[i][j];
  18.  
  19. for( i = 0 ; i < ITEM_NUM ; i ++ )
  20. for( j = 0 ; j < ITEM_NUM ; j ++ )
  21. if( matrix_2048[i][j] == 0 ){
  22. if( n == pos ) {
  23. if( sum >=    2200 ) {
  24. int res = rand()%100000;
  25. if( res == 99999 ) {
  26. matrix_2048[i][j] = 16384;
  27. return;
  28. }
  29. }
  30. int res = rand()%3;
  31. if( res < 2 ) matrix_2048[i][j] = 2;
  32. else matrix_2048[i][j] = 4;
  33. return;
  34. }
  35. else n++;
  36. }
  37. }

绘出4*4矩阵

这个比较简单，就用数字图片来进行绘画就可以了。

代码如下：

  1. void LCD_draw_matrix(){
  2. int i, j;
  3. int x0, y0;
  4. for( i = 0 ; i < ITEM_NUM ; i ++ ){
  5. for( j = 0 ; j < ITEM_NUM ; j ++ ){
  6. x0 = MATRIX_X0 + ( ITEM_WIDTH + BLACK_LINE ) * j + 5;
  7. y0 = MATRIX_Y0 + ( ITEM_HEIGHT + BLACK_LINE ) * i + 5;
  8. if( matrix_2048[i][j] == 0 ) {
  9. int k, z;
  10. for( k = 0 ; k < ITEM_WIDTH ; k ++ )
  11. for( z = 0 ; z < ITEM_HEIGHT ; z ++ )
  12. display_point( x0 + k , y0 + z , 0x4682b4 );
  13. }
  14. else{
  15. // 加载那个数字的图片 
  16. char pathname[32];
  17. sprintf( pathname , "%d.bmp" , matrix_2048[i][j] );
  18. show_picture( pathname , x0 , y0 );
  19. }
  20. }
  21. }
  22. }

四、流程框图和界面功能描述

接下来就是在此基础上添加一些功能了，下面是流程图和界面功能介绍

2048游戏项目功能

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