STC實訓（EP1C3）——多控制貪喫蛇

一、 設計目的

  本次項目設計旨在通過綜合使用三軸加速度傳感器、數碼管、蜂鳴器、導航鍵、按鍵、振動傳感器等元件，基於上位機與下位機之間的通信和數據交互，利用下位機完成對上位機遊戲——貪喫蛇的多種方式控制，並在此基礎上，可對多種上位機軟件進行拓展操作。
  在項目整體的設計過程中熟悉“EP1C3學習板”的相關知識，學習三軸加速度、振動傳感器以及導航按鍵的工作原理，依據具體需求進行詳細設計，並瞭解通信協議，在上位機的設計過程中學習串口通信的相關知識。

二、 預期功能及創新

1. 預期功能：

• ① 使用數碼管、蜂鳴器等模塊進行信息展示，如連接狀態顯示及提示、當前速度顯示、方向指示等；
• ② 利用三軸加速度傳感器、振動傳感器、導航鍵等對上位機——貪喫蛇遊戲進行控制操作。
  2. 創新：
• ① 實現下位機與上位機的相互通信及數據交互；
• ② 利用三軸加速度模擬方向控制，實現具體操作。

三、 設計流程

具體原理部分請見下載報告：https://download.csdn.net/download/forest_one/12248816

五、 實現及關鍵代碼

1. 上位機

  上位機原型爲貪喫蛇遊戲，通過 Java 語言進行設計，其中包含了 Snake、Controller、BottonPanel 等多個類。（項目文件標題處給出了下載地址）

  在貪喫蛇遊戲的基礎上，添加串口通信模塊（如下圖）， 使得上位機與下位機實現相互通信，並在上位機設置串口監聽，根據下位機發送的指令完成相應操作。


下位機通信

變量定義

程序函數

關鍵代碼

  ucDateTmp 用來存儲從上位機發送到下位機的數據，在一定條件下，使用 SendData發送控制指令到上位機。


2. 三軸加速度傳感器

2.1 引腳定義

2.2 變量定義

2.3 程序函數

2.4 關鍵代碼

  通過Multiple_Read_ADXL345()讀出數據並使用display_angle()完成角度的轉換，在進行判斷時我們需要設定一定的觸發區間（X、Y 軸< -40°或 >40°），當角度處於觸發區間時，下位機會通過串口通信發送指令到上位機實現方向控制。

3. 導航按鍵

3.1 變量定義

3.2 程序函數

3.3 關鍵代碼

  通過 GetADC()函數查詢 A/D 轉換的結果，通過轉換結果的不同判斷導航鍵哪個方向鍵被按下，併發送相應指令到上位機，由上位機做出響應，實現控制。


4. 振動傳感器

4.1 變量定義

4.2 關鍵代碼
  振動傳感器的端口爲 P3^4，通過對其端口的監控，判斷振動傳感器的狀態，由於存在抖動現象，需要進行延時操作以防止避免多次發送重複指令。

5. 數碼管

5.1 引腳定義

5.2 變量定義

5.3 程序函數

5.4 關鍵代碼

  在一定條件下，利用 switch 語句進行循環動態掃描點亮數碼管的相應位置，進行不同信息的展示。


6. 蜂鳴器

6.1 變量定義

6.2 關鍵代碼

  無源蜂鳴器的端口爲 P3^4，通過對其端口的操作，高低電平改變頻率決定音調，高電平佔空比決定音量，實現無源蜂鳴器的發聲。

7. 按鍵

7.1 引腳定義

7.2 變量定義

7.3 關鍵代碼

  爲了消除按鍵的抖動，採用計數器的方法，進行消抖處理，且每完成一次操作，對計數變量進行初始化以達到每次操作的消抖。

六、 操作說明

具體操作流程圖如下 ：

操作說明

該項目下位機存在 4 種狀態切換，具體如下：

• ① 下載燒寫程序。
• ② 完成下載後，下位機 LED 數碼管顯示“hold . . . .”。此時，下位機處於待機狀態，還未進行與上位機的連接操作，導航鍵及其他控制鍵操作無效。
• ③ 打開上位機串口設置——打開串口，下位機 LED 數碼管顯示“CHOOSE . .”。當前頁面要進行控制功能選擇，按下 K1 鍵選定導航鍵方向控制，按下 K2 鍵選定三軸加速度傳感方向控制。
• ④ 下位機 LED 數碼管顯示“SPEED8-1”。LED 數碼管對速度、方向等信息進行展示，第 6 位顯示速度值，第 8 位顯示方向。

七、 測試驗證

• ① 下載燒寫程序。
  
• ② 完成下載後，下位機 LED 數碼管顯示“hold . . . .”。
  
• ③ 打開上位機串口設置——打開串口，下位機 LED 數碼管顯示“CHOOSE . .”。按下K1 鍵選定導航鍵方向控制，按下 K2 鍵選定三軸加速度傳感方向控制。
  
  
• ④ 下位機 LED 數碼管顯示“SPEED8-1”。LED 數碼管對速度、方向等信息進行展示，第 6 位顯示速度值，第 8 位顯示方向。
  
• ⑤ 上位機操作頁面——實現下位機對上位機進行控制