Atmega128를 활용한 간단한 게임만들기 프로젝트
이번 포스팅은 작년 MicroProcessor 수업에서 Atmega128을 사용하여 만들었던 미니 게임에 대해서 리뷰해보겠습니다.
Atmega128을 이용한 미니게임 Project
우선 Atmega128은 ATMEL사가 개발한 8비트 AVR마이크로 컨트롤러의 megaAVR 패밀리 계열중 하나의 프로세서입니다. 이 프로세서는 64핀으로 구성되었으며, TQFP형 패키지의 저 전력 8비트 CMOS 마이크로 컨트롤러입니다. C언어와 라이브러리를 이용해서 명령어를 쉽게 이용할 수 있으며 원하는 포트의 핀에 LCD, 스위치, 7-segments, MOTOR 그리고 LED를 연결하고 코드상의 레지스터를 이용하여 사용할 수 있습니다.
이러한 Atmega128을 이용해서 미니 게임을 만들어 봤었습니다. RISC 구조로 명령어도 간단하고 사용하는데 많은 어려움이 없었던 것으로 기억이 납니다.
전원을 Atmega128와 연결하고 Atmega128과 컴퓨터의 포트를 연결해서 컴퓨터에서 작성한 C언어를 이용하여 원하는 명령어를 사용하여 실습과 프로젝트를 진행했었습니다.
수업 실습시간을 이용해서 Atmega128 키트에 있던 모든 기능들을 다 사용해보았었습니다.
그리고 마지막 term project로 각 조마다 아이디어 구상하여 창의적인 아이템을 만들어보는 프로젝트 기회를 가졌었습니다.
이 프로젝트에서 저희 조는 미니게임을 만들었었는데요, LCD 화면에 캐릭터와 장애물을 표현하고 계속해서 우측에서 좌측으로 장애물이 움직이면서 스위치를 이용하여 캐릭터를 점프시켜 장애물을 피하는 게임이었습니다.
위에 사진은 실제 프로젝트를 진행하고 찍은 사진입니다. 포트를 많이 사용하는 것에 추가 점수가 있어서 최대한 많은 포트를 사용하다보니 굉장히 지저분 했었네요..
두번째 사진은 실제 미니게임 프로젝트가 어떤식으로 표현됐었는지 보이네요.
전체적인 게임의 시스템을 설명해드리면, 캐릭터와 장애물이 LCD에 표시가 되고 스위치를 이용하여 캐릭터는 점프를 할 수 있고 장애물을 피할 수 있습니다. 7-segments를 이용하여 사용자는 자신이 얻은 점수를 볼 수 있습니다. 장애물을 피하면 7-segments에 +점수가, 못피하면 -점수가 덧셈이 됩니다. 그리고 Motor와 led를 이용하여 장애물을 피할때와 못피할때에 이펙트를 주었습니다.
위에 저의 깃허브 링크인 이 링크에 들어가시면 당시에 실행했었던 코드를 자세히 확인 하실 수 있습니다.
Project Code Review
#include <mega128.h>
#include <delay.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <lcd.h>
#define mapsize 16
#define Q0 PORTC.4
#define Q1 PORTC.5
#define Q2 PORTC.6
#define Q3 PORTC.7
#define FND PORTF
#define DCM_IN1 PORTC.2
#define DCM_IN2 PORTC.3
#define STEP_MOTOR PORTE
#define STEP_LED PORTD
#asm
.equ __lcd_port=0x1B
#endasm
처음부터 살펴보면 <mega128.h> 와 <lcd.h> 라이브러리를 통하여 atmega128 명령어를 include하여 명령어를 사용했었습니다.
그 이후에 필요한 기능의 포트들을 쉬운 변수로 정의해서 사용했었네요.
또한 LCD 포트는 따로 어셈블리어를 적어서 사용한것을 볼 수 있습니다.
int i=0, Score=0;
char obs; //장애물
int fnd1000,fnd100,fnd10,fnd1;
int remainder;
unsigned fnd[17]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xd8,0x80,0x98,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0x7f,};
void init(void)
{
// PORTA LCD
PORTA=0x00;
DDRA=0xFF;
// PORTB LED
PORTB=0x00;
DDRB=0xff;
// PORTC 0,1 : 스위치 2, 3 : DC모터 4,5,6,7 : 7-segment Q
PORTC=0x00;
DDRC=0xF0;
PINC=0x00;
// PORTD STEP_MOTOR LED
PORTD=0x00;
DDRD=0xFF;
// PORTF STEP_MOTOR Data
PORTF=0X00;
DDRF=0XFF;
// PORTE 7-segment Data
PORTE=0x00;
DDRE=0xFF;
FND = fnd[0];
Q0 = 1;
Q1 = 1;
Q2 = 1;
Q3 = 1;
}
계속해서 필요한 전역변수를 선언해주었고 여기서 usigned fnd[] 는 7-segments를 쉽게 사용할 수 있도록 선언한 것을 볼 수 있습니다.
그리고 최대한 기능을 많은 기능(LCD, Motor 등..)을 넣기위해서 포트를 하나하나 핀별로 사용했었습니다. 그래서 초기화 함수를 따로 만들어서 포트의 초기값과 변수의 초기값을 각각 선언한것을 볼 수 있습니다.
이제 메인함수를 들어가기전에 메인 뒤에 선언해놓은 함수들을 먼저 리뷰해보겠습니다.
void display(int); // 7-segment
void DC_M_CW(); // DC MOTOR 작동
void DC_M_STOP(); // DC STOP
void Addmap(char [] , char); // 맵 업데이트
void STEP_M_CW(); // STEP MOTOR
void STEP_M_STOP(); // STEP STOP
void STEP_M_CCW();
void Addmap(char cur[], char randC)
{
for (i = 0; i<mapsize - 2; i++)
{
cur[i] = cur[i + 1];
}
cur[mapsize-2] = randC;
}
void display(int Scor){
Score += 50;
fnd1000 = Scor/1000;
remainder = Scor%1000;
fnd100 = remainder/100;
remainder = Scor%100;
fnd10 = remainder/10;
remainder = Scor%10;
fnd1 = remainder;
for (i=0;i<50;i++)
{
if (Scor >= 1000)
{
FND = fnd[fnd1000];
Q3 = 0;
Q2 = 1;
Q1 = 1;
Q0 = 1;
delay_ms(10);
}
if (Scor >= 100)
{
FND = fnd[fnd100];
Q3 = 1;
Q2 = 0;
Q1 = 1;
Q0 = 1;
delay_ms(10);
}
FND = fnd[fnd10];
Q3 = 1;
Q2 = 1;
Q1 = 0;
Q0 = 1;
delay_ms(10);
FND = fnd[fnd1];
Q3 = 1;
Q2 = 1;
Q1 = 1;
Q0 = 0;
delay_ms(10);
}
Q0 = 1;
Q1 = 1;
Q2 = 1;
Q3 = 1;
}
void DC_M_CW()
{
DCM_IN1 = 1;
DCM_IN2 = 0;
delay_ms(60);
}
void DC_M_STOP()
{
DCM_IN1 = 0;
DCM_IN2 = 0;
}
void STEP_M_CW()
{
STEP_MOTOR = 0x01;
STEP_LED = 0x01;
delay_ms(100);
STEP_MOTOR = 0x02;
STEP_LED = 0x02;
delay_ms(100);
STEP_MOTOR = 0x04;
STEP_LED = 0x04;
delay_ms(100);
STEP_MOTOR = 0x08;
STEP_LED = 0x08;
delay_ms(100);
}
void STEP_M_CCW()
{
STEP_MOTOR = 0x08;
STEP_LED = 0x08;
delay_ms(100);
STEP_MOTOR = 0x04;
STEP_LED = 0x04;
delay_ms(100);
STEP_MOTOR = 0x02;
STEP_LED = 0x02;
delay_ms(100);
STEP_MOTOR = 0x01;
STEP_LED = 0x01;
delay_ms(100);
}
void STEP_M_STOP()
{
STEP_MOTOR = 0x00;
STEP_LED = 0x00;
}
void display(int)
display() 함수는 미니게임에서 7-segments를 이용하여 사용자의 점수를 나타내는 기능입니다. (점프를 하면 점수를 잃고 장애물에 닿으면 점수를 잃는 기능을 넣었었습니다.)
void DC_M_CW(); // DC MOTOR 작동
void DC_M_STOP(); // DC STOP
DC Motor를 사용할 때는 적당한 delay를 주어서 속도를 조절해서 사용해야했었던 것이 기억이 납니다. 그래서 DC_M_CW() 에 딜레이를 넣어주어 Motor를 작동하였었고 그리고 DC_M_STOP을 이용해서 Motor를 멈추게 하였습니다. ( 점수를 얻으면 이펙트로 Motor를 작동하도록 하였습니다. )
void Addmap(char [] , char); // 맵 업데이트
void STEP_M_CW(); // STEP MOTOR
void STEP_M_STOP(); // STEP STOP
void STEP_M_CCW();
나머지 함수를 살펴봅시다. AddMap() 함수는 함수명 그대로 맵을 만드는 명령어입니다.
STEP_이 앞에 붙은 함수들은 STEP Motor를 작동하거나 정지시키는 함수들 입니다. STEP 모토를 이용하여 성공도를 표현했었습니다.
STEP_M_CW()는 시계방향, STEP_M_CW()는 반시계방향으로 회전하며 성공도를 표현합니다. ( 여기서 성공도란 자신이 얼마나 장애물을 잘피하고 못피하고를 판단해주는 것을 얘기합니다. )
STEP_M_STOP()은 DC Motor와 마찬가지로 정지기능입니다.
( 일정 각도와 시간만큼 회전하고 멈추어야하기 때문에 Motor들은 모두 정지 기능이 필요합니다. )
void main(){
unsigned char pName[] = {0B11101111}; // 캐릭터
/* 기본 맵 작성 */
char map[100] ="__________________________";
map[7]=0b11111111;
map[11]=0b11111111;
map[3]=0b11111111;
init();
lcd_init(16);
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_puts(pName);
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_puts(map);
delay_ms(1000);
while(1)
{ i = rand()%10; // 랜덤으로 장애물 생성
if ( (i%2)==0)
{
obs = 0b11111111;
}
else if( (i%2)!=0 )
{
obs = '_';
}
// LCD 핸들링
PORTB = 0b11111111;
lcd_gotoxy(1,0);
lcd_puts(" ");
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_puts(pName);
lcd_gotoxy(1,1);
Addmap(map,obs);
lcd_puts(map);
delay_ms(1000);
if (PINC.0 == 0)
{
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_puts(" ");
lcd_gotoxy(1,0);
lcd_puts(pName);
if (map[0]==0b11111111)
{
PORTB = 0b00001111;
display(Score);
STEP_M_CW();
}
delay_ms(1000);
}
else
{
if (map[0]==0b11111111)
{
PORTB = 0b11110000;
DC_M_CW();
DC_M_STOP();
STEP_M_CCW();
if(Score >=100)
Score -= 100;
}
}
}
}
이제 마지막으로 Main 함수의 코드를 살펴봅시다.
처음에 캐릭터와 맵을 미리 선언해주었습니다. 그 다음으로 전체적인 장애물을 포함한 맵이 왼쪽으로 한칸 움직입니다.
그리고 이제 While문을 살펴보면 난수를 생성하고 난수가 짝수이면 장애물을 생성하여 맵에 넣는 방식으로 구현되어있는 것을 볼 수 있습니다.
(사실 이 난수는 계속 일정한 값을 생성합니다. 현재 시간을 이용하여 난수를 생성하여야하는데 그것이 불가능해서 그렇습니다. 그렇기 때문에 게임을 다시 시작하면 계속해서 같은 맵을 체험할 수 밖에 없는 구조입니다.)
LCD 명령어를 활용하여 한칸씩 계속 움직이는 것을 표현하는 하였고 맵에 계속해서 추가해서 맵을 저장하였습니다.
그 다음으로 if 문을 보면 PORTC를 이용하여 스위치의 값 ( 캐릭터가 점프를 뛰었는 가?)과 맵을 비교하여 장애물과 캐릭터가 부딪히게 되는 지 판단하여 점수를 올리거나 내렸고 DC Motor와 STEP Motor를 핸들링 했습니다 . 그리고 계속해서 while문을 통해서 반복되고 게임은 계속 진행됩니다.
이렇게 Atmega128과 함께한 장애물을 피하는 미니게임 Review를 해봤습니다.
다시 살펴보니 허접하지만 나름 재미있게 구현했던것 같습니다.
이 프로젝트를 하고 있었을 당시에 traceroute와 thread에 대해서 배우고 있었던 것이 생각나네요. thread를 못사용하여 진행하는 모습이 뚝뚝 끊기거나 연속적이지 못한게 아쉬웠었습니다.
atmega128를 사용하려는 사람들에게 제 프로젝트가 조금은 도움이 되었었으면 좋겠습니다.
이상으로 Atmega128 Review는 여기까지 하겠습니다.