Эксперимент 12. Кнопочные ковбои

← Светильник с кнопочным управлением | Оглавление | Секундомер →

В этом эксперименте мы создаем игрушку на реакцию: кто быстрее нажмет кнопку по сигналу.

Список деталей для эксперимента

Принципиальная схема

Схема на макетке

Скетч

p120_button_cowboys.ino
#define BUZZER_PIN   12  // пин с пищалкой
#define PLAYER_COUNT 2   // количество игроков-ковбоев
// вместо перечисления всех пинов по-одному, мы объявляем пару
// списков: один с номерами пинов с кнопками, другой — со
// светодиодами. Списки также называют массивами (англ. array)
int buttonPins[PLAYER_COUNT] = {3, 13};
int ledPins[PLAYER_COUNT] = {9, 11};
 
void setup()
{
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);
  for (int player = 0; player < PLAYER_COUNT; ++player) {
    // при помощи квадратных скобок получают значение в массиве
    // под указанным в них номером. Нумерация начинается с нуля
    pinMode(ledPins[player], OUTPUT);
    pinMode(buttonPins[player], INPUT_PULLUP);
  }
}
 
void loop()
{
  // даём сигнал «пли!», выждав случайное время от 2 до 7 сек
  delay(random(2000, 7000));
  tone(BUZZER_PIN, 3000, 250); // 3 килогерца, 250 миллисекунд
 
  for (int player = 0; ; player = (player+1) % PLAYER_COUNT) {
    // если игрок номер «player» нажал кнопку...
    if (!digitalRead(buttonPins[player])) {
      // ...включаем его светодиод и сигнал победы на 1 сек
      digitalWrite(ledPins[player], HIGH);
      tone(BUZZER_PIN, 4000, 1000);
      delay(1000);
      digitalWrite(ledPins[player], LOW);
      break; // Есть победитель! Выходим (англ. break) из цикла
    }
  }
}

Пояснения к коду

  • Массив состоит из элементов одного типа, в нашем случае int.
  • Объявить массив можно следующими способами:
int firstArray[6]; // 6 целых чисел с неопределёнными начальными значениями
int pwmPins[] = {3, 5, 6, 9, 10, 11}; // 6 целых чисел, длина вычисляется автоматом
boolean buttonState[3] = {false, true, false}; // можно использовать элементы любого типа
  • Когда мы объявляем массив с указанием количества его элементов n, это число всегда на 1 больше, чем номер последнего элемента (n-1), т.к. индекс первого элемента — 0.
  • Считать или записать значение элемента массива можно, обратившись к нему по индексу, например firstArray[2] или buttonState[counter], где counter — переменная, такая как счетчик цикла
  • В переменных типа long можно хранить значения до 2 147 483 647. unsigned int в этом случае нам будет недостаточно, потому что 65 535 миллисекунд пройдут чуть больше чем за минуту!
  • Функция random(min, max) возвращает целое псевдослучайное число в интервале [min, max]. Для драматичности каждая игра начинается с паузы случайной длины.
  • Благодаря массивам в этом эксперименте мы настраиваем порты, считываем кнопки и включаем светодиоды в циклах со счетчиком, который используется как индекс элемента.
  • Мы используем цикл for без условия его завершения, поэтому пока мы явно того не потребуем, цикл будет крутиться до бесконечности.
  • Мы использовали выражение player = (player+1) % PLAYER_COUNT для счётчика цикла, чтобы не только увеличивать его на единицу каждый раз, но и обнулять при достижении последнего игрока.
  • Инструкция break прекращает работу цикла и выполнение программы продолжается с инструкции после его конца.

Вопросы для проверки себя

  1. Можно ли поместить в один массив элементы типа boolean и int?
  2. Обязательно ли при объявлении массива заполнять его значениями?
  3. Чем удобно использование массива?
  4. Как обратиться к элементу массива, чтобы прочитать его значение?
  5. Почему для хранения времени прошлого сигнала мы используем переменную типа long?
  6. Чем отличаются инструкции continue и break?

Задания для самостоятельного решения

  1. Сделайте напряженный вариант игры: пусть интервал между сигналами будет в диапазоне от 10 до 15 секунд.
  2. В игре есть лазейка: кнопку можно зажать до сигнала «пли!» и таким образом сразу же выиграть. Дополните программу так, чтобы так выиграть было нельзя.
  3. Добавьте в игру еще двух ковбоев!

← Светильник с кнопочным управлением | Оглавление | Секундомер →