Contrôle de matrice leds, 2011/2012, TD3

De Wiki d'activités IMA

Mise en place du jeu SNAKE sur une matrice de LEDs Chalaux,Rodriguez,Vincenti

Introduction

Dans l'optique du projet systèmes communicants, nous avons choisi de mettre en place l'antique (mais non dépassé) jeu SNAKE et de l'appliquer sur les matrices de LEDs fournis. Il est intéressant de rappeler que ce jeu a été vu pour la première fois en 1970 et est devenu populaire pour sa simplicité et sa disponibilité sur tout type de plate-formes. Pour le projet, nous avons donc décidé de réaliser ce jeu entièrement grâce au langage informatique C et les outils électronique de base. Il est évident que deux parties se détachent dans la réalisation de ce projet. Dans ce compte rendu, nous allons vous montrer l'évolution en parallèle de la partie informatique et de la partie électronique. Enfin, nous mettrons en avant la réunion des deux parties pour former le jeu.

Développement par séances

Séance 1 20/04/2012

Après avoir choisi le sujet de notre projet, il a été clair qu'un cahier des charges devait être mis sur papier. Nous avons décidé que :

  • l'utilisateur aura 4 boutons pour diriger le serpent.
  • deux afficheurs 7 segments présenteront le score.
  • pour la matrice de LEDs, 8 mots de 8 bits seront envoyés ainsi qu'un bit d'écriture
  • ......

Ensuite,nous avons scindé notre trinôme en deux. Le premier groupe est parti sur le logiciel de conception assisté de circuit électronique afin de concevoir le contrôle de matrice LEDs.Le second groupe a pris en main la maquette de matrice LEDs et esquissé une interface web de contrôle d'allumage. A la fin de la séance, le groupe s'est remis ensemble pour la mise en commun des idées Au final, au niveau électronique un circuit basé sur nos expériences en microprocesseur a été édité et sera testé à la prochaine séance, quant au niveau informatique, la maquette de LEDs a été pleinement comprise et la programmation du jeu en langage C est prévue pour la séance prochaine.

==>Prévision pour la séance du 11/05/2012

  • Programmation du jeu SNAKE
  • Test du circuit électronique
  • Recherche sur la transmission des données
  • Mise en place du tableau des scores du jeu
  • Ajouter des points au cahier des charges


Séance 2 11/05/2012

Le groupe est tout d'abord resté en partie informatique pour mettre au point le jeu du point de vue strictement informatique. Le programme a été conçu tout d'abord en utilisant la maquette arduino donnée par le professeur. Après avoir ébauché les grandes lignes du jeu, le trinôme s'est encore scindé pour pouvoir compléter la partie électronique. Rappelons que le schéma altium avait été déjà testé avec l'oscilloscope et qu il fonctionnait. Il restait donc normalement qu'à câbler une matrice de LEDs. En pratique,le schéma se révéla incomplet.Nous dûmes donc l'améliorer pour qu'il prenne en compte l'affichage croissant des colonnes.


Séance 3 21/05/2012


==> Partie Informatique

Le code du Jeu est enfin terminé. Dés l'or que l'on compile, un message apparait obligeant l'utilisateur à appuyer sur une touche pour démarrer. Ensuite,les touches directionnelles dirigent le serpent vers la direction choisi. Le jeu se termine quand le serpent se mort la queue ou lorsque le serpent atteint les zones limites 

#define LED (8)
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>

// Init Serie

/* Quelques constantes */ 

#define SOCKET_ECRITURE "/tmp/serial.send"
#define SOCKET_LECTURE "/tmp/serial.recv"
#define PING_Draw 300000
#define PING_Read 300000

/* Creation d'un client socket famille Unix */ 

int connexionServeur(char *chemin){

int ds;                         /* Descripteur de SOCKET */

struct sockaddr_un adresse;     /* Adresse du serveur */

int statut;                     /* Stocke le statut des 
commandes */

/* Creation de la SOCKET du client */ 

ds=socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,0);

if(ds<0) {perror("connexionServeur.socket"); 

exit(-1);}

/* Preparation de la structure adresse du serveur */ 

adresse.sun_family=AF_UNIX;

strcpy(adresse.sun_path,chemin);

/* Connexion au serveur */ 

statut=connect(ds,(struct sockaddr*)&adresse,sizeofdresse)
if(statut<0)

{perror("connexionServeur.bind"); 

exit(-1);}

printf("ds=%d\n",ds);

return ds;
}

// Structures //structure du snake.

//On utilise un tableau qui memorise la coordonnee de chaque partie du snake

//Les valeurs des coordonnees se deplacent cicliquement dans le tableau pour n'avoir qu'a faire une unique affectation par deplacement. 

typedef struct {
   int t; //numéro de la queue (tail) dans le tableau
   int l; //taille du snake  (length)
   int T[LED*LED]; //tableau de position du corp
 } 
snake;


// fonction de lecture d'entrée \\

//l'objectif de cette fonction est de lire les entrées (touches) et de modifier la variable associé pour la direction du snake seulement si une touche est appuyé 

void lire (int * dir,int sl) {
 printf("debut lecture\n");
 int c;
 int d=0;
 int k;

 usleep(PING_Read); //attente pour eviter les conflits lecture/ecriture

 //cette boucle a pour but de faire un nombre de lecture eleveet de memoriser dans c les valeurs ssi elles ne sont pas =0
 for(k=0;k<30;k++) { 
   read(sl,&d,1);
   if (d!=0) c=d;
   printf("(%d:%d)", k, d);// affichage pour verification
 }



 if (c==2 || c==130) *dir=-8; //haut
 if (c==4 || c==132) *dir=8; //bas
 if (c==8 || c==136) *dir=-1; //gauche
 if (c==1 || c==129) *dir=1; //droite
}


//genere intelligemment une nouvelle cible 

void change(int * sou, int * pt, bool * Mat) {
 int i;
 if (*pt==1) {
   *pt=2;i=50;
 }
 else {
   *pt=1;i=22;
 } 
 while (Mat[i]) i=(i+1)%(LED*LED);
 *sou=i;
 Mat[i]=true;
}


// envoi la matrice a afficher 

void draw (bool * Mat, int se) {
 int i,j,k;
 int col=0;
 int puiss=0;
 int cur=0;
 
 usleep(PING_Draw);
 //affichage dans la console
 for (i=0;i<LED;i++) {
   for (j=0;j<LED;j++) {
     if (Mat[i*LED+j]) printf("1");
     else if (!(Mat[i*LED+j])) printf("0");
     else printf("Error !");
   }
   printf("\n");
 }//*/

//*********envoi sur le port serie***************** 

 //* 
 for (i=0;i<LED;i++) { //pour chaque ligne
   col=0;
   for (j=0;j<LED;j++) { //pour chaque colone
     if (Mat[i*LED+j]) {

//calcul de la valeur a envoyer

// remarque : la notation x^y ne compile pas 

cur=2;
puiss=7-j;
for (k=0;k<puiss;k++) cur=cur*2;	
col = col + cur;
     }
   }
   write(se,&col,1); // on envoi la valeur de la ligne
 }
 //*/
 
 /********pour le mode 14*********
 int LedOn = 1; //pour mode 14
 int LedOff = 0;
 int cpt=0;  
 for (i=0;i<LED*2;i++) {
   for (j=0;j<LED;j++) {
     if (Mat[(i/2)*LED+j]) {
write(se,&LedOn,1);
write(se,&LedOn,1);
cpt = cpt +2;
     }
     else { write(se,&LedOff,1);
write(se,&LedOff,1);
cpt = cpt + 2;}
   }
 }
 printf("J'ai fait %d write\n", cpt);
 //*/
}



// déplacement du serpent \\

// déplace le serpent d'un cran 

void move (snake * kaa, bool * Mat, int  dir) {
 int tail = kaa->t;
 int length = kaa->l;
 int new;
 Mat[kaa->T[tail]]=false; //on efface le bout de la queue
 kaa->t=(kaa->t+1); //on incremente la position de la queue
 tail = (tail+1)%(LED*LED); 
 if (kaa->t>=(LED*LED)) kaa->t=kaa->t-(LED*LED) ;
 new=tail+length-1; 
 if (new>=(LED*LED)) {
   new=new-(LED*LED); 
   kaa->T[new]=kaa->T[((new-1+LED*LED)%(LED*LED))]+dir;
 }
 else {
   if (new!=0) {
     kaa->T[new]=kaa->T[new-1]+dir;      
   }    
   else {
     kaa->T[new]=kaa->T[(LED*LED-1)]+dir; } }
   
 Mat[kaa->T[new]]=true;
 
 
 
 
}

//vérifie les positions pour le coup prochain

//mort ; mange ; rien 

void checkNext (snake *  kaa, bool * Mat, int * sou, int * sco, bool * vie, int dir, int * pt) { 
 int i;
 int head; //point où le serpent est
 head=((kaa)->T[((kaa)->t+(kaa)->l-1)%(LED*LED)]);

//Gestion des murs 

 if ((head%LED==0) && (dir==-1)) { //mur gauche
   *vie=false;
   printf("murg\n");}
 else if ((head<LED) && (dir==-LED)) { //mur haut
   *vie=false;printf("murh\n");}
 else if ((head>=(LED*(LED-1))) && (dir==+LED)) {//mur bas
   *vie=false;printf("murb\n");}
 else if ((head%LED==(LED-1)) && (dir==1)) { //mur droite
   *vie=false;printf("murd\n");}
 else if (head==*sou) { // gestion des kills
   printf("miam !\n");
   change(sou,pt, Mat);
     (*sco)++;
     (kaa)->l++;
     (kaa)->t--;
     if ((kaa)->t==-1) {
(kaa)->t=(LED*LED-1);
}
 }
 else {
   //se mange la queue
   head+=dir; //head = là ou le serpent va
   for (i=0;i<((kaa)->l);i++) {
     *vie= *vie && (head!=((kaa)->T[((kaa)->t+i)%(LED*LED)]));
   }
   if (!*vie) printf("canibale ! \n");
 }
}

// action d'initialisation

// initialise l'affichage, le snake et la cible 

void init (bool * Mat, snake * kaa, int * dir, int * tar, int sl, int * pt) {
 int i;
 int c,e=1;
 printf("debut init\n");
 *dir = 1;
 *tar = 22;
 *pt = 1;
 (kaa)->l=1;
 (kaa)->t=0;
 (kaa)->T[0]=0;
 for (i=0;i<(LED*LED);i++) {
   Mat[i]=false;
   
 }
 Mat[0]=true;
 Mat[22]=true;

//on attend que tout les bouttons renvoient 0 

printf("ok, give me a 0 with the button\n");
 while (e!=0 && e!=128) {
   printf("0!=(%d)\n", e);
   usleep(PING_Draw);
   read(sl,&e,1);}

//on attend que l'utilisateur appuie sur une touche 

printf("nice, now push the right button\n");
 c=e;
 while (e==c) {
   printf("0=(%d)\n", c);
   usleep(PING_Draw);
   read(sl,&c,1);}
}


//affichage de fin du jeu 

void TheEnd (int se) {
 printf("fin du jeu\n");
 int smile;
 smile=255;write(se,&smile,1); // 
 write(se,&smile,1);           //
 smile=102;write(se,&smile,1); // **  **
 write(se,&smile,1);           // **  **  
 smile=0;write(se,&smile,1); // 
 write(se,&smile,1);           //
 smile=60;write(se,&smile,1); //  ****  
 smile=0;write(se,&smile,1); //
}


// Fonctions d'affichage 

void clear(int se)
{
int i;
unsigned char c=0;
usleep(PING_Draw);
c=0x00;
 for (i=0;i<LED;i++) 
{
   write(se,&c,1);
 }

}

int main ( )
{
 
 bool Matrice[64]; //vecteur de représentation de la matrice de led
 bool alive=true; // booleen de fin du jeu (mort du snake)
 snake  kaa; //kaa est le nom du serpent dans le livre de la jungle
 int direction; // +1 droite ; -1 gauche ; +8 bas ; -8 haut
 int mouse; //emplacement de la cible
 int etat; //etat de la cible
 int score=0; //score du joueur

// Affichage matrice 

 int se=connexionServeur(SOCKET_ECRITURE);
 if(se<0){ fprintf(stderr,"Serveur serie (ecriture) absent\\n"); exit(-1); }
 int sl=connexionServeur(SOCKET_LECTURE);
 if(sl<0){ fprintf(stderr,"Serveur serie (electure) absent\\n"); exit(-1); }

 init (Matrice,&kaa,&direction,&mouse, sl, &etat); //initialisation 

direction=1;


//début de la boucle de jeu 

while (alive) {
   lire(&direction, sl); //lecture
   checkNext (&kaa,Matrice,&mouse,&score,&alive,direction,&etat);    //analyse du coup suivant
   move (&kaa,Matrice,direction); //mouvement
   draw(Matrice, se); //affichage
 }
 TheEnd(se); 
 close(se);
 close(sl);  
 return 0;
}

==> Partie Électronique La partie Informatique étant fini, nous sommes tous retournés sur altium pour terminer le schéma et le compiler sur la nanoBoard

A la fin de la séance, le schéma marchait, et ressemblait à ceci:

Fichier:Sch.pdf


Suite à cela , nous avions besoin de câbler la matrice de LEDs en suivant son schéma [1]

Matrice-cablee.jpg


==> Réunion des deux parties

======>Configuration de la Foxboard

Dans la Foxboard, il faut changer les paramêtres de l'interface afin de pouvoir se connecter et travailler en SSH.

AVANT MODIFICATIONS 

                  auto eth0
                    iface eth0 inet static
                    address 172.26.79.X
                    netmask 255.255.255.0
                    gateway 172.26.79.254
                    dns-nameservers 193.48.57.34

APRES MODIFICATIONS 

                  auto eth0
                    iface eth0 inet static
                    address 172.26.79.07
                    netmask 255.255.255.0
                    gateway 172.26.79.254
                    dns-nameservers 193.48.57.34

Par la suite, il faut donc se connecter en SSH sur la foxboard ( commande: ssh 172.26.79.07) et copier le programme dans la mémoire du petit appareil et compiler le programme.

======>Initialisation du port émission RS 232

Port-emission2.jpg

A défaut de pouvoir mettre en place le protocole d'émission par nous même, nous avons utilisé un bloc fait par un des professeurs Ce bloc a pour but d'activié le port RS 232 de la NanoBoard afin de pouvoir brancher la Foxboard. En clair, ce bloc est le passage de la frontière entre le programme informatique C et la partie électronique active sur la NanoBoard.

Conclusion

Le système que nous avons choisi est le mythique jeu Snake.Nous avons spliter le sujet en deux parties, l'une informatique et l'autre électronique. La partie électronique s'est axé autour du logiciel Altium et la Nanoboard.Après des essais théorique fructueux et des essais sur matrice encourageantes, nous avons décidé de reformer le trinôme afin de compléter la partie informatique. La partie informatique a été très rapide au niveau du codage du jeu. Après avoir réussi à configurer le daemon et la FoxBoard, nous avons pu voir le jeu fonctionner sous maquette Arduino.

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