用ESP32 m5stickplus制作经典俄罗斯方块小游戏
项目介绍
按照官方给出的题目要求，我选择任务3：
任务3：使用姿态传感器完成体感游戏手柄，并设计完成一个游戏，例如俄罗斯方块、左右晃动手柄使方块左右移动
选择这个题目，也是对同年玩的小游戏的一种怀念吧。而且觉得这个比较感兴趣。都说兴趣是最好的老师，所以做自己感兴趣的东西，最能激发自己的主动性。
设计思路
参考了电子森林的很多同学的项目，有了一些启发，在这里要非常感谢电子森林这个平台，真的非常好，能够吸取大家的经验，站在巨人的肩膀上能够飞的更高。加速了我们的开发和学习，学习的过程中了解到了一种俄罗斯方块游戏的设计方法。大概了解到俄罗斯方块就是由一个一个小方块组成的。
如下图所示：
所以我们可以设置一个数组
global g_tetris
g_tetris=[]
global g_column
global g_row
g_width_pix = 135
g_hight_pix = 240
g_box_width = 10
g_column = 13 # 当前 有多少列方块 g_width_pix/g_box_width
g_row = 23 # 当前有多少行方块 g_hight_pix/g_box_width
for i in range(g_row):
g_tetris.append([0]*g_column)根据官方资料，我们知道LCD屏幕是135*240 的。所以我们可以根据设计方块大小g_box_width来分配有多少行g_row和多少列g_column，数组中如果置1的话，说明当前方块是需要填充的。每次刷新，通过画方块来
框图
下面介绍下主要的框图
这个是主要的框图，通过理解，化繁为简。大致的流程是这样的
简单的硬件介绍
这个任务主要用到M5STICKPLUS的硬件有以下部分：
-
LCD屏幕
135*240 -
IMU 陀螺仪MPU6886
其他这个模块还有蓝牙、WIFI、麦克风、红外、蜂鸣器、led灯等模块，这次任务我们暂时不需要其他模块。
我觉得下面这张图比较好，标的很清楚
实现的功能及图片展示
开机界面：
运行得分界面
game over界面：
主要代码片段及说明 如何设计
前面大体思路讲到如何进入，下面介绍下主体代码：
drawbox
先讲下drawbox，这个是根据数组g_tetris里面的值，如果为1的话，该方块填充相应的颜色
def drawbox():
global color
global g_tetris
global box_column
setScreenColor(0x0000)
y=0
title0 = M5Title(title="Score", x=3, fgcolor=0xFFFFFF, bgcolor=0x0000FF)
label0 = M5TextBox(86, 0, str(score), lcd.FONT_DejaVu18, 0xFFFFFF, rotate=0)
for r in g_tetris:
x=0
for d in r:
if d==1:
M5Rect(x, y, g_box_width, g_box_width, color[3], 0x0640f7)
x+=g_box_width
y+=g_box_width方块移动
在方块移动过程中，分别处理up left 和right
def up():
leave()
clockwise()
if checkvalid()==False:
counter_clockwise()
enter()
def down():
global box_row
leave()
box_row+=1
if checkvalid()==False:
box_row-=1
enter()
def left():
global box_column
leave()
box_column-=1
if checkvalid()==False:
box_column+=1
enter()
def right():
global box_column
leave()
box_column+=1
if checkvalid()==False:
box_column-=1
enter()方块生成和旋转
def newbox():
box_id=random.randint(0,6) #随机一个方块形状
box_org=boxes[box_id] #获取方块形状数组
b=[]
for i in range(len(box_org)):
b.append(box_org[i][:])
return b #返回方块
box=newbox() #当前运动中的方块
def clockwise():
N=len(box)
a=[]
for i in range(N):
a.append(box[i][:])
for i in range(N):
for j in range(N):
box[N-j-1][i]=a[i][j]判断有效性
def checkvalid():
global box_row
global box_column
global g_tetris
j=box_row
for r in box:
i=box_column
for d in r:
if d==1:
if i<0 or i>=g_column:
return False
if j<0 or j>=g_row:
return False
if g_tetris[j][i]==1:
return False
i+=1
j+=1
return True方向控制
方向控制就要靠IMU了。这边我用了下面的小代码简单调试了一下，通过调试发现，当屏幕左右晃动的时候， x轴的数值绝对值大于0.2的时候，差不多是有所倾斜了。当屏幕竖起来的时候，z轴的绝对值在0~0.7之间。这边我想设计一个快速下降的动作，通过将屏幕竖起来，就可以快速下降。
from m5stack import *
from m5ui import *
from uiflow import *
import imu
from time import sleep
asdf = None
i = None
a = None
while True:
imu0 = imu.IMU()
c = imu0.acceleration[0]
z = imu0.acceleration[2]
print("acceleration[0] x ",c)
print("acceleration[2] z ",z)
if c>0 and c > 0.2 :
if(c > 0.5):
print("fast left")
else:
print("left")
elif c<0 and c < -0.2:
if(c < -0.5):
print("fast right")
else:
print("right")
print("=======")
time.sleep(1)下面我们来看代码中是如何操作的
通过A按键，我们来旋转方块的方向。
通过x轴左右晃动，来控制方块左右方向。
通过z轴竖直放置，来控制方块下降方向。
实际用起来也是挺方便的。
imu0 = imu.IMU()
x = imu0.acceleration[0]
z = imu0.acceleration[2]
if btnA.wasPressed():
up()
print("up box changed")
elif x < 0 and x < -0.2:
right()
elif x > 0 and x > 0.2:
left()
if z < 0.7 and z > -0.7:
g_box_download_rate = 0.1
else:
g_box_download_rate = 0.5作弊神器
由于当时用的时候，感觉下降的时候，感觉没法完全对齐，所以做了一个小的作弊工具，让游戏体验更佳一些，在方块下降的时候，可以选择实时显示一条直线对其到底部
for r in g_tetris:
x=0
for d in r:
if d==1:
cheat
if x == box_column * g_box_width :
M5Line(M5Line.PLINE, x, y, x, 240, 0xFFFFFF)
M5Rect(x, y, g_box_width, g_box_width, color[3], 0x0640f7)
#print('draw box x:%d y:%d'%(x,y))
x+=g_box_width
y+=g_box_width
遇到的主要难题及解决方法 选择mpy还是arduino
刚开始还是很纠结的，在使用mpy的时候，发现thonny搭配固件很难用，根本没法用UI FLOW来编程，或者不是很熟悉mpy和BLOCKLY. 而且官方m5-burn里面都是一些ARDUINO的例程，可以看到arduino的生态还是挺丰富的，但是没有找到参考例程。但是mpy还是有相应的参考例程的。后来经过群里小伙伴的介绍，使用thonny然后按CTRL+C就可以了。之后慢慢摸索，慢慢掌握规律：
-
如果
ctrl+c不起作用的话，插拔一下USB，之后按stop按钮，之后按CTRL+C直到出现>>>即可 -
可以现在PC上写相关的python脚本，之后点击运行，可以在板子上跑。跑的时候也要按一下
ctrl+c
出现如下界面，说明正常了
-
当然arduino也是可以的，arduino一开始发现，编译一个固件要很久很久。后来发现如果只对一个工程编译的话，arduino编译还是挺快的。所以不要打开多个arduino编译，就在一个窗口中进行修改
最后还是觉得thonny的mpy比较轻量级，编译起来没有那么费劲，甚至不需要编译。
如何熟悉micropython接口
在使用mpy的时候，烧入UI flow固件之后，thonny 一直连接比较困难，vscode也不是很好使，后来通过摸索发现，需要慢慢的按一下CTRL+C 而且还不能按多，按多了不容易成功进去。当看到>>> 的时候说明进入mpy成功了。
之前有个小技巧用help来查函数说明，但是后来发现，有些函数注释都没有写好。只能作罢。
后来发现一个小技巧，点击下图中的文字，可以进入到文档中心的说明
不过有一些LCD的API如何使用的，始终没有找到，最后只能问群里小伙伴，之后小伙伴介绍了，可以先用图形界面拉好，然后看下mpy如何实现的。这个方法确实能解决很多问题。点赞。
全局变量
刚开始遇到一个比较恶心的问题，就是第一次失败之后，再次重启游戏的时候，无法清空屏幕。刚开始我认定是全局变量数组g_tetris的问题，发现在进入drawbox函数的时候，这个g_tetris里面的内容都变了，导致我觉得很奇怪，可能之前一直写的C语言，都是认为，全局变量都是唯一的。没曾想到，python里面的变量不需要申明，最后发现drawbox里面的g_tetris是个局部变量。这个问题困恼了我两三天吧。
未来的计划或建议
我已经将代码放到github上面，感兴趣的小伙伴可以尝试PR，一起来维护。通用那部分，我已经将大部分的code进行了调整，后续我会继续完善一些剩余的小功能，比如添加下一个方块的显示，增加音效，增加菜单等等功能
操作来看，屏幕刷新有点晃眼，如果能采用局部刷新的方式的话，可能显示会好一些。
github地址https://github.com/supperthomas/M5stickPlus_game_mpy.git
Lucia
葉SiR
wwwds