===== Эксперимент 54. Управление кладовщиком =====

Научим кладовщика двигаться при нажатии на кнопки "вверх", "вниз", "влево" и "вправо". 

Подключим кнопки к микроконтроллеру. Три кнопки подтянуты к земле, а одна к питанию. Это сделано специально, чтобы обеспечить условия для правильной загрузки микроконтроллера. Микроконтроллер при включении проверяет состояние некоторых выводов и на основании этого принимает решение о режиме работы — выполнение программы или переход в режим перепрошивки. Для нормального режима работы необходимо, чтобы уровень сигнала на выводе 15 был низким, а на 2 и 0 был высоким. Чтобы соблюсти эти условия и пришлось подключить кнопки по-разному.

==== Схема эксперимента ====

{{ :products:esp-iot:exp27_mont.png?direct&600 |}}
//Рисунок 1. Монтажная схема эксперимента с 8 выводами//

{{ :products:esp-iot:exp27_mont_11pin.png?direct&600 |}}
//Рисунок 2. Монтажная схема эксперимента с 11 выводами//
==== Программный код эксперимента ====

<file arduino Exp54.ino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="1"]>
#include <SPI.h>
#include <Adafruit_ST7735.h>
#include "LittleFS_ImageReader.h" 

#define PIN_CS  2
#define PIN_DC  4
#define PIN_RST 5

Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(PIN_CS,  PIN_DC, PIN_RST);
LittleFS_ImageReader reader;

bool Map[10][8] = {
  {1,1,0,1,1,1,0,1},
  {0,1,1,1,1,1,1,0},
  {1,1,0,0,0,1,1,1},
  {0,1,0,1,0,1,0,1},
  {0,1,0,0,0,1,0,1},
  {1,1,1,1,0,0,0,1},
  {1,0,0,0,0,0,0,1},
  {1,0,0,0,1,0,0,1},
  {1,0,0,0,1,1,1,1},
  {1,1,1,1,1,0,0,0}
};

struct Pos {
  int x = 0;
  int y = 0;

  bool operator == (const Pos &pos) const {
    return x == pos.x && y == pos.y;
  }
};

class Box {
  private:
    Adafruit_ST7735 *tft_ptr;
    LittleFS_ImageReader *reader_ptr;
    Pos pos;
    String picture = "/box.bmp";
    String picture_on_gate = "/boxngate.bmp";
    bool on_gate = false;

  public:
    Box(Adafruit_ST7735 *_tft_ptr, LittleFS_ImageReader *_reader_ptr, int x, int y) {
      tft_ptr = _tft_ptr;
      reader_ptr = _reader_ptr;
      pos.x = x;
      pos.y = y;
    }  
    
    void draw() {
      if (on_gate) reader_ptr->drawBMP(picture_on_gate, *tft_ptr, pos.x * 16, pos.y * 16);
      else reader_ptr->drawBMP(picture, *tft_ptr, pos.x * 16, pos.y * 16); 
    }
 
    void setOnGate(bool state) {
      on_gate = state;
    }
        
    bool getOnGate() const {
      return on_gate;
    }
 
    Pos getPos() const {
      return pos;
    }
 
    void setPos(Pos _pos) { 
      pos.x = _pos.x;
      pos.y = _pos.y;
      draw();
    }
};        

class Gate {
  private:
    Adafruit_ST7735 *tft_ptr;
    LittleFS_ImageReader *reader_ptr;
    Pos pos;
    String picture  = "/gate.bmp";

  public:
    Gate(Adafruit_ST7735 *_tft_ptr, LittleFS_ImageReader *_reader_ptr, int x, int y) {
      tft_ptr = _tft_ptr;
      reader_ptr = _reader_ptr;
      pos.x = x;
      pos.y = y;
    } 

    void draw() const {
      reader_ptr->drawBMP(picture, *tft_ptr, pos.x * 16, pos.y * 16);
    } 

    Pos getPos() const {
      return pos;
    }
};

class Man {
  private:
    Adafruit_ST7735 *tft_ptr;
    LittleFS_ImageReader *reader_ptr;
    Pos pos;
    String picture  = "/man.bmp";

  public:
    Man(Adafruit_ST7735 *_tft_ptr, LittleFS_ImageReader *_reader_ptr, int x, int y) {
      Serial.println("Man constructor");
      tft_ptr = _tft_ptr;
      reader_ptr = _reader_ptr;
      pos.x = x;
      pos.y = y;
    } 

    void draw() const {
      reader_ptr->drawBMP(picture, *tft_ptr, pos.x * 16, pos.y * 16);
    }

    Pos getPos() const {
      return pos;
    }

    void setPos(Pos _pos) { 
      tft_ptr->fillRect(pos.x * 16, pos.y * 16, 16, 16, ST77XX_BLACK);
      pos.x = _pos.x;
      pos.y = _pos.y;
      draw();
    }
};

class Button {
  private:
    int pin;
    bool pressState;
    bool oldState;
 
  public: 
    Button(int _pin, bool _pressState) {
      pin = _pin;
      setPinMode();
      pressState = _pressState;
      oldState = not _pressState;
    }
 
    bool onPress() {
      bool state = digitalRead(pin);
      if (state != oldState){
        oldState = state;
        if (state == pressState) return true;
      }
      return false;
    }

    void setPinMode() const {
      pinMode(pin, INPUT);
    }
}; 

const int boxes_number = 3;
Box boxes[boxes_number] = {
  {&tft, &reader, 3, 4},
  {&tft, &reader, 4, 6},
  {&tft, &reader, 2, 7},  
};

const int gates_number = 3;
Gate gates[gates_number] = {
  {&tft, &reader, 6, 3},
  {&tft, &reader, 6, 4},
  {&tft, &reader, 6, 5},  
};

Man man(&tft, &reader, 5, 6);

Button btn_up(16, HIGH);
Button btn_down(15, HIGH);
Button btn_left(12, HIGH);
Button btn_right(0, LOW);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println();
  Serial.println("Setup");
  LittleFS.begin();
  tft.initR(INITR_BLACKTAB);
  tft.setRotation(2);
  tft.fillScreen(ST77XX_BLACK); 

  for (int y = 0; y < 10; y++) {
    for (int x = 0; x < 10; x++) {
      if (Map[y][x]) reader.drawBMP("/brick.bmp", tft, x * 16, y * 16);
    }
  } 

  for (int i = 0; i < boxes_number; i++) {
    boxes[i].draw();
  }

  for (int i = 0; i < gates_number; i++) {
    gates[i].draw();
  }
  
  man.draw();

  btn_left.setPinMode();
}

void loop() {
  Pos man_pos = man.getPos();

  if (btn_up.onPress()) man.setPos({man_pos.x, man_pos.y - 1});
  if (btn_down.onPress()) man.setPos({man_pos.x, man_pos.y + 1});
  if (btn_left.onPress()) man.setPos({man_pos.x - 1, man_pos.y});
  if (btn_right.onPress()) man.setPos({man_pos.x + 1, man_pos.y});
}
</file>

В код прошлого эксперимента мы добавили класс кнопки, который уже использовали ранее, например в проекте секундомера. Объявили 4 кнопки, на выводах 16, 15, 12 и 0:
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="175"]>
Button btn_up(16, HIGH);
Button btn_down(15, HIGH);
Button btn_left(12, HIGH);
Button btn_right(0, LOW);
</code>

В класс Button мы добавили метод ''setPinMode()'' и вызываем его для кнопки на 12 пине, хотя он уже вызывался в конструкторе. Это необходимо, так как метод дисплея ''initR()'' вызывает переопределение режима пина 12.
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="205"]>
btn_left.setPinMode();
</code>

В бесконечном цикле постоянно мониторим события нажатия на кнопки:
<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="209"]>
  Pos man_pos = man.getPos();

  if (btn_up.onPress()) man.setPos({man_pos.x, man_pos.y - 1});
  if (btn_down.onPress()) man.setPos({man_pos.x, man_pos.y + 1});
  if (btn_left.onPress()) man.setPos({man_pos.x - 1, man_pos.y});
  if (btn_right.onPress()) man.setPos({man_pos.x + 1, man_pos.y});
</code>

При нажатии на кнопку "вверх" уменьшаем координату Y и задаем новую координату кладовщику. Аналогичные действия производим при нажатии на другие кнопки. Теперь наш кладовщик может двигаться по экрану. Но сейчас нет никаких ограничений — он свободно проходит сквозь стены и ящики, никак на них не влияя. Теперь самое время реализовать логику игры, описать условия и взаимодействия. Этим займемся в следующем эксперименте.