Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

--- products:laboratory_iot_c:exp53 [2024/12/13 19:29] – создано labuser30
+++ products:laboratory_iot_c:exp53 [2024/12/15 17:03] (текущий) – [Программный код эксперимента] labuser30
@@ Строка 4: / Строка 4: @@
 Как мы уже поняли, это стены, ящики, кладовщик и цели, куда нужно перетащить ящики. Теперь нужно описать каждый из классов.
-=== Класс ящика ===
+=== Структура позиция ===
-Начнем с класса ящика. Главные свойства ящика, это его координаты на карте и его состояние — находится он на цели или нет.
+В связи с тем, что в некоторых методах следующих классов нам нужно будет возвращать положение объектов состоящее из двух переменных (координаты х и y), а методы могут возвращать только одну переменную, создадим структуру ''Pos''. Структуру можно описать как упрощенную версию класса. Обычно структуры не имеют методов, хотя могут.
-<code python>
+<code arduino>
-class Box:
+struct Pos {
-    def __init__(self, tft, x, y):
+  int x = 0;
-        self.tft = tft
+  int y = 0;
-        self.x = x
-        self.y = y
-        self.picture = 'box.bmp'
-        self.picture_onGate = 'boxngate.bmp'
-        self.onGate = False
-        self.draw()
-    def draw(self):
+  bool operator == (const Pos &pos) const {
-        if (self.onGate):
+    return x == pos.x && y == pos.y;
-            self.tft.draw_bmp(self.x * 16,self.y * 16,  self.picture_onGate)
+  }
-        else:
+};
-            self.tft.draw_bmp(self.x * 16,self.y * 16, self.picture)
+</code>
-    def setOnGate(self, state):
+Определенная нами структура содержит две переменные координат и определение оператора равенства. Две переменные типа ''Pos'' равны только тогда, когда попарно равны их координаты.
-        self.onGate = state
-    def getOnGate(self):
+=== Класс ящика ===
-        return self.onGate
+Начнем с класса ящика. Главные свойства ящика, это его координаты на карте и его состояние — находится он на цели или нет.
-    def getPos(self):
+<code arduino>
-        return (self.x, self.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;
-    def setPos(self, x, y):
+  public:
-        self.x = x
+    Box(Adafruit_ST7735 *_tft_ptr, LittleFS_ImageReader *_reader_ptr, int x, int y) {
-        self.y = y
+      tft_ptr = _tft_ptr;
-        self.draw()
+      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();
+    }
+};
 </code>
-В конструктор мы передаем такие параметры как объект дисплея, координата x, координата y. Координата ящика указывается не в пикселях, а в клетках игрового поля. В самом конструкторе мы задаем имя спрайта для ящика на цели ''self.picture_onGate = 'boxngate.bmp''' и вне цели ''self.picture = 'box.bmp'''. Свойство ''onGate'' как раз описывает состояние ящика. В конце конструктор вызывает метод отрисовки ''draw''.
+В при создании экземпляра класса следующим свойствам будут присвоены значения по умолчанию:  имя спрайта для ящика вне цели ''String picture = "/box.bmp";'' и  на цели ''String picture_onGate = "/boxngate.bmp"''; состояние ящика на цели или нет ''bool on_gate = false;''.
-Метод ''draw()'' предназначена для отрисовки ящика. Если ящик находится на цели, то функция отображает спрайт ''self.picture_onGate'', иначе ''self.picture''. Координата ящика указывается не в пикселях, а в клетках игрового поля, поэтому для отображения картинки ее необходимо пересчитать в пиксели. Для этого координата умножается на размер ящика в пикселях.
+В конструктор мы передаем такие параметры как указатели на объект дисплея и считывателя изображений, координата x, координата y. Координата ящика указывается не в пикселях, а в клетках игрового поля.
+Метод ''draw()'' предназначена для отрисовки ящика. Если ящик находится на цели, то функция отображает спрайт ''picture_on_gate'', иначе ''picture''. Координата ящика указывается не в пикселях, а в клетках игрового поля, поэтому для отображения картинки ее необходимо пересчитать в пиксели. Для этого координата умножается на размер ящика в пикселях.
 Метод ''setOnGate()'' служит для установки свойства нахождения на цели. А метод ''getOnGate()'' для чтения этого свойства.
-Метод ''getPos'' возвращает текущие координаты ящика. А метод ''setPos'' устанавливает новые координаты ящика, после чего перерисовывает его на новом месте.
+Метод ''getPos'' возвращает текущую позицию ящика. А метод ''setPos'' устанавливает новые координаты ящика, после чего перерисовывает его на новом месте.
 === Класс цели ===
 Класс цели намного проще. Цель никуда не перемещается и свойств не имеет. Цель имеет только координаты и должна отображаться на экране с помощью своего спрайта.
-<code python>
+<code arduino>
-class Gate:
+class Gate {
-    def __init__(self, tft, x, y):
+  private:
-        self.tft = tft
+    Adafruit_ST7735 *tft_ptr;
-        self.x = x
+    LittleFS_ImageReader *reader_ptr;
-        self.y = y
+    Pos pos;
-        self.picture = 'gate.bmp'
+    String picture  = "/gate.bmp";
-        self.draw()
-    def draw(self):
+  public:
-        self.tft.draw_bmp(self.x * 16,self.y * 16, self.picture)
+    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;
+    }
-    def getPos(self):
+    void draw() const {
-        return (self.x, self.y)
+      reader_ptr->drawBMP(picture, *tft_ptr, pos.x * 16, pos.y * 16);
+    }
+    Pos getPos() const {
+      return pos;
+    }
+};
 </code>
-Метод ''daraw'' служит для отрисовки спрайта цели в заданных координатах. Так как координаты цели задаются не в пикселях, а в клетках поля, необходимо пересчитать их в пиксели для отображения. Поэтому координаты в клетках умножаются на размер клетки — 16.
+Метод ''draw()'' служит для отрисовки спрайта цели в заданных координатах. Так как координаты цели задаются не в пикселях, а в клетках поля, необходимо пересчитать их в пиксели для отображения. Поэтому координаты в клетках умножаются на размер клетки — 16.
 === Класс кладовщика ===
 Кладовщик также имеет координаты своего нахождения на поле и имеет свой спрайт.
-<code python>
+<code arduino>
-class Man:
+class Man {
-    def __init__(self, tft, x, y):
+  private:
-        self.tft = tft
+    Adafruit_ST7735 *tft_ptr;
-        self.x = x
+    LittleFS_ImageReader *reader_ptr;
-        self.y = y
+    Pos pos;
-        self.picture = 'man.bmp'
+    String picture  = "/man.bmp";
-        self.draw()
-    def draw(self):
+  public:
-        self.tft.draw_bmp(self.x * 16,self.y * 16, self.picture)
+    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;
+    }
-    def getPos(self):
+    void draw() const {
-        return (self.x, self.y)
+      reader_ptr->drawBMP(picture, *tft_ptr, pos.x * 16, pos.y * 16);
+    }
-    def setPos(self, x, y):
+    Pos getPos() const {
-        self.tft.rect(self.x * 16, self.y * 16, 16, 16, tft.COLOR_BLACK)
+      return pos;
-        self.x = x
+    }
-        self.y = y
-        self.draw()
+    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();
+    }
+};
 </code>
@@ Строка 110: / Строка 160: @@
 ==== Программный код эксперимента ====
-<file python Exp53.py[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="1"]>
+<file arduino Exp53.ino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="1"]>
-from machine import Pin, SPI
+#include <SPI.h>
-from tft import TFT_GREEN
+#include <Adafruit_ST7735.h>
-_init()
+#include "LittleFS_ImageReader.h"
-machine.freq(160000000)
+#define PIN_CS  2
+#define PIN_DC  4
+#define PIN_RST 5
-dc  = Pin(4, Pin.OUT) #a0
+Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(PIN_CS,  PIN_DC, PIN_RST);
-cs  = Pin(2, Pin.OUT)
+LittleFS_ImageReader reader;
-rst = Pin(5, Pin.OUT)
-spi = SPI(1, baudrate=40000000, polarity=0, phase=0)
-# TFT object, this is ST7735R green tab version
+bool Map[10][8] = {
-tft = TFT_GREEN(128, 160, spi, dc, cs, rst, rotate=0)
+  {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}
+};
-Map = [
+struct Pos {
-    [1,1,0,1,1,1,0,1],
+  int x = 0;
-    [0,1,1,1,1,1,1,0],
+  int y = 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]
-]
-Gates = []
+  bool operator == (const Pos &pos) const {
-Boxes = []
+    return x == pos.x && y == pos.y;
+  }
+};
-class Box:
+class Box {
-    def __init__(self, tft, x, y):
+  private:
-        self.tft = tft
+    Adafruit_ST7735 *tft_ptr;
-        self.x = x
+    LittleFS_ImageReader *reader_ptr;
-        self.y = y
+    Pos pos;
-        self.picture = 'box.bmp'
+    String picture = "/box.bmp";
-        self.picture_onGate = 'boxngate.bmp'
+    String picture_on_gate = "/boxngate.bmp";
-        self.onGate = False
+    bool on_gate = false;
-        self.draw()
-    def draw(self):
+  public:
-        if (self.onGate):
+    Box(Adafruit_ST7735 *_tft_ptr, LittleFS_ImageReader *_reader_ptr, int x, int y) {
-            self.tft.draw_bmp(self.x * 16,self.y * 16,  self.picture_onGate)
+      tft_ptr = _tft_ptr;
-        else:
+      reader_ptr = _reader_ptr;
-            self.tft.draw_bmp(self.x * 16,self.y * 16, self.picture)
+      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();
+    }
+};
-    def setOnGate(self, state):
+class Gate {
-        self.onGate = state
+  private:
+    Adafruit_ST7735 *tft_ptr;
+    LittleFS_ImageReader *reader_ptr;
+    Pos pos;
+    String picture  = "/gate.bmp";
-    def getOnGate(self):
+  public:
-        return self.onGate
+    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;
+    }
-    def getPos(self):
+    void draw() const {
-        return (self.x, self.y)
+      reader_ptr->drawBMP(picture, *tft_ptr, pos.x * 16, pos.y * 16);
+    }
-    def setPos(self, x, y):
+    Pos getPos() const {
-        self.x = x
+      return pos;
-        self.y = y
+    }
-        self.draw()
+};
-class Gate:
+class Man {
-    def __init__(self, tft, x, y):
+  private:
-        self.tft = tft
+    Adafruit_ST7735 *tft_ptr;
-        self.x = x
+    LittleFS_ImageReader *reader_ptr;
-        self.y = y
+    Pos pos;
-        self.picture = 'gate.bmp'
+    String picture  = "/man.bmp";
-        self.draw()
-    def draw(self):
+  public:
-        self.tft.draw_bmp(self.x * 16,self.y * 16, self.picture)
+    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;
+    }
-    def getPos(self):
+    void draw() const {
-        return (self.x, self.y)
+      reader_ptr->drawBMP(picture, *tft_ptr, pos.x * 16, pos.y * 16);
+    }
-class Man:
+    Pos getPos() const {
-    def __init__(self, tft, x, y):
+      return pos;
-        self.tft = tft
+    }
-        self.x = x
-        self.y = y
-        self.picture = 'man.bmp'
-        self.draw()
-    def draw(self):
+    void setPos(Pos _pos) {
-        self.tft.draw_bmp(self.x * 16,self.y * 16, self.picture)
+      tft_ptr->fillRect(pos.x * 16, pos.y * 16, 16, 16, ST77XX_BLACK);
+      pos.x = _pos.x;
+      pos.y = _pos.y;
+      draw();
+    }
+};
-    def getPos(self):
+const int boxes_number = 3;
-        return (self.x, self.y)
+Box boxes[boxes_number] = {
+  {&tft, &reader, 3, 4},
+  {&tft, &reader, 4, 6},
+  {&tft, &reader, 2, 7},
+};
-    def setPos(self, x, y):
+const int gates_number = 3;
-        self.tft.rect(self.x * 16, self.y * 16, 16, 16, tft.COLOR_BLACK)
+Gate gates[gates_number] = {
-        self.x = x
+  {&tft, &reader, 6, 3},
-        self.y = y
+  {&tft, &reader, 6, 4},
-        self.draw()
+  {&tft, &reader, 6, 5},
+};
-# init TFT
+Man man(&tft, &reader, 5, 6);
-tft.initr(tft.BGR) # tft.initr(tft.RGB) #Если вместо синего цвета отображается красный, а вместо красного синий
-tft.clear(tft.COLOR_BLACK) #b, g, r
-x = 0
+void setup() {
-y = 0
+  Serial.begin(9600);
+  Serial.println();
+  Serial.println("Setup");
+  LittleFS.begin();
+  tft.initR(INITR_BLACKTAB);
+  tft.setRotation(2);
+  tft.fillScreen(ST77XX_BLACK);
-for row in Map:
+  for (int y = 0; y < 10; y++) {
-    for col in row:
+    for (int x = 0; x < 10; x++) {
-        if col:
+      if (Map[y][x]) reader.drawBMP("/brick.bmp", tft, x * 16, y * 16);
-            tft.draw_bmp(x * 16, y * 16,'brick.bmp')
+    }
-        x+=1
+  }
-    x=0
-    y+=1
+  for (int i = 0; i < boxes_number; i++) {
+    boxes[i].draw();
+  }
-Boxes.append(Box(tft, 3,4))
+  for (int i = 0; i < gates_number; i++) {
-Boxes.append(Box(tft, 4,6))
+    gates[i].draw();
-Boxes.append(Box(tft, 2,7))
+  }
+  man.draw();
+}
-Gates.append(Gate(tft, 6,3))
+void loop() {
-Gates.append(Gate(tft, 6,4))
+}
-Gates.append(Gate(tft, 6,5))
-man = Man(tft, 5, 6)
 </file>
-Для хранения объектов целей и ящиков создаем массивы:
+Создаем массив объектов — ящиков c координатами: 3, 4; 4, 6; 2, 7.
-<code python[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="28"]>
+<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="131"]>
-Gates = []
+const int boxes_number = 3;
-Boxes = []
+Box boxes[boxes_number] = {
+  {&tft, &reader, 3, 4},
+  {&tft, &reader, 4, 6},
+  {&tft, &reader, 2, 7},
+};
 </code>
-Создаем три объекта ящиков с координатами 3,4; 4,6 и 2,7:
+Создаем массив объектов — целей c координатами: 6, 3; 6, 4; 6, 5.
-<code python[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="110"]>
+<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="138"]>
-Boxes.append(Box(tft, 3,4))
+const int gates_number = 3;
-Boxes.append(Box(tft, 4,6))
+Gate gates[gates_number] = {
-Boxes.append(Box(tft, 2,7))
+  {&tft, &reader, 6, 3},
+  {&tft, &reader, 6, 4},
+  {&tft, &reader, 6, 5},
+};
 </code>
-Оператор ''append'' добавляет элементы в конец массива.
+Создаем кладовщика:
+<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="145"]>
-Создаем объекты целей:
+Man man(&tft, &reader, 5, 6);
-<code python[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="114"]>
-Gates.append(Gate(tft, 6,3))
-Gates.append(Gate(tft, 6,4))
-Gates.append(Gate(tft, 6,5))
 </code>
-Создаем кладовщика:
+Вызываем метод ''draw()'' для элементов массивов ящиков и целей, и для кладовщика.
-<code python[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="118"]>
+<code arduino[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="162"]>
-man = Man(tft, 5, 6)
+  for (int i = 0; i < boxes_number; i++) {
+    boxes[i].draw();
+  }
+  for (int i = 0; i < gates_number; i++) {
+    gates[i].draw();
+  }
+  man.draw();
 </code>
 Теперь мы имеем игровое поле с лабиринтом, кладовщика, ящики и цели. В следующем эксперименте мы научим кладовщика двигаться при нажатиях на кнопки.