使用Wio終端擴展Arduboy

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資料介紹

描述

概述

Arduboy 是一個微型信用卡大小的游戲系統，帶有開源軟件，基于 Arduino 硬件平臺。我沒有 Arduboy，但我很懷念，喜歡復古的游戲文化，所以我決定做一個類似于 Arduboy 的掌上游戲機，屏幕尺寸更大。

硬件選擇

一開始我想我應該開始使用帶有 OLED 屏幕和按鈕的面包板，然后將設計轉移到原型板上，但由于時間有限，我決定使用 Seeedstudio Wio 終端，它具有 SAMD51 微控制器、ILI9341 彩色 TFT 顯示屏、5-方式開關和3個按鈕。它擁有我開始快速原型制作所需的一切。雖然，Wio Terminal 有彩色顯示屏，但我想保持復古的黑白外觀。

軟件庫開發

我已經分叉了Modma tic Github 存儲庫，它是眾所周知的MLXXXp/Arduboy2 Github 存儲庫的一個分支。此存儲庫具有 SAMD51 實現，但具有不同的顯示控制器。我使用Bodmer/TFT_eSPI庫（默認情況下與 Wio 終端板安裝一起安裝）實現了 ILI9341 顯示控制器。此外，我必須重新映射所有按鈕引腳和揚聲器。

修改

Wio 終端有一個板載蜂鳴器，但我使用的庫支持 SAMD51 DAC 引腳上的音調，使用具有更好響度的中斷。我已將帶放大器的外部揚聲器連接到 Wio 終端背面的接頭。這是可選的，沒有它也可以玩游戲。

Grove Speaker    Wio Terminal
VCC              3.3V
GND              GND
SIG              DAC1

圖形縮放

最初的 Arduboy 使用 128x64 像素的顯示分辨率，這對于 8 位圖形和 sprite 的清晰渲染來說非常好。由于 Wio 終端 (ILI9341) 具有 320x240 像素的顯示分辨率，因此盡可能多地使用它會很好。大多數游戲都是為 128x64 分辨率編寫的，因此通過按比例重新縮放，我們可以在 Wio 終端上達到 256x128 分辨率。圖形縮放是使用具有整數插值的最近鄰實現的。最近鄰算法是圖像縮放技術的最簡單和最快的實現。它以一組參考像素（圖像）為基礎來構建一個新的縮放圖像。根據縮放比例，構建的圖像可以更小、更大或大小相等。放大圖像時，我們實際上是在原始基礎圖片中引入空格。從下圖中，將尺寸為 (w1 = 4, h1 = 4) 的圖像放大為 (w2 = 8, h2 = 8)。黑色像素代表需要插值的空白空間，完整的圖像是最近鄰插值的結果。

圖片來源：tech-algorithm.com

實現是如此之小，以至于我已經包含了下面的代碼。

void Arduboy2Core::scale(const uint8_t *image, uint16_t w1, 
     uint16_t h1, uint8_t *scaledImage, uint16_t w2, uint16_t h2)
{
    uint16_t x_ratio = (uint16_t)((w1<<16)/w2) + 1;
    uint16_t y_ratio = (uint16_t)((h1<<16)/h2) + 1;
    uint16_t x2, y2;

    for (uint16_t i=0; i2; i++) {
        for (uint16_t j=0; j2; j++) {
            x2 = ((j * x_ratio) >> 16) ;
            y2 = ((i * y_ratio) >> 16) ;
            scaledImage[(i * w2) + j] = image[(y2 * w1) + x2] ;
        }
    }
}

我們可以比較下圖中的分辨率。

安裝

請下載最新的 Arduino IDE 要安裝 Wio 終端板庫，請打開 Arduino IDE，單擊File > Preferences ，然后將以下 URL 復制到 Additional Boards Manager?

單擊工具 > 板 > 板管理器并搜索Wio 終端并單擊安裝。

您需要使用Tools > Board菜單選擇板和端口。

Wio 終端沒有 EEPROM，因此我們需要安裝 FlashStorage 庫，該庫具有使用閃存模擬 EEPROM 的 API。點擊Tools > Manage Libraries...打開 Library Manager 并搜索FlashStorage (by Arduino) 并點擊 install。