Игра «UFO Attack» на Arduino UNO и матрице MAX7219 — Собираем аркаду с джойстиком Atari

Компоненты и материалы

О проекте

Классическая аркада «UFO Attack» на Arduino UNO с дисплеем из четырех матриц 8×8 на драйвере MAX7219. Управление — старым джойстиком Atari (9-pin). Код написан с использованием библиотек Max72xxPanel, Adafruit GFX и SPI.

Геймплей: на каждом уровне нужно сбить заданное количество НЛО, после чего появляется босс. 10 уровней с нарастающей сложностью. В будущем планируется портативная версия.

Схема подключения

Схема в разделе Schematics. Основные соединения:

• MAX7219: DIN → MOSI (D11), CLK → SCK (D13), CS → D10
• Джойстик: Up→D2, Down→D3, Left→D4, Right→D5, Fire→D6 (все с INPUT_PULLUP)
• Зуммер: D9 через резистор 1кОм и транзистор
• Питание: 5V и GND от Arduino

Код (основные моменты)

Полный скетч (~1300 строк) доступен в разделе Code. Здесь ключевые фрагменты:

Инициализация дисплея и спрайтов:

#include <SPI.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Max72xxPanel.h>

const int pinCS = 10;
const int numberOfHorizontalDisplays = 4;
const int numberOfVerticalDisplays = 1;
Max72xxPanel matrix = Max72xxPanel(pinCS, numberOfHorizontalDisplays, numberOfVerticalDisplays);

// Спрайты 8x8 в PROGMEM
const unsigned char ship[] PROGMEM = { 0x80, 0xe0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 };
const unsigned char ufo[] PROGMEM = { 0x40, 0xe0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 };
const unsigned char boss[] PROGMEM = { 0x18, 0x24, 0x42, 0xff, 0x24, 0xff, 0x7e, 0x3c };
// ... explosion, bouncer, faller, riser, LT, ufoLaser, bossBoom1/2

Настройка матрицы (setup):

void setup() {
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
  // Джойстик
  pinMode(up, INPUT_PULLUP); pinMode(down, INPUT_PULLUP);
  pinMode(left, INPUT_PULLUP); pinMode(right, INPUT_PULLUP);
  pinMode(trigger, INPUT_PULLUP);
  // Матрица: интенсивность, позиция, поворот
  matrix.setIntensity(0);
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    matrix.setPosition(i, 3-i, 0);
    matrix.setRotation(i, 3);
  }
  matrix.fillScreen(LOW);
}

Игровой цикл (loop):

void loop() {
  if (!gameStart) Ticker(true); // Бегущая строка «UFO ATTACK! - Press fire to start»
  SpawnTimer();       // Таймеры спавна врагов
  JoystickControl();  // Движение корабля и стрельба
  UfoControl();       // Движение НЛО
  BouncerControl();   // Движение баунсеров
  LaserControl();     // Лазер игрока + коллизии
  ScreenLimit();      // Границы экрана
  BossBattle();       // Сирена + спавн босса
  BossControl();      // Движение босса, стрельба, миньоны
  UFOLaserControl();  // Лазеры босса
  LTControl();        // Мини-босс LT
  FallerControl();    // Падающие враги (от лвл 4)
  RiserControl();     // Поднимающиеся враги (от лвл 5)
  ShipCollision();    // Проверка попаданий в корабль
  matrix.write();
  delay(50);
  matrix.fillScreen(LOW);
}

Уровни сложности (функция Level):

void Level(int level) {
  if (level == 1) { spawnTime=3000; spawnTime2=10000000; killsTarget=10; bossHealth=10; bossLaserTimer=1000; }
  if (level == 2) { spawnTime=3000; spawnTime2=8000; killsTarget=20; bossHealth=15; bossLaserTimer=900; }
  // ... до уровня 10: spawnTime=2000; spawnTime2=5000; killsTarget=100; bossHealth=55; bossLaserTimer=100;
}

Особенности реализации

• Таймеры на millis() — без блокирующих delay для плавной анимации.
• Коллизии по пикселям — проверка координат каждого спрайта.
• Звук — простые tone() для выстрелов, взрывов, сирены босса (синусоидальная частота).
• Бегущая строка — для титулов, счета и Game Over.

Перспективы

Автор планирует сделать портативную версию (handheld) с встроенным джойстиком и батареей. Код открыт — можете форкать и добавлять новые типы врагов, бонусы, хайскоры в EEPROM и т.д.