Arduino UNO + MAX7219 自制《UFO攻击》复古射击游戏机

硬件清单

• Arduino UNO ×1
• MAX7219 四合一点阵模块（32×8像素） ×1
• DB9 9针公头接线端子（接Atari标准摇杆） ×1
• NPN三极管（驱动蜂鸣器） ×1
• 无源压电蜂鸣器 ×1
• 1kΩ电阻 ×1、面包板/跳线若干
• Atari兼容9针摇杆 ×1（可自制）

游戏特性

• 显示：32×8 LED矩阵，双缓冲无闪烁渲染
• 操控：经典9针摇杆（上下左右+发射）
• 关卡制：10个难度递增关卡，每关击杀目标数不同
• 敌人类型：直线UFO、弹跳器、俯冲机、上升机、中型BOSS（LT）、终极BOSS
• 音效：蜂鸣器合成激光、爆炸、警报音
• 扩展性：代码模块化，易移植手持设备

核心代码架构

图形定义（PROGMEM存储8×8精灵）

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};
// ... 其它精灵略

主循环状态机

void loop() {
  if (!gameStart) Ticker(true);   // 跑马灯标题/分数/游戏结束
  SpawnTimer();                   // 定时生成敌人
  JoystickControl();              // 读取摇杆+开火
  UfoControl(); BouncerControl(); // 敌人移动绘制
  FallerControl(); RiserControl(); // BOSS召唤的小兵
  LTControl(); BossControl();     // 中/终极BOSS
  UFOLaserControl();              // 敌方激光
  LaserControl();                 // 玩家激光+碰撞检测
  ScreenLimit();                  // 边界/消亡处理
  ShipCollision();                // 玩家被击判定
  matrix.write(); delay(50); matrix.fillScreen(LOW);
}

关卡参数表（Level函数）

碰撞检测策略

采用像素级坐标比对：激光/飞船与每类敌人的占用像素逐一判断，命中则触发Boom()播放爆炸动画+加分+击杀计数。BOSS因体积大（8×8），按行扫描碰撞箱。

接线原理图

核心连接：

• MAX7219：DIN→MOSI(11)，CLK→SCK(13)，CS→D10
• 摇杆：上/下/左/右/火 → D2-D6（内部上拉）
• 蜂鸣器：D9经三极管驱动
• 电源：USB供电或外接5V

进阶构想

1. 制作手持机壳（3D打印+锂电池）
2. 增加OLED显示分数/血条
3. 移植至ESP32联网对战
4. 设计关卡编辑器