从面包板到 PCB：Simon Says 记忆游戏制作 – 第一部分
项目简介
经典 Simon Says 记忆游戏复刻：四色 LED 依次闪烁，玩家按对应按键复现序列，每轮序列长度 +1，直到失败或达到设定轮数获胜。本系列共三部分：① 面包板搭建与代码（本文）；② Upverter 设计 PCB；③ CNC 铣削自制 PCB。
硬件清单
- Arduino UNO ×1
- 全尺寸面包板 ×1
- LED ×4（红、绿、黄、蓝各 1）
- 12mm 轻触开关 ×4 – 对应四色按键
- 无源蜂鸣器 ×1
- 10kΩ 电阻 ×4 – 按键下拉（代码启用内部上拉，外接电阻可选）
- 330Ω 电阻 ×4 – LED 限流
- USB 数据线 ×1
- 跳线若干
接线参考 (Fritzing 图见原文)
| 功能 | Arduino 引脚 | 备注 |
|---|---|---|
| 绿 LED | D12 | 通过 330Ω 接地 |
| 红 LED | D9 | 通过 330Ω 接地 |
| 黄 LED | D5 | 通过 330Ω 接地 |
| 蓝 LED | D2 | 通过 330Ω 接地 |
| 绿按键 | D13 | 内部上拉，按下接地 |
| 红按键 | D10 | 内部上拉 |
| 黄按键 | D6 | 内部上拉 |
| 蓝按键 | D3 | 内部上拉 |
| 蜂鸣器 | D8 | 另一脚接地 |
核心代码逻辑
状态机设计
gameState = 0：待机演示模式，四色 LED 轮流流水，任意键开始gameState = 1：游戏进行中 – 生成随机序列 → 显示提示 → 等待玩家输入 → 判定gameState = 2：胜利 – 播放胜利音效 + LED 跑马灯gameState = 3：失败 – 播放失败音效 + 全闪烁
关键函数
setLed(int)：单点亮/全灭控制displayClue(round)：按顺序闪烁当前轮次所有颜色waitForInput(expected)：阻塞等待按键，亮对应 LED 反馈，超时/错键返回 falsewinDisplay() / loseDisplay()：胜负动画winning_sound() / losing_sound()：蜂鸣器播放简易乐谱
难度调节
修改宏 #define NUMBERTOWIN 5 即可改变胜利所需轮数（默认 5 轮，约 15 步序列）。
调试技巧
- 开启串口监视器（9600 波特），观察
gameValues[]生成的随机序列与玩家输入对比 - 按键消抖：代码中
delay(250)简单去抖，正式 PCB 可改用硬件 RC 或库函数 - 随机种子：
randomSeed(analogRead(0))利用悬空模拟口噪声产生种子
下一步计划
- 在 Upverter 中绘制原理图、布局 PCB（双层板，SMD 封装缩小体积）
- 增加电池供电、电源开关、扩展接口（如 I2C OLED 显示分数）
- CNC 铣削或订制打样，完成从面包板到成品的完整流程
制造工艺
- Arduino Nano 与 MPU-6050 构建实时陀螺仪游戏
- Arduino 数字骰子：LCD 显示随机点数的电子骰子
- 用 Arduino Nano 自制 37 灯珠轮盘赌游戏机
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