DIY Arduino LCD 游戏机：16x2 字符屏打造“躲避防守队员”足球小游戏

组件与物料清单

项目背景

因主项目延期，决定利用闲置 Arduino 套件练手。首次使用 LCD1602，顺便自学了焊接排针。最初跑官方例程只能跑马灯显示文本，随后学习 LiquidCrystal 库，写了个数字“0”在屏上弹跳的小程序，萌生了做游戏的念头。网上找到的 LCD 游戏代码过于复杂，遂自行设计了这款简单的“躲避防守队员”游戏。

硬件连接

1. 按原理图连接 LCD 引脚（RS、EN、D4~D7 分别接 Arduino 4、6、10、11、12、13）。
2. 对比度调节：原用 10k 电位器，实测阻值后改用 1k + 10k 串联固定电阻分压，接 VO 引脚。
3. 按键接在面包板上，信号线接 Arduino D8，采用 10kΩ 下拉电阻（按下为高电平）。
4. 上传代码即可运行。

游戏玩法

• 你控制底部的足球运动员（自定义字符），防守队员从右侧向左移动逼近。
• 开机显示开场动画，提示“Hit the button...”时按下按键开始。
• 防守队员靠近时按键使球员跳起（显示跳跃动作），落地后继续奔跑。
• 每过一关防守队员速度加快（延迟减少 20ms），共 10 关。
• 若未及时跳跃被碰到，游戏结束，根据得分显示评价：<10 满分“Congratulations!”，<3 “You suck”，3~5 “Not bad!”，6~9 “Great!”。

角色与障碍物字符由在线生成工具 LCD Character Generator 制作，包含跑步两帧、跳跃、防守跑动两帧、滑铲共 6 个自定义字符。

完整代码

/* Dodge the defs!! - 躲避防守队员
 * Created by Shreyas R P, 2018-06-21
 * GPL v3 License
 */
#include <LiquidCrystal.h>
const int btn = 8; // 按键引脚

// 开场文本
char* introText[] = {"Dodge the defs!!", "Created on:", "Hit the button..."};

// 状态变量
int game = 0;
int buttonPress = 0, buttonState = 0;
int obstaclePos, obsDelay, score = 0;
unsigned long lastDebounceTime = 0;
const unsigned long debounceDelay = 50;
int lastButtonState = LOW;

// 自定义字符 (8x5 点阵)
byte runnin1[8] = {0b01100,0b01100,0b00000,0b11100,0b01110,0b01100,0b11110,0b00011};
byte runnin2[8] = {0b00110,0b00110,0b00000,0b00111,0b01110,0b00110,0b01110,0b00101};
byte jump[8]    = {0b00100,0b01100,0b11100,0b01110,0b01100,0b11111,0b00000,0b00001};
byte def1[8]    = {0b00100,0b00110,0b00111,0b01110,0b00110,0b01111,0b01000,0b00000};
byte def2[8]    = {0b00100,0b00110,0b00111,0b01110,0b00110,0b00110,0b00110,0b00010};
byte slide[8]   = {0b00000,0b00000,0b00011,0b00011,0b00000,0b01111,0b11111,0b00000};

LiquidCrystal lcd(4,6,10,11,12,13);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(btn, INPUT);
  lcd.begin(16,2);
  lcd.createChar(0, runnin1);
  lcd.createChar(1, runnin2);
  lcd.createChar(2, jump);
  lcd.createChar(3, def1);
  lcd.createChar(4, def2);
  lcd.createChar(5, slide);
  buttonState = digitalRead(btn);
}

void loop() {
  intro();
  while (game == 1) ballActive();
  endGame();
}

void intro() {
  score = 0;
  lcd.clear(); lcd.print(introText[0]);
  lcd.setCursor(7,1); lcd.print("By SRP888"); delay(2000);
  lcd.clear(); lcd.print(introText[1]);
  lcd.setCursor(0,1); lcd.print("21-06-2018"); delay(2000);
  lcd.clear();
  while (button() != 1) { // 等待按键
    lcd.setCursor(0,0); lcd.print(introText[2]); delay(100);
  }
  game = 1;
}

void reset() {
  // 交替显示两帧跑步动画
  if (obstaclePos % 2 == 0) { lcd.clear(); lcd.setCursor(0,1); lcd.write(byte(0)); }
  else { lcd.clear(); lcd.setCursor(0,1); lcd.write(1); }
}

void ballActive() {
  obsDelay = 200; // 初始延迟
  obstaclePos = 15; // 从最右列开始
  while (game == 1) {
    reset();
    if (button() == 1) { // 按键跳跃
      lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.write(2); // 显示跳跃
      obstacle(obstaclePos);
      delay(400); // 保持显示
      lcd.clear(); lcd.setCursor(0,1); lcd.write(1); // 落地
      obstacle(obstaclePos);
    } else {
      if (obstaclePos != 0) { reset(); obstacle(obstaclePos); }
      else { game = 0; break; } // 被撞到
    }
    obstaclePos--;
    if (obstaclePos < 0) { // 成功躲过
      obsDelay -= 20; // 加速
      obstaclePos = 15;
      score++;
    }
    if (obsDelay == 0) game = 0; // 10 关通过
    delay(obsDelay);
  }
}

// 按键消抖，返回 1 表示按下
int button() {
  int reading = digitalRead(btn);
  if (reading != lastButtonState) lastDebounceTime = millis();
  if ((millis() - lastDebounceTime) > debounceDelay) {
    buttonState = reading;
    if (buttonState == HIGH) { lastButtonState = reading; return 1; }
  }
  lastButtonState = reading;
  return 0;
}

void obstacle(int i) {
  if (obstaclePos % 2 == 0 && obstaclePos > 2) { lcd.setCursor(i,1); lcd.write(3); }
  else if (obstaclePos % 2 != 0 && obstaclePos > 2) { lcd.setCursor(i,1); lcd.write(4); }
  else { lcd.setCursor(i,1); lcd.write(5); } // 近距离滑铲
}

void endGame() {
  lcd.clear();
  if (score == 10) { lcd.print("Congratulations!"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("You beat 'em all"); }
  else if (score < 3) { lcd.print("You suck"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Score: "); lcd.print(score); }
  else if (score < 6) { lcd.print("Not bad!"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Score: "); lcd.print(score); }
  else { lcd.print("Great!"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Score: "); lcd.print(score); }
  delay(3000);
}

原理图