Arduino 记忆力挑战游戏 (Simon 复刻版) 制作教程

辅助函数

• setPinDirection(dir)：批量设置 4 通道 INPUT/OUTPUT
• writeAllPins(val)：全灯同步亮/灭
• flash(freq)：全灯闪烁 (系统回合慢闪/判负快闪)
• playSequence()：遍历 sequence[0..curLen-1] 依次点亮对应 LED 500ms/间隔 250ms
• beep(freq)：蜂鸣器短鸣
• Reset()：重置所有变量 + 慢闪 5 次
• DoLoseProcess()：快闪 → 延时 → 回放序列 → 延时 → Reset()

扩展玩法

1. 调整难度

修改 #define PLAYER_WAIT_TIME 2000 为 1000 (更难) 或 3000 (更易)。

2. 增加第 5/6 个通道

1. 硬件：复制一套「按键+LED+330Ω+10kΩ」接到空闲引脚 (避开 D0/D1 串口)
2. 代码修改：

   byte noPins = 5;
   byte pins[] = {2, 13, 10, 8, 6};  // 新增 D6
   

3. 添加 LCD 显示分数/关卡

接 I2C LCD1602，在 DoLoseProcess() 显示 curLen - 1 作为最终分数。

4. 便携化制作

• PCB 设计：将面包板电路做成定制板，集成电池座、电源开关
• 外壳：3D 打印手持盒，预留按键帽、LED 透光柱
• 电源：1 节 18650 + TP4056 充电 + 5V 升压

常见问题

完整代码 (可直接复制上传)

#define PLAYER_WAIT_TIME 2000
byte sequence[100];
byte curLen = 0;
byte inputCount = 0;
byte lastInput = 0;
byte expRd = 0;
bool btnDwn = false;
bool wait = false;
bool resetFlag = false;
byte soundPin = 5;
byte noPins = 4;
byte pins[] = {2, 13, 10, 8};
long inputTime = 0;

void setup() {
  delay(3000);
  Serial.begin(9600);
  Reset();
}

void setPinDirection(byte dir) {
  for (byte i = 0; i < noPins; i++) pinMode(pins[i], dir);
}

void writeAllPins(byte val) {
  for (byte i = 0; i < noPins; i++) digitalWrite(pins[i], val);
}

void beep(byte freq) {
  analogWrite(soundPin, 2); delay(freq);
  analogWrite(soundPin, 0); delay(freq);
}

void flash(short freq) {
  setPinDirection(OUTPUT);
  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    writeAllPins(HIGH); beep(50); delay(freq);
    writeAllPins(LOW); delay(freq);
  }
}

void Reset() {
  flash(500);
  curLen = 0; inputCount = 0; lastInput = 0; expRd = 0;
  btnDwn = false; wait = false; resetFlag = false;
}

void Lose() { flash(50); }

void playSequence() {
  for (int i = 0; i < curLen; i++) {
    digitalWrite(sequence[i], HIGH); delay(500);
    digitalWrite(sequence[i], LOW); delay(250);
  }
}

void DoLoseProcess() {
  Lose(); delay(1000);
  playSequence(); delay(1000);
  Reset();
}

void loop() {
  if (!wait) {
    setPinDirection(OUTPUT);
    randomSeed(analogRead(A0));
    sequence[curLen] = pins[random(0, noPins)];
    curLen++;
    playSequence();
    beep(50);
    wait = true;
    inputTime = millis();
  } else {
    setPinDirection(INPUT);
    if (millis() - inputTime > PLAYER_WAIT_TIME) { DoLoseProcess(); return; }

    if (!btnDwn) {
      expRd = sequence[inputCount];
      for (int i = 0; i < noPins; i++) {
        if (pins[i] == expRd) continue;
        if (digitalRead(pins[i]) == HIGH) {
          lastInput = pins[i];
          resetFlag = true; btnDwn = true;
        }
      }
    }

    if (digitalRead(expRd) == HIGH && !btnDwn) {
      inputTime = millis();
      inputCount++;
      btnDwn = true;
    } else {
      if (btnDwn && digitalRead(lastInput) == LOW) {
        btnDwn = false;
        delay(20);
        if (resetFlag) DoLoseProcess();
        else if (inputCount == curLen) {
          wait = false; inputCount = 0; delay(1500);
        }
      }
    }
  }
}

原理图下载

simonsays.fzz (Fritzing 格式，可导出 PCB/面包板视图)

这是一个经典的 Arduino 入门进阶项目，涵盖了状态机、随机数、非阻塞定时、引脚复用、去抖动等核心编程技巧。做成便携版送给孩子或朋友，是极佳的电子 DIY 礼物。更高级的乐高迷你版可参考文末 Instructables 链接。