BAR-LEDマイコンゲーム

・LEDが光ったところにあるスイッチを素早く押すという、モグラたたきゲームのような、とても簡素なゲームを作ってみた。

・ゲームは簡素だが、回路とソフトは結構複雑になってしまった。

BAR-LED GAME with ATMega 168 (CPU board)

・CPUボードと電池ボックスは下層に収納して、コンパクト感を演出？

・もっと大きなLEDやスイッチにすれば、文化祭のゲームコーナーに出品して人気になるかもしれない。

使用部品

マイコン ATMEL ATmega168P-20PU

オプトサプライ１０バーＬＥＤアレイ３色（緑５黄３赤２）タイプ OSX10201-GYR1

φ5mmLED （色はお好みで）×４個

圧電サウンダ（他励振） Murata PKM13EPYH4000-A0

カーボン抵抗器 470Ω x 14個、10kΩ

積層セラミックコンデンサ 0.1uF x 5個

ピンヘッダ 2x3 ( ISP用 )

タクトスイッチ５個

スライドスイッチ

ピンヘッダ１x12（４、４、１、１、２に分割して使用）

ボックスコネクタ４本用×２、１本用×４

電池ボックス単三型３本用

電池スナップ

ユニバーサル基板 70mm x 45mm ×３枚

スペーサ類適宜

回路図

（CPUボード）

（LEDとスイッチ）

（バーLED）

※写真の回路では、バーLEDとCPUの接続を逆にしてしまったので、ファームウェアは修正してある。

ファームウェア ( led-game-mega168.c )

機能：

（１）スライドスイッチを入れると、バーLEDが順に点灯し、すべてのLEDが点灯する。

（２）バーLEDのすべてのLEDが点滅する。

（３）スタートスイッチを押すと、ゲーム開始。

（４）点灯しているLEDの下にあるスイッチを押すと、得点が１点加算され、バーLEDが得点の数だけ点灯する。

（５）間違ったボタンを押すと、得点は０になる。

（６）得点が10点になると、音とともにバーLEDが短い間隔で点灯する。

（７）スタートスイッチを押すと、バーLEDが点滅し、待機状態になる。（２）に戻る。

（４）〜（６）の間でスタートスイッチを押すと、（２）に戻る。

//

//  led-game-mega168.c

//

//

//  Created by kaimunantai on 2013/10/20.

//

// TARGET : ATmega168

//

// [ Output ]

// LED 1,2,3,4   : PB2, PB3, PB4, PB5

// Buzzer        : PB1

// 10-BAR LED 0-9 : PD0, PD1, PD3, PD4, PB6, PB7, PD5, PD6, PD7, PB0

// LED No.

// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

//

// [ Input ]

// Switch 1, 2, 3, 4 : PC0, PC1, PC2, PC3

// Start switch      : PD2(INT0)

//

#include <avr/io.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <stdlib.h>

void wait(volatile unsigned long i)

    while( i-- > 0 );

void InitPort(void)

// Initialize I/O Ports

    DDRB = 0xff; // PORTB Output : all

    PORTC = 0xff; // pull up reg enable

    DDRC = ~( (1<<PC0) | (1<<PC1) | (1<<PC2) | (1<<PC3) ); // PC0,1,2,3 : Input, Others: Output

    PORTD = 0xff; // pull up reg enable

    DDRD = ~(1<<PD2); // PD2 : Input, Others: Output

#define Led1On()   ( PORTB |= (1<<PB2) )

#define Led2On()   ( PORTB |= (1<<PB3) )

#define Led3On()   ( PORTB |= (1<<PB4) )

#define Led4On()   ( PORTB |= (1<<PB5) )

#define Led1Off()   ( PORTB &= ~(1<<PB2) )

#define Led2Off()   ( PORTB &= ~(1<<PB3) )

#define Led3Off()   ( PORTB &= ~(1<<PB4) )

#define Led4Off()   ( PORTB &= ~(1<<PB5) )

#define Buz()   ( PORTB ^= (1<<PB1) )

#define IsStartSwOn()   ( !(PIND & (1<<PD2)) )

#define IsSw1On()   ( (~PINC) & (1<<PC0) )

#define IsSw2On()   ( (~PINC) & (1<<PC1) )

#define IsSw3On()   ( (~PINC) & (1<<PC2) )

#define IsSw4On()   ( (~PINC) & (1<<PC3) )

#define IsSwOn()    ( (~PINC) & ( (1<<PC0) | (1<<PC1) | (1<<PC2) | (1<<PC3) ) )

#define BarLed0Off()  (PORTD &= ~(1<<PD0) )

#define BarLed0On()  (PORTD |= (1<<PD0) )

#define BarLed0()  (PORTD ^= (1<<PD0) )

#define BarLed1Off()  (PORTD &= ~(1<<PD1) )

#define BarLed1On()  (PORTD |= (1<<PD1) )

#define BarLed1()  (PORTD ^= (1<<PD1) )

#define BarLed2Off()  (PORTD &= ~(1<<PD3) )

#define BarLed2On() (PORTD |= (1<<PD3) )

#define BarLed2() (PORTD ^= (1<<PD3) )

#define BarLed3Off()  (PORTD &= ~(1<<PD4) )

#define BarLed3On() (PORTD |= (1<<PD4) )

#define BarLed3() (PORTD ^= (1<<PD4) )

#define BarLed4Off()  (PORTB &= ~(1<<PB6) )

#define BarLed4On() (PORTB |= (1<<PB6) )

#define BarLed4() (PORTB ^= (1<<PB6) )

#define BarLed5Off()  (PORTB &= ~(1<<PB7) )

#define BarLed5On() (PORTB |= (1<<PB7) )

#define BarLed5() (PORTB ^= (1<<PB7) )

#define BarLed6Off()  (PORTD &= ~(1<<PD5) )

#define BarLed6On() (PORTD |= (1<<PD5) )

#define BarLed6() (PORTD ^= (1<<PD5) )

#define BarLed7Off()  (PORTD &= ~(1<<PD6) )

#define BarLed7On() (PORTD |= (1<<PD6) )

#define BarLed7() (PORTD ^= (1<<PD6) )

#define BarLed8Off()  (PORTD &= ~(1<<PD7) )

#define BarLed8On() (PORTD |= (1<<PD7) )

#define BarLed8() (PORTD ^= (1<<PD7) )

#define BarLed9Off()  (PORTB &= ~(1<<PB0) )

#define BarLed9On() (PORTB |= (1<<PB0) )

#define BarLed9() (PORTB ^= (1<<PB0) )

void Led1234(unsigned char pattern)

    if (pattern & 0b00000001) {

        Led1On();

    } else {

        Led1Off();

    if (pattern & (0b00000010)) {

        Led2On();

    } else {

        Led2Off();

    if (pattern & (0b00000100)) {

        Led3On();

    } else {

        Led3Off();

    if (pattern & (0b00001000)) {

        Led4On();

    } else {

        Led4Off();

void BarLed(unsigned int number)

    switch (number) {

        case 0:

            BarLed0Off();

            BarLed1Off();

            BarLed2Off();

            BarLed3Off();

            BarLed4Off();

            BarLed5Off();

            BarLed6Off();

            BarLed7Off();

            BarLed8Off();

            BarLed9Off();

            break;

        case 1:

            BarLed0On();

            BarLed1Off();

            BarLed2Off();

            BarLed3Off();

            BarLed4Off();

            BarLed5Off();

            BarLed6Off();

            BarLed7Off();

            BarLed8Off();

            BarLed9Off();

            break;

        case 2:

            BarLed0On();

            BarLed1On();

            BarLed2Off();

            BarLed3Off();

            BarLed4Off();

            BarLed5Off();

            BarLed6Off();

            BarLed7Off();

            BarLed8Off();

            BarLed9Off();

            break;

        case 3:

            BarLed0On();

            BarLed1On();

            BarLed2On();

            BarLed3Off();

            BarLed4Off();

            BarLed5Off();

            BarLed6Off();

            BarLed7Off();

            BarLed8Off();

            BarLed9Off();

            break;

        case 4:

            BarLed0On();

            BarLed1On();

            BarLed2On();

            BarLed3On();

            BarLed4Off();

            BarLed5Off();

            BarLed6Off();

            BarLed7Off();

            BarLed8Off();

            BarLed9Off();

            break;

        case 5:

            BarLed0On();

            BarLed1On();

            BarLed2On();

            BarLed3On();

            BarLed4On();

            BarLed5Off();

            BarLed6Off();

            BarLed7Off();

            BarLed8Off();

            BarLed9Off();

            break;

        case 6:

            BarLed0On();

            BarLed1On();

            BarLed2On();

            BarLed3On();

            BarLed4On();

            BarLed5On();

            BarLed6Off();

            BarLed7Off();

            BarLed8Off();

            BarLed9Off();

            break;

        case 7:

            BarLed0On();

            BarLed1On();

            BarLed2On();

            BarLed3On();

            BarLed4On();

            BarLed5On();

            BarLed6On();

            BarLed7Off();

            BarLed8Off();

            BarLed9Off();

            break;

        case 8:

            BarLed0On();

            BarLed1On();

            BarLed2On();

            BarLed3On();

            BarLed4On();

            BarLed5On();

            BarLed6On();

            BarLed7On();

            BarLed8Off();

            BarLed9Off();

            break;

        case 9:

            BarLed0On();

            BarLed1On();

            BarLed2On();

            BarLed3On();

            BarLed4On();

            BarLed5On();

            BarLed6On();

            BarLed7On();

            BarLed8On();

            BarLed9Off();

            break;

        case 10:

            BarLed0On();

            BarLed1On();

            BarLed2On();

            BarLed3On();

            BarLed4On();

            BarLed5On();

            BarLed6On();

            BarLed7On();

            BarLed8On();

            BarLed9On();

            break;

       default:

            BarLed0();

            BarLed1();

            BarLed2();

            BarLed3();

            BarLed4();

            BarLed5();

            BarLed6();

            BarLed7();

            BarLed8();

            BarLed9();

void Beep(unsigned int period, volatile unsigned int length)

// Buzzer ON/OFF

    volatile unsigned int i;

    while (length-- > 0) {

        Buz();

        for ( i = 0; i < period; i++);

unsigned char GenerateNumber()

    static unsigned char number = 0;

    number += (unsigned char)(rand() % 3 + 1);

    if (number > 4) { number -= 4; }

    return number;

void GameOver(void)

    volatile unsigned int i;

    BarLed(10); Beep(2, 1000);

    BarLed(0); Beep(10, 200);

void OpeningDemo(void)

    volatile unsigned int i;

    Led1234(0b0000);

    for (i = 0; i <= 10; i++) {

        BarLed(i); wait(5000);

        Beep(11 - i ,100);

// Phase Identifier of Sequence

#define PHASE_READY 0

#define PHASE_GAME_START 1

#define PHASE_GAME_GENERATE_NUMBER 2

#define PHASE_GAME_HIT_OR_MISS 3

#define PHASE_GAME_OVER 4

volatile unsigned int Phase = PHASE_READY;

void InitInt0(void)

// Initialize Interrupt (INT0)

    EIMSK |= (1<<INT0); // INT0 interrupt enable

    EICRA |= (1<<ISC01) | (0<<ISC00); // The falling edge ofINT0 or INT1

    sei(); // Enabel Interrupt

ISR(INT0_vect)

    switch (Phase) {

        case PHASE_READY:

            Phase = PHASE_GAME_START;

            break;

        default:

            BarLed(0);

            Phase = PHASE_READY;

    while(IsStartSwOn());

#define FLAG_HIT 0x01

#define FLAG_MISS 0x00

int main(void)

    volatile unsigned int i; // Timing Counter

    volatile unsigned char answer; // LED Lighting Position number 1,2,3,4

    volatile unsigned int ishit; // Flag of HIT or MISS

    volatile unsigned int score = 0; // Score

    InitPort();

    InitInt0();

    OpeningDemo();

    while (IsStartSwOn()); // wait for StartSwitch off

    while (1) {

        switch (Phase) {

            case PHASE_READY :

                score = 0;

                Led1234(0b0000);

                BarLed(11); wait(10000);// Blink Bar LED

                break;

            case PHASE_GAME_START :

                score = 0;

                Beep(8,1024);

                Phase = PHASE_GAME_GENERATE_NUMBER;

                break;

            case PHASE_GAME_GENERATE_NUMBER :

                // Generate Lighting LED number

                answer = GenerateNumber();

                Led1234((1<<(answer - 1)));

                BarLed(score);

                Phase = PHASE_GAME_HIT_OR_MISS;

                break;

            case PHASE_GAME_HIT_OR_MISS :

                for (ishit = FLAG_MISS, i = 0; i < 20000; i++) {

                    if (IsSwOn()) {

                        if (answer == 1 && IsSw1On()) {

                            Beep(2, 1024);

                            ishit = FLAG_HIT;

                            break;

                        } else if (answer == 2 && IsSw2On()) {

                            Beep(4, 512);

                            ishit = FLAG_HIT;

                            break;

                        } else if (answer == 3 && IsSw3On()) {

                            Beep(8, 256);

                            ishit = FLAG_HIT;

                            break;

                        } else if (answer == 4 && IsSw4On()) {

                            Beep(16, 128);

                            ishit = FLAG_HIT;

                            break;

                        } else {

                            // MISS !

                            ishit = FLAG_MISS;

                            break;

                if (ishit == FLAG_HIT) {

                    if (score >=0 && score < 10) {

                        score++;

                        Phase = PHASE_GAME_GENERATE_NUMBER;

                    } else {

                        Phase = PHASE_GAME_OVER;

                } else {

                    Beep(128, 128);

                    if (Phase != PHASE_READY) {

                        Phase = PHASE_GAME_GENERATE_NUMBER;

                    score = 0;

                while (IsSwOn());

                break;

            case PHASE_GAME_OVER :

                // Game OVER

                GameOver();

                break;

            default :

                score = 0;

                BarLed(0);

    return 0;

Makefile

# AVR-GCC Makefile

PROJECT=led-game-mega168

SOURCES=$(PROJECT).c

CC=avr-gcc

OBJCOPY=avr-objcopy

MMCU=atmega168

TARGETDEV=m168p

CFLAGS=-mmcu=$(MMCU) -Wall

$(PROJECT).hex: $(PROJECT).out

$(OBJCOPY) -j .text -O ihex $(PROJECT).out $(PROJECT).hex

$(PROJECT).out: $(SOURCES)

$(CC) $(CFLAGS) -I./ -o $(PROJECT).out $(SOURCES)

program: $(PROJECT).hex

sudo avrdude -p $(TARGETDEV) -P usb -c avrispmkII -e -U flash:w:$(PROJECT).hex

clean:

rm -f $(PROJECT).out

rm -f $(PROJECT).hex

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