SE3 PSE Binome2023-2

Sujet : Manette de jeu

Cahier des Charges

Concevoir une manette de jeu vidéo, afin de pouvoir jouer à Space Invader, codé en informatique.

• Utilisation d'au moins 3 boutons poussoirs, 2 pour les déplacements à gauche, à droite, et 1 pour pouvoir tirer des missiles sur les monstres.

• Utilisation de LEDs afin de savoir le nombre de vies restantes à l'utilisateur.

Lien GIT

https://archives.plil.fr/sdeparis/projet_manette_sd_ah.git

Partie électronique

Kicad

Schématique Kicad

Sur notre carte, nous avons :

• Un microcontrôleur
• 4 LEDS et leurs résistances associées.
• 4 boutons poussoirs (seulement 3 sont utiles pour jouer).
• Le connecteur ISP afin de pouvoir relancer des programmes sur la carte ainsi que des boutons reset pour établir une liaison USB en mode DFU.

Schématique manette

ATMEGA16U4

NOM	PIN
LED2	PF0
LED3	PF1
LED4	PF4
LED5	PE6
SW1	PD6
SW2	PD7
SW3	PB4
SW4	PB5

Routage

Routage PCB

Lors du routage, n'ayant jamais réalisé de carte auparavant, nous n'avions pas conscience des faibles dimensions de cette dernière. Par conséquent, les boutons sont très rapprochés, ce qui ne facilite pas leur utilisation.

PCB vue 3D

Visualisation du PCB

Brasure

PCB sans composants

Carte PCB

Brasure des principaux composants

Principaux composants brasés sur la carte

Soudure

Carte avec les principaux composants et nettoyée du surplus de flux

De plus, nous avons brasé les boutons poussoirs sur le dessus de la carte, sans tenir compte du fait qu'ils étaient traversants. Par conséquent les boutons poussoirs ne sont pas tous au même niveau.

Partie programmation

Implémentation d'un programme en C pour allumer les LEDs d'un PCB

Dans cette partie, nous avons testé notre programme qui permet de faire clignoter les leds sur une carte des étudiants de l'année dernière.

#include <avr/io.h>
#include <stdio.h>
#include <util/delay.h>

int main(){   
  CLKSEL0 = 0b00010101;   // sélection de l'horloge externe
  CLKSEL1 = 0b00001111;   // minimum de 8Mhz
  CLKPR = 0b10000000;     // modification du diviseur d'horloge (CLKPCE=1)
  CLKPR = 0;              // 0 pour pas de diviseur (diviseur de 1)
  DDRD |=0x03;            // car on souhaite déclarer en sortie les ports 0 et 1 ce qui correspond à 3 en hexa
  while(1){
    PORTD ^=0x03;       // le xor permet d'allumer et éteindre les leds successivement
    _delay_ms(1000);    // tps en ms
  }
  return 0; 
}

Clignotement des leds

Détection du mode DFU sur notre carte

Utilisation de la carte Arduino Uno afin de détecter le mode DFU

Le mode DFU de notre carte n'étant pas détecté, nous avons du utilisé un Arduino et implémenté les commandes suivantes :

• avrdude -c stk500v1 -p atmega16u4 -P /dev/ttyACM0 -b 19200 -U lfuse:w:0xFF:m -U efuse:w:0xF7:m
• avrdude -c stk500v1 -p atmega16u4 -P /dev/ttyACM0 -b 19200 -U flash:w:ATMega16U4-usbdevice_dfu-1_0_0.hex

Utilisation arduino pour détecter le mode dfu

mode dfu détecté

Initialisation de notre carte

Programmation des leds

Vérifications fonctionnement des leds

programme pour les leds

Programmation des boutons

Vérifications des BPs

programmation des boutons

LUFA

Modification de la LUFA téléchargée en version low level, qui est la bibliothèque USB permettant de communiquer entre le PC et la manette.

En premier lieu, nous avons modifié les fichiers minimal.c et descriptor.c afin que la manette soit détectée en mode DFU.

Pour tester les programmes sur notre carte, on vérifie d'abord que la carte est bien en mode DFU à l'aide de la commande lsusb puis on exécute ensuite le programme à l'aide de la commande make.

Joystick

Afin de pouvoir déplacer notre vaisseau sur le jeu Space invaders, nous avons besoin des déplacements en x à gauche et à droite de l'écran. Pour se déplacer à gauche, on utilise le premier bouton SW1 et pour aller à droite, on utilise le dernier bouton SW4.

Pour tirer des missiles sur les monstres, nous avons besoin besoin d'appuyer sur le deuxième bouton poussoir SW2.

Nous avons modifié le fichier descriptor.c afin de permettre à la carte d'être détectée en tant que joystick. Afin que les boutons soient détectés comme étant des joysticks, on déclare les boutons en tant qu'entrées puis on attribue à chaque bouton sa fonction (déplacement ou tir).

Vérification des touches pour le Joystick

Déclaration boutons en sorties

Fonctions des boutons

On teste notre joystick en utilisant la commande jstest-gtk sur le terminal.

Fusion de minimal et de descriptor

L'objectif de cette partie est de fusionner les fichiers pour pouvoir contrôler les leds et les boutons en même temps.

Pour cela, on fusionne le fichier descriptor du joystick et le fichier descriptor du minimal en un seul fichier descriptor. On aura donc deux interfaces, une pour le joystick et une pour les leds réunies au sein d'un même fichier.

Descriptor.h

On fusionne ensuite les deux decriptor.c en un seul. Et enfin, on fusionne également le fichier minimal.c et le fichier joystick.c en un fichier nommé Fusion_Minimal_Joystick.c.

Utilisation de la manette pour le jeu

Afin d'utiliser le Joystick sur notre jeu Space Invaders, on programme le joystick à l'aide de la bibliothèque SDL.

Gestion Joystick sur le jeu

Space Invaders

Sur la capture "gestion Joystick sur le jeu", plusieurs fonctions sont implémentées.

La dernière fonction "bouton_joystick_equivalent_touche_clavier" nous permet d'assimiler les boutons du joystick aux boutons du clavier.

Par exemple, lors d'un appui sur le bouton S1, le vaisseau se déplace à gauche par le bais de la fonction qui renvoie donc le caractère 'q' utilisé en tant que paramètre touche dans la fonction gestionEventClavier().

De même pour le bouton S4, où la touche 'd' est renvoyée ou bien pour le bouton S2, où la touche 's' est renvoyée puis utilisée en tant que paramètre dans la fonction gestionEventClavier().

Fonction contrôle des touches

Le mode Joystick de notre carte n'étant plus détecté par le PC, nous n'avons pas pu tester les programmes ci-dessus.