H-smart4412TKU를 이용한 가위바위보 베팅머신 구현

타겟시스템을 이용해서 가위바위보 및 베팅을 플레이 할 수 있는 코드를 책과 예제코드를 활용해서 c언어로 작성해보았다.

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1. 사용되는 센서 및 장치

led : 베팅액을 확인하는데 사용 (100원 단위로 사용)

2진수를 활용하고, 16진수로 사용해서 제어할수 있다. 예를 들어 이진수 1010 1010를 16진수로 변환하면 0xAA가 되고, 16진수를 이용해 led를 제어하게 되면 이진수의 홀수부분만 불이 켜지게 된다. (1부분은 led가 켜지고 0부분은 꺼지게 된다.)

tact switch : 베팅 금액 조절 및 가위바위보 플레이 및 기타 조작을 위해 사용

segment : 현재 잔액을 조회하기 위해 사용

dot matrix : "묵", "찌", "빠" 를 8 _ 8 매트릭스를 이용해서 표현함 _(dot matrix는 상단에 있는 led와 사용법이 동일한데 다만 led 한줄짜리 8개를 동시에 제어하는것처럼 하면 된다.)*

character lcd : 현재 진행 상태를 알려주기 위해 사용

이중 tact switch를 제외하고서는 반드시 모듈을 제어하는 함수 안에 open(), close() 를 반드시 적어주어야 타겟시스템이 다운되지 않는다.

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2. 알고리즘

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3. 소스코드

각 장치별로 함수화 하여 구현하였고, 메인함수에서는 시작부와 반복부로 나누어 구현하였다.

사용되는 함수

• 택트 스위치값 반환함수
• lcd 문자열 표시 함수
• led 제어함수
• 도트 매트릭스 제어함수
• 가위바위보 경기 결과 계산해주는 함수
• 게임 인트로 띄어주는 함수
• 경기 결과에 따라 잔고 금액 증감해주는 함수
• 돈 배열에서 양의 한자리수 값들만 존재하도록 조정해주는 함수 (세그먼트에 출력하기 위해)
• 세그먼트 제어함수

메인 함수

• 시작부
  • 게임 인트로 부분 구현 (led, dot 이용)
  • 잔액을 세그먼트에 표기 (초기값 3000원 지급)
• 반복부
  • 베팅금액 설정, 그에 따른 LED 표기
  • 가위바위보 실행
  • 잔액 계산
  • 가위바위보 함수 구현
  • 게임 진행 여부 확인

#include <termios.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <string.h>
#include <asm/ioctls.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/stat.h>

#define clcd "/dev/clcd"
#define led "/dev/led"
#define dot "/dev/dot"
#define fnd_dev	"/dev/fnd"

static char tactswDev[] = "/dev/tactsw";
static int  tactswFd = (-1);

int led_count = 0; // 베팅액을 확인하기 위한 전역변수
int user_money[4] = { 3, 0, 0, 0 }; // 초기 지급 금액, 3000원
bool isEnd = false; // 경기가 끝났는지 알려주는 전역변수

unsigned char rps[3][8] ={	// 가위바위보 배열
	{ 0xff,0x81,0xff,0x00,0xff,0x18,0xff,0x01 }, // 가위
	{ 0xfd,0x49,0x49,0x49,0xb5,0xb5,0xb5,0xb5 }, // 바위
	{ 0xaa,0xaa,0xaa,0xfb,0xab,0xaa,0xaa,0xfa }  // 보
};

// 아마도 택트 스위치 클릭값 얻기 위한것
unsigned char tactsw_get(int tmo)
{
    unsigned char b;
	if (tmo) {
        	if (tmo < 0)
            		tmo = ~tmo * 1000;
        	else
            		tmo *= 1000000;

        	while (tmo > 0) {
            		usleep(10000);
            		read(tactswFd, &b, sizeof(b));
	       		if (b) return(b);
            			tmo -= 10000;
        	}
	        return(-1);
    	}
    	else {
      		read(tactswFd, &b, sizeof(b));
        	return(b);
    	}
}

// 호출하면 택트 스위치값 반환해주는 함수
int tact_switch_listener(){
	unsigned char c;
	int selected_tact = 0; // false 값 넣기

	if((tactswFd = open( tactswDev, O_RDONLY )) < 0){     	// 예외처리
		perror("tact error");
		exit(-1);
	}

	// 택트스위치는 1,2,3,4,5,7,8번 스위치만 사용함
	while(1){
		c = tactsw_get(10);
		switch (c) {
				case 1:  selected_tact = 1 ; break; // 묵
				case 2:  selected_tact = 2 ; break; // 찌
				case 3:  selected_tact = 3 ; break; // 빠
				case 4:  selected_tact = 4 ; break; // 배팅금액 증가
				case 5:  selected_tact = 5 ; break; // 배팅금액 확정
				case 7:  selected_tact = 7 ; break; // 게임 계속하기
				case 8:  selected_tact = 8 ; break; // 게임 나가기
				default: printf("press other key\n", c); break; // 기본값 메세지
		}
		return selected_tact; // 어떤 스위치가 눌렸는지 int 형으로 반환함
		}
}

// LCD에 문자열을 표시해주는 함수
void clcd_input(char clcd_text[]){
	int clcd_d;

	clcd_d = open(clcd , O_RDWR);
	if (clcd_d < 0) { printf("clcd error\n"); }// 예외처리

	write(clcd_d , clcd_text , strlen(clcd_text)); // 두번째부터 각각 문자열, 문자열 크기
	close(clcd_d);
}

// led 제어하는 함수
void led_control(){
	int dev;
	unsigned char data;
	char led_array[] = { 0xFE,0xFC,0xF8,0xF0,0xE0,0xC0,0x80,0x00 }; // 미리 16진수값들 지정해놓음

	dev = open(led,O_RDWR);
	if (dev <0) { printf("led error\n"); exit(0); } // 예외처리

	led_count %= 8; // led 카운트가 8회 이상 넘어가게 되면 다시 0부터 카운트

	data = led_array[led_count];
	write(dev , &data , sizeof(unsigned char)); // 출력
	usleep(500000); // led가 0.5초동안 점등되도록 하기

	close(dev);

	led_count++; // 함수 실행 횟수 카운트
}

// 가위바위보 배열의 "행" 값과 "sleep" 값을 인자로 받아서 도트 매트릭스를 제어하는 함수
void DOT_control(int rps_col, int time_sleep){
	int dot_d;

	dot_d = open(dot , O_RDWR);
	if (dot_d < 0) { printf("dot Error\n"); } // 예외처리

	write(dot_d , &rps[rps_col], sizeof(rps)); // 출력
	sleep(time_sleep); // 몇초동안 점등할지

	close(dot_d);
}

// 가위바위보 함수 (컴퓨터와 유저의 가위가위보 값 비교해서 경기 결과 리턴)
int rockPaperScissors(int com_rps, int user_rps) {
	int state = 6; // 승(1), 무(0), 패(-1) 의 여부를 알려주는 변수. 아래 값들과 겹치지 않는 값으로 초기화

	if (com_rps == user_rps) {
		clcd_input("     Draw..       Do it again!  "); // 비겼을때의 메세지 출력
		state = 0;
	}
	else if ( ( (com_rps == 1) && (user_rps == 3) ) ||  ( (com_rps == 2) && (user_rps == 1) ) || ( (com_rps == 3) && (user_rps == 2) ) ) {
		clcd_input("   You Win!!!   "); // 승리 문구 출력
		state = 1;
	}
	else if ( ( (com_rps == 3) && (user_rps == 1) ) ||  ( (com_rps == 1) && (user_rps == 2) ) || ( (com_rps == 2) && (user_rps == 3) ) ) {
		clcd_input("   You Lose^^   "); // 패배 문구 출력
		state = -1;
	}
	else {
		clcd_input("use key 1 or 2 or 3"); // 키를 잘못 입력했을 경우 메세지 출력
	}
	return state; // 경기 결과 리턴
}

// 게임 인트로 띄어주는 함수
void intro(){
	int dot_d;
	int dev;
	unsigned char data;

	int rps_length = sizeof(rps) / sizeof(rps[0]); // 배열의 길이
	int intro_led_count, intro_dot_count = 0;
	while( intro_dot_count < rps_length ) { // 묵찌빠 배열의 길이만큼 실행
		dot_d = open(dot , O_RDWR);
		dev = open(led,O_RDWR);

		if(dot_d < 0 || dev < 0) { printf("Dot or Led error\n"); exit(0); } // 예외처리

		// dot 제어
		write(dot_d , &rps[intro_dot_count], sizeof(rps)); // 도트 매트릭스 출력
		usleep(50000); // 도트매트릭스 0.05초 점등
		close(dot_d);

		// led 제어
		data = rand() % 256; // 0 ~ 255 중 랜덤값 부여 (led는 16진수로 인식함)
		write(dev , &data , sizeof(unsigned char)); // LED 출력
		usleep(50000); // LED 0.05초 점등
		close(dev);

		// LED가 20번 바뀔때마다 도트 1번 바뀜
		intro_led_count++;
		if (intro_led_count % 20 == 0) {
			intro_dot_count++;
		}
	}
}

// 승패 여부에 따라서 잔고의 100의 자리수를 조절해주는 함수
void calculate_user_money(rps_state){
	if (rps_state == 1) {	// 승리했을경우 배팅금액 더해주기
		user_money[1] += led_count;
	}
	else if (rps_state == -1) {	// 패배했을경우 배팅금액 빼주기
		user_money[1] -= led_count;
	}
	else { printf("unknown Error");	}
}

// fnd에 한 자리수의 양수로 출력할 수 있도록, user_money 배열 조정해주는 함수
void adjust_user_money(int money[]){
	if (money[1] >= 10) {  // 100의 자리수가 10보다 커질때
		money[0]++; // 1000의 자리수 올려주기
		money[1] %= 10; // 나머지값을 100의 자릿수에 대입
	}
	else if (money[1] < 0) { // 100의 자리수가 0보다 작아질때
		money[0]--; // 1000의 자릿수 내려주기
		money[1] = (10 + money[1]); // 100의 자릿수 조정
	}
	else{ /*pass*/ }
}

// 세그먼트 제어 함수
int FND_control(int money[], int time_sleep){
	unsigned char FND_DATA_TBL[]={
        	0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,
        	0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E,0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x89
	};

	int fnd_fd = 0;
    unsigned char fnd_num[4];

	// money 배열의 원소들을 순서에 맞게 넣어주기
    fnd_num[0] = FND_DATA_TBL[money[0]];
    fnd_num[1] = FND_DATA_TBL[money[1]];
    fnd_num[2] = FND_DATA_TBL[money[2]];
    fnd_num[3] = FND_DATA_TBL[money[3]];

    fnd_fd = open(fnd_dev, O_RDWR);
	if(fnd_fd <0){ printf("fnd error\n"); } // 예외처리

    write(fnd_fd, &fnd_num, sizeof(fnd_num)); // 출력
    sleep(time_sleep); // 점등시간 조절

    close(fnd_fd);
}


int main() {
	// 시작부
	while(true){
		clcd_input(" press any key   to start game  "); // LCD에 메세지 출력
		intro(); // 인트로 함수 실행

		if (tact_switch_listener()){	// 아무키나 누르게되면 while문 탈출
			break;
		}
	}

	clcd_input("  Your Balance");
	FND_control(user_money,3); // 플레이어의 잔고를 3초동안 fnd에 출력해주기

	// 반복부
	while(!isEnd){
		// 베팅금액 설정
		clcd_input("    Betting     4.bet  5.confirm");
		while(true){
			if (tact_switch_listener() == 4){ 	// 4번 스위치를 클릭하였을 경우 led 증가시키기
				led_control();
			}
			else if (tact_switch_listener() == 5){	// 5번 스위치 클릭시 while문 빠져나옴
				break;
			}
			else {  // 만약 사용자가 잘못된 키를 입력했을 경우
				clcd_input("use right key,  4:bet, 5:confirm");
			}
	    }

		// 가위바위보 하는 부분
		int user_input = 0; // 사용자가 누른 택트 스위치 확인하는 변수 초기화
		int rps_state = 0;	// 비겼을때 재경기를 하기 위해 while문 조건에 삽입.
		while(rps_state == 0){ // 비기지 않을때까지 실행
			clcd_input(" Rock  Scissors     Paper!!");

			srand(time(NULL)); // 시드값에 시간함수를 넣어주어 매크로 랜덤이 아닌 완전한 램덤시드생성
			int random = rand() % 3 + 1;	// 0 ~ 2 랜덤값을 변수에 대입

			if (tact_switch_listener() == 1 || tact_switch_listener() == 2 || tact_switch_listener() == 3) { // 1,2,3 번중 하나의 택트스위치를 눌렀을때 분기문으로 들어감
				user_input = tact_switch_listener(); // 사용자가 누른 값을 변수에 대입
				rps_state = rockPaperScissors(random, user_input); // 사용자의 값과 위에서 랜덤하게 생성된 수를 가위바위보 시킨 후, 결과를 rps_state에 저장
				DOT_control(random - 1, 3); // 컴퓨터는 무엇을 내었는지 3초동안 보여줌
			}
			else {
				clcd_input("use right key,1:muk,2:zzi,3:ppa"); // 사용자가 스위치를 잘못누르면 조작법을 lcd에 출력해줌
			}
		}

		calculate_user_money(rps_state); // 승패 여부에 따라 돈 계산하기
		adjust_user_money(user_money); // money 배열에서 10 이상 또는 음수값을 알맞게 조정

		// 게임을 계속할수 있는 상태인지 확인
		if ( (user_money[0] < 0) || (user_money[0] == 0 && user_money[1] == 0) ) { // 현재 잔액이 0원 이하이면 게임을 끝냄
			isEnd = true;
			clcd_input("You run out of money, Cant play.");
			break;
		}
		else if (user_money[0] >= 10) { // 현재 잔액이 9900원 초과이면 게임을 끝냄
			isEnd = true;
			clcd_input("It's END, Cash in your chips");
			break;
		}
		else {
			clcd_input("  Your Balance");
			FND_control(user_money,3);
		}

		// 게임을 계속할건지 종료할건지 사용자의 입력 받기
		while(!isEnd){
			clcd_input("   Continue??     7.Yes   8.No  ");
			if (tact_switch_listener() == 7){	// 7번 스위치 클릭시 while문 빠져나오면서 첫 부분으로 돌아감
				break;
			}
			else if (tact_switch_listener() == 8){ // 8번 스위치를 누르면 게임이 끝나게됨
				clcd_input("Cash in your chips,  Good Bye!!");
				FND_control(user_money,3); // 잔액을 3초동안 보여줌
				isEnd = true;
				break;
			}
			else { /*pass*/ }
		}
		led_count = 0; // 현 게임의 베팅금액이 다음게임에 이어지지 않도록 베팅액 초기화
	}

	return 0;
}

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4. 실행

먼저 가상머신 등을 이용해 리눅스에서 c언어 소스코드를 컴파일 하여 바이너리파일를 만들고 이를 teraterm이라는 프로그램을 이용하여 타겟시스템과 115200 시리얼을 통해 통신을 연결한 뒤,

File => Transfer => ZMODEM => send 순으로 바이너리 코드를 타겟시스템으로 보내면되며, chmod 777 바이너리파일 형식으로 권한을 설정해 준뒤 ./바이너리파일 를 입력하여 실행하면 된다.

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5. 시연 영상

게임을 시작하게 되면 처음에 도트매트릭스와 led를 이용한 인트로가 뜨게 되고, 아무키나 누르게 되면 세그먼트에 현재 잔액을 표시해준다.

이후 베팅금액을 정하고서 가위바위보를 하게되면 승패 여부가 clcd에 출력되고, 컴퓨터의 값을 도트 매트릭스에 출력해준다.

이후 베팅금액을 차감 or 증감 시킨 후 세그먼트에 잔액을 표시해주고 계속할건지의 여부를 선택할 수 있다.

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참고자료

• 16진수 2진수 변환표