【花雕学编程】Arduino动手做（249）---GC9A01红蓝绿碰碰球
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【花雕学编程】Arduino动手做（249）---GC9A01红蓝绿碰碰球
【Arduino】189种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）实验二百四十九：1.28寸圆形彩色TFT显示屏 高清IPS 模块 240*240 SPI接口GC9A01驱动
项目之七十六：GC9A01园屏之红、蓝、绿三个球在圆环内快速运动并相互碰撞
实验开源代码
/*
【Arduino】189种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百四十九：1.28寸圆形彩色TFT显示屏 高清IPS 模块 240*240 SPI接口GC9A01驱动
项目之七十六：GC9A01园屏之红、蓝、绿三个球在圆环内快速运动并相互碰撞
*/
// GC9A01---------- ESP32
// RST ------------ NC（复位引脚，此处未连接）
// CS ------------- D4（片选引脚，连接到ESP32的D4引脚）
// DC ------------- D2（数据/命令选择引脚，连接到ESP32的D2引脚）
// SDA ------------ D23 (green)（主数据输出引脚，连接到ESP32的D23引脚，绿色线）
// SCL ------------ D18 (yellow)（时钟信号引脚，连接到ESP32的D18引脚，黄色线）
// GND ------------ GND（接地引脚，连接到ESP32的接地端）
// VCC -------------3V3（电源引脚，连接到ESP32的3.3V电源）
#include "SPI.h"
#include "Adafruit_GFX.h"
#include "Adafruit_GC9A01A.h"
#include "math.h"
#define TFT_CS 4
#define TFT_DC 2
#define TFT_RST -1
Adafruit_GC9A01A tft = Adafruit_GC9A01A(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);
#define SCREEN_WIDTH 240
#define SCREEN_HEIGHT 240
#define CENTER_X SCREEN_WIDTH / 2
#define CENTER_Y SCREEN_HEIGHT / 2
#define RING_RADIUS 119// **圆环半径**
#define BALL_RADIUS 15// **球体半径**
#define SPEED_LIMIT 16// **更快的运动速度**
#define BALL_COUNT 3// **球的数量**
struct Ball {
float x, y;
float vx, vy;
uint16_t color;
};
Ball balls;
uint16_t colors[] = {
tft.color565(255, 0, 0),// **红色**
tft.color565(0, 0, 255),// **蓝色**
tft.color565(0, 255, 0) // **绿色**
};
void setup() {
Serial.begin(115200);
tft.begin();
tft.setRotation(1);
// **初始化球的位置和速度**
for (int i = 0; i < BALL_COUNT; i++) {
float angle = random(0, 360) * M_PI / 180;
float dist = random(20, RING_RADIUS - BALL_RADIUS);
balls.x = CENTER_X + dist * cos(angle);
balls.y = CENTER_Y + dist * sin(angle);
balls.vx = random(-SPEED_LIMIT, SPEED_LIMIT);
balls.vy = random(-SPEED_LIMIT, SPEED_LIMIT);
balls.color = colors;// **设置颜色**
}
}
void loop() {
tft.fillScreen(tft.color565(0, 0, 0));
// **绘制圆环**
tft.drawCircle(CENTER_X, CENTER_Y, RING_RADIUS, tft.color565(255, 255, 255));
for (int i = 0; i < BALL_COUNT; i++) {
// **绘制球**
tft.fillCircle(balls.x, balls.y, BALL_RADIUS, balls.color);
// **更新球的位置**
balls.x += balls.vx;
balls.y += balls.vy;
// **检测球是否碰撞圆环边界**
float distToCenter = sqrt(pow(balls.x - CENTER_X, 2) + pow(balls.y - CENTER_Y, 2));
if (distToCenter + BALL_RADIUS >= RING_RADIUS) {
// **计算法线方向**
float normalX = (balls.x - CENTER_X) / distToCenter;
float normalY = (balls.y - CENTER_Y) / distToCenter;
// **反弹计算**
float dotProduct = balls.vx * normalX + balls.vy * normalY;
balls.vx -= 2 * dotProduct * normalX;
balls.vy -= 2 * dotProduct * normalY;
}
// **检测球之间碰撞**
for (int j = i + 1; j < BALL_COUNT; j++) {
float dx = balls.x - balls.x;
float dy = balls.y - balls.y;
float distance = sqrt(dx * dx + dy * dy);
if (distance <= BALL_RADIUS * 2) {
// **交换速度**
float tempVx = balls.vx;
float tempVy = balls.vy;
balls.vx = balls.vx;
balls.vy = balls.vy;
balls.vx = tempVx;
balls.vy = tempVy;
}
}
}
delay(50);// **减少延迟，使球运动更快**
}
【花雕学编程】Arduino动手做（249）---GC9A01红蓝绿碰碰球
这段代码的核心功能是 三个球在半径 119 的圆环内高速运动，并且在 碰撞其他球或圆环时正确反弹，形成真实的物理模拟效果。以下是代码的简要解读：代码结构1️⃣ 初始化屏幕
[*]使用 Adafruit_GC9A01A 控制 TFT 显示屏。
[*]设置 黑色背景，突出圆环和球体。
2️⃣ 绘制圆环
[*]drawCircle() 生成 白色圆环，限制球的运动范围。
3️⃣ 球体运动
[*]fillCircle() 绘制 红、蓝、绿三个球，随机移动。
[*]ballX += vx; ballY += vy; 更新球的坐标，使其不断移动。
4️⃣ 碰撞检测
[*]计算 球到圆环中心的距离，如果超出范围，则 反弹调整方向。
[*]球之间碰撞后 交换速度，模拟真实物理反弹。
[*]delay(30); 控制动画速度，使球高速移动。
最终效果
三个球在圆环内高速运动，碰撞后正确反弹
球体之间互相碰撞，轨迹不断变化
黑色背景 + 白色圆环 + 红蓝绿球，视觉清晰
【花雕学编程】Arduino动手做（249）---GC9A01红蓝绿碰碰球
实验场景图动态图【花雕学编程】Arduino动手做（249）---GC9A01红蓝绿碰碰球
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