三菱plc模拟与在线仿真（教你用三菱PLC制作超级玛丽）

昨天在我的西瓜视频更新了PLC制作的《超级玛丽》的演示视频:

视频链接： （GX Works3制作《超级玛丽》(2)）

再来个动图：

这个游戏虽然玩起来简单，但做起来内容太多了，以一人之力做起来不太现实，所以希望通过讲解这个程序的制作方法，来让更多的人参与其中，丰富游戏内容。

私信“超级玛丽”可以获得程序下载地址。

HMI界面

想要显示出内容必须要有屏幕，常用的HMI都有内置的开关、指示灯，可以用字指示灯来代替屏幕的像素，通过D软元件的值来控制指示灯显示的颜色。

那这个颜色是按照什么规律设置的呢？我是按照Excel里面get.cell函数里对于单元格颜色定义的顺序来设置HMI指示灯颜色的，这个函数的颜色定义可以在网上找到：

为什么要用excel的函数定义呢？后面会讲到。

这个函数一共定义了56种颜色，虽然我们用不到这么多，但我还是勤劳的把所有颜色都设置了！

一个像素(指示灯)的颜色设置完成后，我们将像素的大小尺寸调整一下，这里设置的是10*10；常用屏幕都由很多像素构成，也就是所谓的分辨率，但由于HMI能显示的指示灯数量有限，我们设置这个虚拟屏幕的分辨率为 30*30；方法是右键点击刚刚制作的指示灯，选择“连续复制”：

在连续复制的窗口中设置X,Y方向的数量、间隔，最重要的是要勾选“进行软元件号增量”，方向要先↓后→，这是为了方便跟程序中的数组地址对应。最后添加4个方向按钮用于控制游戏人物的动作，HMI虚拟屏幕制作完成：

我们在PLC全局标签内建立一个容量为30*30的二维数组，设定起始地址软元件为D0与HMI的虚拟屏幕对应

这样就可以用XY坐标来定位像素的具体位置，例如我们想要将第4列第5行的像素显示黑色，通过查看颜色定义知道黑色色号为1，只需要写gDisplay[3.4]:=1 即可。

制作游戏元素

超级玛丽游戏中包含很多元素，背景：大地、山丘、树木、蓝天白云、水管、石块。。。。

动态人物：马里奥、蘑菇怪、乌龟怪、炮弹。。。。

想要将这些元素在我们制作的屏幕中显示出来，需要算出这些图片在我们的屏幕数组中每一个变量的颜色号。以主角马里奥为例，展示我的制作方法：

1.先在excel中，按照网上找到的像素图片，使用“填充颜色”画出马里奥模型：

2.然后使用get.cell函数，得出每一个单元格颜色号（get.cell函数的使用方法自行百度）：

想要保存这个数据，需要在程序中建立一个容量为16*17的二维数组。为了简化程序篇幅，我们将数据保存至FC函数中。

3.建立函数 FC_Mario，设定返回值为：字[有符号]（0..15,0..16）,

4.在刚才的excel中使用简单的公式和下拉操作，将FC_mario赋值：

5.将表格中的内容复制到程序的FC_Mario中：

这样一个图片元素的制作就完成了，我这里在马里奥的FC中还添加了States变量，来选择马里奥的不同姿态。

使用上述方法制作所有元素：

到这里，我们已经可以写几行代码的在虚拟屏幕中显示图片了，可以将上面建立的FC返回值传递给一个容量相同的数组，再使用两层for循环传递给屏幕显示数组gDisplay，画面中就会显示对应的图片。例如显示马里奥：

adjMario:=FC_Mario(0);

for ii:=0 to 15 do

for jj:=0 to 16 do

gDisplay[ii,jj]:=adjMario[ii,jj];

end_for;

end_for;

adjMario为与FC_Mario元素相同的双层字数组，感兴趣的可以试试。

编程

我们将程序通过iStep的值分为3个部分来编辑：

case iStep of

0:

//初始化地图

1:

//计算显示位置

2:

//刷新屏幕

end_case;

初始化地图

屏幕的尺寸很小，不能显示游戏的整个地图，所以我们需要一个容量更大的数组来存储整个地图的所有元素。

我们仍然先在excel中复制刚才画好的元素构建出整个地图：

1：根据地图大小，声明一个容量对应的数组做为游戏背景地图，例如我这个是176*60；

我这里建立了4个标签，两个常量表示数组X、Y两个方向的最大值，方便后面程序更改。一个背景元素显示数组BackGround，和一个背景元素属性数组bgAttribute。显示数组用来保存各个元素的颜色数据；属性数组用于保存元素的属性，比如0是背景，人物可以重叠，1是固定物体，人物不能重叠，用于判断碰撞。

以后可以增加其他属性，比如怪物可以是2，可以下蹲进入的管道是3，变大的蘑菇buff是4等等。

2：设置背景色

在地图中没有元素的格子认为是蓝天，设为蓝色，查找一个蓝色的号码比如47，属性是可重叠，设为0：

3：添加位置不变的元素

比如地砖、山丘、石块等元素都是相对地图位置固定不变的，我们可以直接初始化的步骤里添加。例如添加地砖：

先使用上个步骤建立好的函数生成一个地砖的颜色数据，保存在地砖数组objGround里面，然后指定地砖在地图中的位置（由于屏幕、地图、所有元素的数组零点位置都是左上角，所以用数组零点[0.0]来定位）。

比如第一块砖的零点[0.0]在地图的[0,55]的位置，在X方向，一块砖占8个格子，所以第kk块砖的零点[0,0]在地图的[0 8*kk,55]的位置。再使用两层for循环传递所有砖块的所有X、Y的值。别忘了元素属性，地砖是不可重叠的，属性设置为1。

用同样的方法赋值所有的元素，如果元素中存在数值为0的空位，需要增加判断将空位去掉：

计算显示位置

在演示视频中，Mario的在屏幕中的位置、窗口显示地图的位置都是随着按钮上下左右移动的，实现这个目的需要根据马里奥的相对于屏幕偏移、屏幕相对地图的偏移来计算。

1：声明两组变量，记录偏移量，并设定初始值：

Mariooffset用于记录马里奥元素[0..15,0..16]相对于屏幕[0..29,0..29]零点的偏移，也就是马里奥在屏幕中的显示位置。

偏移为0时

偏移X=8,Y=6 时

bgOffset用于记录屏幕[0..29,0..29]相对地图[0..175,0..59]的偏移，不再展示了。

2：设定屏幕刷新率

用1000ms除以刷新率FPS（默认值15）得到一帧画面的保留时间，使用ton功能块计时，计时结束后做一次计算，并复位计时触发。

3：根据上下左右移动方向进行偏移计算

我们以向右移动为例：

M0为右移按钮的地址，M0触发时，马里奥的姿态在pose=1，2，3之间循环变化，做出走动的动作。

在移动前我们要判断是否将要接触到属性为1的固定物体，先将接触状态变量iTouch复位，通过for循环遍历马里奥右侧的地图属性是否为1，判断的距离为马里奥一帧内移动的距离(也就是马里奥的移动速度)，我们用变量iSpeed来表示。这样我们就可以根据itouch的状态，判断马里奥右侧有无障碍。

根据touch变量的状态来决定我们是不是要改变两组偏移。如果touch为false，先判断马里奥是不是在屏幕左面（mariooffsetX<7），在左面的情况下增加马里奥X方向的偏移mariooffsetX的值（mariooffsetX ispeed），将马里奥移动至画面的中间。

当mariooffsetX=7时，马里奥在屏幕的中间，此时马里奥位置不动，将背景地图在屏幕中向左侧移动，并判断屏幕是否还没超过地图的最右侧（bgOffsetX<175-30，30为屏幕的宽度），如果屏幕已经显示到了地图的最右侧，地图的位置不动，马里奥继续向屏幕的右侧移动，直到移动到屏幕的最右侧（mariooffsetX=29-13,13为马里奥的宽度）。

上下和左移动都与此类似。

刷新屏幕

位置计算完成，我们需要根据两组偏移的值刷新屏幕内显示的内容即可，但要先刷新背景地图，后刷新马里奥，目的是将上一帧马里奥的图形抹掉。

马里奥的左右朝向使用iDirection变量来表示，实现的方法是马里奥在X方向上赋值顺序的变化。

程序编辑完成，将PLC和HMI进行仿真开始游戏。

你学会了么！

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