FastBond3挑战部分-迷你游戏机设计
该项目使用了Atmega32U4,实现了游戏机的设计,它的主要功能为:游戏机。
标签
游戏机
FastBond3
Atmega32U4
星辰i
更新2024-10-31
21

项目和创意方向介绍

搞一个低成本,能够爽玩小游戏的迷你游戏机,一定要小为主,本次项目我参考了Arduboy的开放平台。这款设备应具备便携性、高互动性,并能作为学习编程的工具。项目的目标是创建一个小巧但功能强大的游戏设备,适合新手开发者使用和学习。

项目设计思路及实现方法

设计的核心思想是将硬件和软件结合,以最低的门槛提供一个可编程的游戏平台。选择Arduino作为开发主控是因为其广泛的社区支持和易于使用的开发工具。游戏机的尺寸被设定为不超过信用卡大小,以确保便携性。


实现方法包括:

  1. 选择合适的微控制器,如ATmega32u4,这是因为其内置USB支持,简化了与PC的连接。
  2. 使用OLED显示屏提供视觉输出,选择分辨率为128x64的屏幕以平衡清晰度和功耗。
  3. 执行简单的控制方案使用上下左右四个方向按钮和两个动作按钮。
  4. 集成锂电池作为电源,以便于移动使用。

项目方案框图和原理图介绍

上面的图就是整体的方案框图,里面实现了一个游戏机最基本的功能,包括声音输出,图像显示,按键输入,这三个元素就能构成一个简易游戏机的输入输出功能。

原理图设计非常简单,由于使用了核心板,整体就是简单的连接。

选择的屏幕为白色的oled12864,虽然比较小,但是看起来还是很清晰的,很适合在这个小项目上进行使用,简单好用。

板载了6颗按键,分别是上键、下键、左键、右键、A键、B键,全部都是为游戏机的功能进行服务的,实现了上下左右的操作与AB的功能按键。

直连了一个蜂鸣器,该蜂鸣器选择了无源蜂鸣器,可通过输出pwm控制发出声音的大小与频率,从而实现简单的声音播放效果,注意千万不能选择有源蜂鸣器,有源蜂鸣器不支持声音变化,只能在通电后滴滴响。

H1是开关功能,这里选择了一个3脚开关,可以对输入电源进行简单的控制。

P1为电池插座,支持接入带控制板的电池,由于核心板支持宽电压输入,因此不需要稳压器件也可以直接运行。

控制部分选择的芯片是ATMEGA32U4,这是一颗由Microchip 公司设计研发的低功耗基于 8 位 AVR® RISC 的微控制器,具有 32 KB 自编程闪存程序存储器、2.5 KB SRAM、1 KB EEPROM、USB 2.0 全速/低速器件、12 通道 10 位 A/D 转换器和用于片上调试的 JTAG 接口。该器件在 16 MHz 时可实现高达 16 MIPS 的吞吐量。2.7-5.5 V 工作电压。通过在单个 clock cycle中执行强大的指令,该器件实现了接近每 MHz 1 MIPS 的吞吐量,从而使您能够优化功耗与处理速度。

设计中用到的指定厂商元器件及介绍

TE Connectivity AMP Connectors:CONN HEADER VERT 2POS 2MM

  • 针座连接器 通孔 2 位置 0.079"(2.00mm)
  • 类别:连接器,互连器件,矩形连接器
  • 针座,公插针
  • 制造商:TE Connectivity AMP Connectors
  • 系列:High Performance Interconnect (HPI)
  • 间距 - 配接:0.079"(2.00mm)
  • 针位数:2
  • 排数:1
  • 安装类型:通孔
  • 端接:压接,焊接
  • 接触长度 - 配接:0.132"(3.35mm)
  • 接触长度 - 柱:0.134"(3.40mm)
  • 总体接触长度:0.335"(8.51mm)
  • 绝缘高度:0.238"(6.05mm)
  • 触头形状:方形
  • 触头表面处理 - 配接:
  • 触头表面处理厚度 - 配接:80.0µin(2.03µm)
  • 触头表面处理 - 柱:
  • 触头材料:黄铜
  • 绝缘材料:聚酰胺(PA66),尼龙 6/6
  • 工作温度:-25°C ~ 85°C
  • 材料可燃性等级:UL94 V-0
  • 额定电流(安培):3A
  • 额定电压:250V

该器件适合用作锂电池接头。


KK 100 HEADER ASSY FLAT VERTICAL BREAKAWAY

  • 连接器,互连器件、矩形连接器
  • 针座,公插针
  • 制造商:Molex
  • 系列:KK254, 42375
  • 包装:散装
  • 连接器类型:针座,分离式
  • 触头类型:公形引脚
  • 间距 - 配接:0.100"(2.54mm)
  • 针位数:2
  • 排数:1
  • 安装类型:通孔、端接、焊接
  • 接触长度 - 配接:0.488"(12.40mm)
  • 接触长度 - 柱:0.122"(3.10mm)
  • 总体接触长度:0.700"(17.78mm)
  • 绝缘高度:0.090"(2.29mm)
  • 触头形状:方形
  • 触头表面处理 - 配接:
  • 触头表面处理厚度 - 配接:100.0µin(2.54µm)
  • 触头表面处理 - 柱:
  • 绝缘材料:聚酰胺(PA),尼龙,玻璃纤维增强型
  • 材料可燃性等级:UL94 V-0
  • 绝缘颜色:黑色
  • 额定电流(安培)
  • 触头表面处理厚度 - 柱:100.0µin(2.54µm)

​该器件作为OLED屏与主板的连接件

PCB设计介绍及遇到的问题和解决方法

没碰见啥问题,比较顺利

关键代码及说明

该项目并没使用代码,主要使用了Arduino的一个boot引导固件。

功能展示图及说明

等待游戏文件下载界面

运行圣诞猫猫游戏

运行3D冒险游戏


对本大赛的心得体会(包括意见或建议),及整个设计过程中遇到的难点和解决方法

建议多多举办

附件下载
Arduboy-mini-arduino-游戏机.json
PCB文件,需要使用立创EDA打开
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