raspberry pi pico|在raspberry pi pico上玩nes游戏(1)(开源树莓派pico NES模拟器)-效果演示及介绍

前言

在国内因为外观被称为红白机的任天堂FC(欧美版叫NES)，或者说Famicom(典型的日式英语缩写)，小时候我们都喜欢玩FC，现在仍有很多人想做出属于自己的游戏机(模拟器)，而nes模拟器正是不二之选，通过制作模拟器我们能学习到关于软硬件各方面的知识，可谓是很多程序员走向编程开发道路上不可缺少的一环。

raspberry pi pico NES模拟器

效果图

功能介绍

• 通过 SPI sd卡模块 从外挂的micro sd 卡(SPI)中加载游戏文件(Fat文件系统)
• 2.2寸ILI9341显示屏 (SPI接口240×320分辨率)显示游戏图象
• 支持开机动画、菜单选择游戏运行
• 支持音频输出(I2S)，使用 CJMCUTRRS 3.5mm音频座模块 输出音频更方便！
• 支持 PCF8574 I/O 拓展模块(I2C接口)控制游戏，拓展的8个I/O引脚用于游戏按键(上、下、左、右、A、B、select、start)
• 支持使用 国内7针、9针NES游戏手柄 控制游戏
• 支持 国内MicroUSB接口的NES游戏手柄 控制游戏

课程用到的开发板及硬件：https://item.taobao.com/item.htm?id=642291784020
项目使用 VScode+platformio插件开发，以上功能均可在 ./platformio.ini 文件裁剪。

• 上图中绿色的大按钮用于让板子快速进入烧录模式(不需要插拔数据线)，详细讲解请阅读这篇文章：Raspberry pi pico|为Raspberry Pi Pico添加重置按钮(pico烧录程序不再插拔数据线！)

制作过程

硬件准备

• Raspberry pi pico 购买地址
• Micro SD卡模块(SPI协议) 购买地址 和 任意TF卡
• 2.2寸ILI9341显示屏(SPI接口240×320分辨率) 购买地址
• 国内MicroUSB、7针、9针接口的游戏手柄 或者 PCF8574 I/O 拓展模块(I2C接口) 购买地址
• 杜邦线、面包线 购买地址
• 按键(上、下、左、右、A、B、select、start) 购买地址 (如果使用 NES 游戏手柄则不需要按键)

制作思路

FC使用一颗理光制造的8位2A03 NMOS处理器（基于6502中央处理器，但是缺乏BCD模式），PAL制式机型运行频率为1.773447MHz，NTSC制式机型运行频率为1.7897725MHz，主内存和显示内存为2KB。
而Raspberry pi pico搭载RP2040，其拥有双核 Arm Cortex-M0+ 处理器，264KB的SRAM和2MB的板载闪存，支持高达16MB的片外Flash。
我们完全可以使用pico模拟出FC游戏机的效果。

实现思路

作为游戏机我们比较关心的是显示设备的问题，FC使用理光开发的图像控制器（PPU），有 2KB 的视频内存，调色盘可显示 48 色及 5 个灰阶。一个画面可显示 64 个角色(sprites) ，角色格式为 8×8 或 8×16 个像素，一条扫描线最多显示 8 个角色，虽然可以超过此限制，但是会造成角色闪烁。背景仅能显示一个卷轴，画面分辨率为 256×240 ，但因为 NTSC 系统的限制，不能显示顶部及底部的 8 条扫描线，所以分辨率剩下 256×224。
所以我们使用2.2寸(240×320)的显示屏就足够了。
那么，接下来是存储设备的问题，存储设备我使用sd卡存储、访问nes游戏文件。
最后就是游戏手柄部分，FC的游戏手柄有8个按钮(上、下、左、右、A、B、select、start)，也就是说我们要处理8种按键事件。虽然说pico有26个多功能GPIO引脚，但是为每个按键都分配一个GPIO引脚仍然是一个不小的开销，使用PCF8574模块我们只需要使用两个引脚即可获得所有按键的状态。

搭建开发环境

介绍到此完毕，下一篇文章我们开始搭建 raspberry pi pico 的开发环境：
raspberry pi pico|爷青回！在raspberry pi pico上玩nes游戏(2)(开源pico NES模拟器)-搭建开发环境

获取源码

仓库地址： https://gitee.com/weidongshan/rpi_pico_100ask_infones.git

今天的文章raspberry pi pico|在raspberry pi pico上玩nes游戏(1)(开源树莓派pico NES模拟器)-效果演示及介绍分享到此就结束了，感谢您的阅读。