為什么目前的單片機(jī)依舊無法實(shí)現(xiàn)從前紅白機(jī)那樣的游戲效果

現(xiàn)有的單片機(jī)比如51，avr等都可以跑十幾MHz的頻率，擁有幾K的內(nèi)存，比以前的紅白機(jī)用的處理器跑1.8MHz應(yīng)該快多了(同樣是8bit的處理器)，但是貌似用單片機(jī)還是沒辦法做出像超級瑪麗這樣比較大而且運(yùn)行流暢的游戲，這是為什么呢?

有位牛人利用單片機(jī)自制了FC游戲機(jī)，該游戲機(jī)使用51系列MCU作為控制器，8bit游戲機(jī)FC的顯示芯片6538作為PPU

硬件調(diào)試已經(jīng)全部通過，實(shí)際畫面效果流暢度可以與FC媲美，目前只有一個(gè)用魂斗羅2的圖做的一個(gè)簡單的DEMO,而且效果僅僅是一個(gè)背景加幾個(gè)卡通

性能參數(shù)：

MCU：STC89c52R，11.0592Mhz雙倍速，可以換更高的晶振或性能更快的51MCU

內(nèi)存：16KB

PPU：型號：UA6538(2C02)

發(fā)色數(shù),：最大發(fā)色數(shù)56色，同屏幕顯示25色

解析度：256x240

顯存:4KB

聲音：暫時(shí)沒有

輸出：CVBS, PAL制式

RF射頻

之所以想到做這款機(jī)器主要是因?yàn)槭懿涣擞脜R編寫FC游戲，于是希望使用上更快的CPU用c語言來寫FC游戲，控制器選擇使用51，因?yàn)?1性價(jià)比高，其速度足以跟得上PPU6538的節(jié)奏

而且可以方便的升級，用更快的51來替代，比如使用1T的51。

現(xiàn)在終于可以用c寫FC游戲了，這個(gè)DEMO就是在keilc開發(fā)環(huán)境上寫出來，其中沒有嵌入任何匯編代碼，卡通(主角魂斗羅)照樣可以平滑移動，不過如果場景變得更復(fù)雜還是有可能嵌入?yún)R編加速。

上圖：

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只看樓主

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daylight

LV.4

2014-02-11 15:03

由上面的例子我們可以看出，除了cpu外，不能忽略顯示控制芯片的作用。

FC上還有一個(gè)關(guān)鍵的芯片-- PPU RP2C02 (兼容機(jī)上是UA6538)，由這顆芯片來驅(qū)動電視機(jī)，下為FC原理圖：

C使用理光開發(fā)的圖像控制器(PPU)，有 2KB 的視頻內(nèi)存，調(diào)色盤可顯示 48 色及 5 個(gè)灰階。一個(gè)畫面可顯示 64 個(gè)角色(sprites) ，角色格式為 8x8 或 8x16 個(gè)像素，一條掃描線最多顯示 8 個(gè)角色，雖然可以超過此限制，但是會造成角色閃爍。背景僅能顯示一個(gè)卷軸，畫面分辨率為 256x240 ，但因?yàn)?NTSC 系統(tǒng)的限制，不能顯示頂部及底部的 8 條掃描線，所以分辨率剩下 256x224

我們可以參考可編程6538圖像處理器初析

不經(jīng)過cpu運(yùn)算，通過發(fā)命令的方式讓色塊(游戲人物、障礙物)顯示、移動的功能，應(yīng)該屬于硬件渲染吧(說錯(cuò)勿怪)，所以這顆芯片還是很給力的。

如果僅靠51單片機(jī)的IO口直接驅(qū)動顯示設(shè)備，那恐怕就只能得到

這樣的

還有這樣的

以及這樣的

雖說畫面還都說的過去，但是總是感覺跟FC的效果在色彩和分辨率上有差距

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soap泡泡

LV.4

2014-02-22 19:31

@daylight

由上面的例子我們可以看出，除了cpu外，不能忽略顯示控制芯片的作用。FC上還有一個(gè)關(guān)鍵的芯片--PPURP2C02(兼容機(jī)上是UA6538)，由這顆芯片來驅(qū)動電視機(jī)，下為FC原理圖：[圖片]C使用理光開發(fā)的圖像控制器(PPU)，有2KB的視頻內(nèi)存，調(diào)色盤可顯示48色及5個(gè)灰階。一個(gè)畫面可顯示64個(gè)角色(sprites)，角色格式為8x8或8x16個(gè)像素，一條掃描線最多顯示8個(gè)角色，雖然可以超過此限制，但是會造成角色閃爍。背景僅能顯示一個(gè)卷軸，畫面分辨率為256x240，但因?yàn)镹TSC系統(tǒng)的限制，不能顯示頂部及底部的8條掃描線，所以分辨率剩下256x224 C使用理光開發(fā)的圖像控制器(PPU)，有2KB的視頻內(nèi)存，調(diào)色盤可顯示48色及5個(gè)灰階。一個(gè)畫面可顯示64個(gè)角色(sprites)，角色格式為8x8或8x16個(gè)像素，一條掃描線最多顯示8個(gè)角色，雖然可以超過此限制，但是會造成角色閃爍。背景僅能顯示一個(gè)卷軸，畫面分辨率為256x240，但因?yàn)镹TSC系統(tǒng)的限制，不能顯示頂部及底部的8條掃描線，所以分辨率剩下256x224我們可以參考可編程6538圖像處理器初析不經(jīng)過cpu運(yùn)算，通過發(fā)命令的方式讓色塊(游戲人物、障礙物)顯示、移動的功能，應(yīng)該屬于硬件渲染吧(說錯(cuò)勿怪)，所以這顆芯片還是很給力的。如果僅靠51單片機(jī)的IO口直接驅(qū)動顯示設(shè)備，那恐怕就只能得到這樣的[圖片]這樣的[圖片]還有這樣的[圖片]以及這樣的[圖片]雖說畫面還都說的過去，但是總是感覺跟FC的效果在色彩和分辨率上有差距

我不認(rèn)為做不出來，芯片的應(yīng)用場景不同。

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matou

LV.3

2014-02-22 19:33

即便是相同頻率的處理器，其浮點(diǎn)運(yùn)算能力和指令集也是不同的，在處理圖像和邏輯時(shí)表現(xiàn)出來的能力也不同。游戲?qū)μ幚砥鞯南闹饕卿秩径皇沁壿嫛?/span>另外超級瑪麗的技術(shù)可不簡單，用到了背緩沖，僅繪制變化的tile等等手段提高渲染效率，不用這些技術(shù)紅白機(jī)也跑不動超級瑪麗。這些技術(shù)雖然都很古老了，但也不是一個(gè)編程初學(xué)者隨隨便便可以掌握的

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close3

LV.5

2014-02-22 19:36

@daylight

指令集不同另外紅白機(jī)里不止有6502cpu 還有視頻處理器生音處理器，噪聲發(fā)生的好幾個(gè)硬件，所以才能用很低的頻率產(chǎn)生很流暢的畫面

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daylight

LV.4

2014-02-22 19:37

@matou

即便是相同頻率的處理器，其浮點(diǎn)運(yùn)算能力和指令集也是不同的，在處理圖像和邏輯時(shí)表現(xiàn)出來的能力也不同。游戲?qū)μ幚砥鞯南闹饕卿秩径皇沁壿嫛Ａ硗獬壃旣惖募夹g(shù)可不簡單，用到了背緩沖，僅繪制變化的tile等等手段提高渲染效率，不用這些技術(shù)紅白機(jī)也跑不動超級瑪麗。這些技術(shù)雖然都很古老了，但也不是一個(gè)編程初學(xué)者隨隨便便可以掌握的

有道理，我想stm32移植過該游戲的應(yīng)該更有體會。stm32也跑的不是特別流暢。

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