【AT-START-F423测评】+NES模拟器

只看该作者 · 2023-11-21 23:44

本帖最后由夜声于 2023-11-21 23:46 编辑

一、前言
很幸运的参与本次AT32F423开发板的测评，计划首先按自己的风格新建个工程，实现基本外设SPI，UART，LED等外设，然后基于SPI实现2.8寸的LCDTFT，LCD正常显示后实现NES模拟器。
二、NES简介
NES是“Nintendo Entertainment System”的缩写，它是任天堂公司在1980年代推出的一款家用游戏机。在日本，它被称为Famicom（Family Computer）。NES于1983年在日本首次推出，随后于1985年在北美地区发行，成为当时家庭游戏市场的主导力量。
这款游戏机因其丰富的游戏库、经典的游戏系列以及在家庭游戏市场的影响力而备受推崇。它引入了许多经典游戏，如《马里奥兄弟》（Super Mario Bros.）、《塞尔达传说》（The Legend of Zelda）、《魂斗罗》（Contra）和《魔界村》（Castlevania）等，这些游戏至今仍然被认为是游戏史上的经典之作。
本次就基于AT32F423VCT6实现这部分代码。大概说一下这个芯片的资源。
AT32F423系列超值型ARM®Cortex®-M4F微控制器，高达150MHz的CPU运算速度与内建的单精度浮点运算单元(FPU)、数字信号处理器(DSP)，多达256KB闪存存储器(Flash)及48KB随机存取存储器(SRAM)，而系统存储器(20KB)除可作启动加载程序(Bootloader)外，也可一次性配置成一般用户程序和数据区，达到256+20KB的最大空间使用。片上丰富的外设资源，用以加强连接性，集成XMC接口(拓展PSRAM，NOR存储器，或8080/6800模式并行LCD)、1个OTG控制器(设备模式支持无晶振Xtal-less)、2组CAN总线、8个UART、3个SPI/I²S(可组合全双工模式)、3个I²C、1个16位高级定时器、8个16位通用定时器、1个32位通用定时器、2个16位基本定时器。1个采样率高达5.33Msps的12位24通道高速ADC与2个12位DAC，为支持混合信号控制提供更高的性价比。
三、移植准备
3.1新建工程
首先下载相关资料，函数库，以及一些示例，板级支持包

新建自己的工程目录，将函数库，M4头文件，板级文件拷贝过来

打开keil，新建工程，添加源码以及头文件路径

3.2 SPI驱动
这里的SPI只用于LCD的驱动，配置为主机模式，实现8位数据发送即可。

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void spi1_init(void)



{



gpio_init_typegpio_initstructure;



spi_init_typespi_init_struct;



crm_periph_clock_enable(CRM_SPI1_PERIPH_CLOCK, TRUE);



crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOA_PERIPH_CLOCK, TRUE);



gpio_default_para_init(&gpio_initstructure);



/* spi1 sck pin */



gpio_initstructure.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;



gpio_initstructure.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;



gpio_initstructure.gpio_pull = GPIO_PULL_UP;



gpio_initstructure.gpio_mode = GPIO_MODE_MUX;



gpio_initstructure.gpio_pins = GPIO_PINS_5;



gpio_init(GPIOA, &gpio_initstructure);



gpio_pin_mux_config(GPIOA, GPIO_PINS_SOURCE5, GPIO_MUX_5);



/* spi1 mosi pin */



gpio_initstructure.gpio_pull = GPIO_PULL_UP;



gpio_initstructure.gpio_pins = GPIO_PINS_7;



gpio_init(GPIOA, &gpio_initstructure);



gpio_pin_mux_config(GPIOA, GPIO_PINS_SOURCE7, GPIO_MUX_5);



/* RST= PA2,DC=PA3 */



gpio_initstructure.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;



gpio_initstructure.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;



gpio_initstructure.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;



gpio_initstructure.gpio_pins = GPIO_PINS_2 | GPIO_PINS_3;



gpio_initstructure.gpio_pull = GPIO_PULL_UP;



gpio_init(GPIOA, &gpio_initstructure);



spi_default_para_init(&spi_init_struct);



spi_init_struct.transmission_mode = SPI_TRANSMIT_FULL_DUPLEX;



spi_init_struct.master_slave_mode = SPI_MODE_MASTER;



spi_init_struct.mclk_freq_division = SPI_MCLK_DIV_4;



spi_init_struct.first_bit_transmission = SPI_FIRST_BIT_MSB;



spi_init_struct.frame_bit_num = SPI_FRAME_8BIT;



spi_init_struct.clock_polarity = SPI_CLOCK_POLARITY_HIGH;



spi_init_struct.clock_phase = SPI_CLOCK_PHASE_1EDGE;



spi_init_struct.cs_mode_selection = SPI_CS_SOFTWARE_MODE;



spi_init(SPI1, &spi_init_struct);



spi_enable(SPI1, TRUE);



}



void spi_writebyte(uint8_t TxData)



{



while(spi_i2s_flag_get(SPI1, SPI_I2S_TDBE_FLAG) == RESET);



spi_i2s_data_transmit(SPI1, TxData);



}

3.3 LCD显示实现
上面已经实现了SPI 的驱动，以及8位发送，移植LCD的驱动代码，替换显示发送函数，以及IO定义。
写数据函数：

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<blockquote>void LCD_WR_DATA(u8 data)

写命令函数：

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void LCD_WR_REG(u8 data)

{ 

   LCD_CS_CLR;     

         LCD_RS_CLR;          

   spi_writebyte(data);

   LCD_CS_SET;        

}

写16位数据函数：

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void Lcd_WriteData_16Bit(u16 Data)

{        

   LCD_CS_CLR;

   LCD_RS_SET;  

   spi_writebyte(Data>>8);

         spi_writebyte(Data);

   LCD_CS_SET;

}

LCD所用IO定义：

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#define LCD_CS_PIN  GPIO_PINS_1

#define LCD_RST_PIN GPIO_PINS_2

#define LCD_DC_PIN         GPIO_PINS_3

#define gpio_x                         GPIOA



//GPIOÖÃÎ»£¨À¸ß£©

#define        LCD_CS_SET  gpio_x->scr = LCD_CS_PIN    //Æ¬Ñ¡¶Ë¿Ú          

#define        LCD_RS_SET        gpio_x->scr = LCD_DC_PIN    //Êý¾Ý/ÃüÁî    

#define        LCD_RST_SET        gpio_x->scr = LCD_RST_PIN   //¸´Î»                          



//GPIO¸´Î»£¨ÀµÍ£©                                                            

#define        LCD_CS_CLR  gpio_x->clr = LCD_CS_PIN     //Æ¬Ñ¡¶Ë¿Ú          

#define        LCD_RS_CLR        gpio_x->clr = LCD_DC_PIN     //Êý¾Ý/ÃüÁî  

#define        LCD_RST_CLR        gpio_x->clr = LCD_RST_PIN    //¸´Î»

四、移植过程
添加NES源码：

添加源码路径：

nes_main主函数：

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void nes_main(void)

{

    NesHeader *neshreader = (NesHeader *) rom_file;

    init6502mem( 0,         /*exp_rom*/

                 0,         /*sram ÓÉ¿¨ÀàÐÍ¾ö¶¨, ÔÝ²»Ö§³Ö*/

                 (&rom_file[0x10]),      /*prg_rombank, ´æ´¢Æ÷´óÐ¡ ÓÉ¿¨ÀàÐÍ¾ö¶¨*/

                 neshreader->romnum

               );  //³õÊ¼»¯6502´æ´¢Æ÷¾µÏñ

    reset6502();

    PPU_Init((&rom_file[0x10] + (neshreader->romnum * 0x4000)),(neshreader->romfeature & 0x01));   /*PPU_³õÊ¼»¯*/

    //NES_JoyPadInit();

    NesFrameCycle();

}

PPU显示每一行：

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void NES_RenderLine(int y_axes)

{

//    static u8 flag=0;

        int i, render_spr_num, spr_size, dy_axes;

    PPU_Reg.R2 &= ~R2_LOST_SPR;                                         //ÉèÖÃPPU×´Ì¬¼Ä´æÆ÷R2 SPR LOSTµÄ±êÖ¾Î»

    if(PPU_Reg.R1 & (R1_BG_VISIBLE | R1_SPR_VISIBLE))                   //ÈôÎª¼Ù£¬¹Ø±ÕÏÔÊ¾£¬Ìî0ºÚ

    {

        /*Çå¿ÕÏÔÊ¾»º´æ£¬ÔÚ´ËÉèÖÃµ×±³¾°É«£¨´ýÈ·¶¨£©*/

        for(i=0; i<(8 + 256 + 8) ; i++)                       //ÏÔÊ¾Çø 7 ~ 263  0~7 263~270 Îª·ÀÖ¹Òç³öÇø

        {

            Buffer_scanline[i] =  NES_Color_Palette[PPU_Mem.image_palette[0]];

        }

        spr_size = PPU_Reg.R0 & R0_SPR_SIZE ? 0x0F : 0x07;              //spr_size 8£º0~7£¬16: 0~15

        /* É¨Ãè±³¾°sprite²¢×ª»»³ÉÏÔÊ¾Êý¾ÝÐ´Èëµ½»º´æ,Ã¿Ò»ÐÐ×î¶àÖ»ÄÜÏÔÊ¾8¸öSprite*/

        if(PPU_Reg.R1 & R1_SPR_VISIBLE)                                 //Èô¿ªÆôspriteÏÔÊ¾

        {

            render_spr_num=0;                                           //ÇåÁãÏÔÊ¾¼ÆÊýÆ÷

            for(i=63; i>=0; i--)                                        //ÈôÖØµþsprites 0 ¾ßÓÐÏÔÊ¾×î¸ßÓÅÏÈ¼¶£¬ÆäÓàÓÅÏÈ¼¶Ë³Ðò´ÎÖ®£¬ËùÒÔ×îÏÈÏÔÊ¾×îµÍÓÅÏÈ¼¶

            {

                /*ÅÐ¶ÏÏÔÊ¾²ã£¨·Ç£© ±³¾°*/

                if(!(sprite[i].attr & SPR_BG_PRIO))

                {

                    continue;    //(0=Sprite In front of BG, 1=Sprite Behind BG)

                }

                /*ÅÐ¶ÏÏÔÊ¾Î»ÖÃ*/

                dy_axes = y_axes - (uint8)(sprite[i].y + 1);            //ÅÐ¶ÏspriteÊÇ·ñÔÚµ±Ç°ÐÐÏÔÊ¾·¶Î§ÄÚ,sprite y (FF,00,01,...EE)(0~239)

                if(dy_axes != (dy_axes & spr_size))

                {

                    continue;    //Èô²»ÔÚÔò·µ»Ø¼ÌÐøÑ»·²éÕÒÏÂÒ»¸ö

                }

                /*Èô´æÔÚspriteÔÚµ±Ç°ÏÔÊ¾ÐÐ,Ôò×ªÈëÏÂÃæÏÔÊ¾½×¶Î*/

                render_spr_num++;                                       //ÒÑÏÔÊ¾µÄspriteµÄÊýÄ¿+1

                if(render_spr_num > 8 )                                 //Ò»ÐÐ³¬¹ý8¸öspreite£¬Ìø³öÑ»·

                {

                    PPU_Reg.R2 |= R2_LOST_SPR;                          //ÉèÖÃPPU×´Ì¬¼Ä´æÆ÷R2µÄ±êÖ¾Î»

                    break;

                }

                if(PPU_Reg.R0 & R0_SPR_SIZE)                            //ÈôÎªÕæ£¬spriteµÄ´óÐ¡8*16

                {

                    NES_RenderSprite16(&sprite[i], dy_axes);

                }

                else                                                    //ÈôÎª¼Ù£¬spriteµÄ´óÐ¡8*8

                {

                    NES_RenderSprite88(&sprite[i], dy_axes);

                }

            }

        }

        /* É¨Ãè±³¾° background*/

        if(PPU_Reg.R1 & R1_BG_VISIBLE)

        {

            NES_RenderBGLine(y_axes);                                   //É¨Ãè²¢ÉèÖÃSprite #0Åö×²±êÖ¾

        }

        /* É¨ÃèÇ°¾°sprite²¢×ª»»³ÉÏÔÊ¾Êý¾ÝÐ´Èëµ½»º´æ,Ã¿Ò»ÐÐ×î¶àÖ»ÄÜÏÔÊ¾8¸öSprite*/

        if(PPU_Reg.R1 & R1_SPR_VISIBLE)                                 //Èô¿ªÆôspriteÏÔÊ¾

        {

            render_spr_num=0;                                           //ÇåÁãÏÔÊ¾¼ÆÊýÆ÷

            /* ÈôÖØµþsprites 0 ¾ßÓÐÏÔÊ¾×î¸ßÓÅÏÈ¼¶£¬ÆäÓàÓÅÏÈ¼¶Ë³Ðò´ÎÖ®£¬ËùÒÔ×îÏÈÏÔÊ¾×îµÍÓÅÏÈ¼¶

             * ±¸×¢£ºÈôÇ°¾°sprites ÓÅÏÈ¼¶µÍÓÚ±³¾°ÓÅÏÈ¼¶£¬ÖØµþµÄÑÕÉ«£¬Ç°¾°ÓÅÏÈ¼¶µÍÓÚ±³¾°ÓÅÏÈ¼¶µÄ»°£¬Ç°¾°½«²»»áÏÔÊ¾(ÔÝÎ´´¦Àí)*/

            for(i=63; i>=0; i--)

            {

                /*ÅÐ¶ÏÏÔÊ¾²ã Ç°¾°*/

                if(sprite[i].attr & SPR_BG_PRIO)

                {

                    continue;    //(0=Sprite In front of BG, 1=Sprite Behind BG)

                }

                /*ÅÐ¶ÏÏÔÊ¾Î»ÖÃ*/

                dy_axes = y_axes - ((int)sprite[i].y + 1);              //ÅÐ¶ÏspriteÊÇ·ñÔÚµ±Ç°ÐÐÏÔÊ¾·¶Î§ÄÚ,sprite y (FF,00,01,...EE)(0~239)

                if(dy_axes != (dy_axes & spr_size))

                {

                    continue;    //Èô²»ÔÚÔò·µ»Ø¼ÌÐøÑ»·²éÕÒÏÂÒ»¸ö

                }

                /*Èô´æÔÚspriteÔÚµ±Ç°ÏÔÊ¾ÐÐ,Ôò×ªÈëÏÂÃæÏÔÊ¾½×¶Î*/

                render_spr_num++;                                       //ÒÑÏÔÊ¾µÄspriteµÄÊýÄ¿+1

                if(render_spr_num > 8 )                                 //Ò»ÐÐ³¬¹ý8¸öspreite£¬Ìø³öÑ»·

                {

                    PPU_Reg.R2 |= R2_LOST_SPR;                          //ÉèÖÃPPU×´Ì¬¼Ä´æÆ÷R2µÄ±êÖ¾Î»

                    break;

                }

                if(PPU_Reg.R0 & R0_SPR_SIZE)                            //ÈôÎªÕæ£¬spriteµÄ´óÐ¡8*16

                {

                    NES_RenderSprite16(&sprite[i], dy_axes);

                }

                else                                                    //ÈôÎª¼Ù£¬spriteµÄ´óÐ¡8*8

                {

                    NES_RenderSprite88(&sprite[i], dy_axes);

                }

            }

        }

    }

    else

    {

        for(i=0; i<(8 + 256 + 8); i++)

        {

            Buffer_scanline[i] = BLACK;//Çå¿ÕÏÔÊ¾»º´æ,ºÚÆÁ

        }

    }

    /*Íê³ÉÉ¨Ãè£¬½«ÐÐÏÔÊ¾»º´æÐ´ÈëLCD*/

    NES_LCD_DisplayLine(y_axes, Buffer_scanline);//Æô¶¯LCDÏÔÊ¾Ò»ÐÐ£¬²éÑ¯»òDMA´«ËÍ

}

将行缓存写入LCD：

复制

void NES_LCD_DisplayLine(int y_axes, uint16 *Disaplyline_buffer)

{

        u16 index;                                           

        LCD_SetWindows(0,200,240,y_axes);        

         LCD_WriteRAM_Prepare();

        for(index = 16; index < 256; index++)

        {

                Lcd_WriteData_16Bit( Buffer_scanline[index]);

        }

}

显示效果如下：

只看该作者 · 2023-11-24 17:20

这个挺有趣，刷屏效果也不错，没考虑用FSMC刷屏吗

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