Декодеры команд джойстиков от игровых видеоприставок

Идея разработать микроконтроллерные декодеры для джойстиков разных типов появилась в результате знакомства со статьей [1]. Предложенный там декодер сигналов джойстика "Dendy" довольно сложен (собран на четырех микросхемах серии К561), не защищен от дребезга контактов кнопок джойстика и имеет низкую нагрузочную способность выходов. Эти проблемы удалось решить, изготовив функционально аналогичное устройство всего на одной микросхеме — дешевом микроконтроллере АТ89С2051. Дополнительно введена функция звукового подтверждения нажатий кнопок джойстика, каждой из которых соответствует тон определенной высоты.

Схема декодера для джойстика "Dendy" приведена на рис. 1, а в табл. 1 — коды прошивки FLASH-ПЗУ микроконтроллера DD1. О принципе работы этого джойстика можно прочитать в [2]. Там же приведены временные диаграммы его сигналов. Декодер преобразует их в логические уровни на выходах портов Р1 и РЗ микроконтроллера. Нажатой кнопке соответствует низкий, не нажатой — высокий уровень на соответствующем выходе. Сигналы А и В можно снять не только с указанных на схеме выводов микроконтроллера, но и с его выходов с открытым стоком — соответственно линий Р1.0 (выв. 12) и Р1.1 (выв. 13).

Увеличить

Пьезоизлучатель НА1 предназначен для звуковой индикации нажатий кнопок джойстика. Конденсаторы СЗ, С4 и кварцевый резонатор ZQ1 входят в типовую схему включения микроконтроллера. Конденсатор С1 — блокировочный по питанию, С2 необходим для формирования импульса начального сброса. Напряжение +5 В подают от блока питания управляемого устройства.

На рис. 2 изображена схема декодера команд, подаваемых с помощью джойстика игровой приставки "SEGA Mega Drive-2". Описание этого джойстика и его сигналов можно найти в [3]. Так как необходимое число входных и выходных линий микроконтроллера в данном случае больше, чем в предыдущем, пришлось заменить 20-вывод-ный микроконтроллер АТ89С2051 40-выводным АТ89С51.

Коды прошивки его FLASH-ПЗУ приведены в табл. 2. Джойстик подключают к разъему ХР1, декодированные команды снимают с портов Р1, РЗ микроконтроллера.

Увеличить

На рис. 3 представлена схема еще одного варианта декодера.

Он работает с джойстиками от приставок "Sony PlayStation" и "Sony PlayStation 2". В память микроконтроллера DD1 следует загрузить коды из табл. 3.

Увеличить

Немного о принципе обмена информацией между этими джойстиками и декодером. Предварительно установив низкий уровень на линии SEL, микроконтроллер DD1 формирует на линии CLOCK последовательность из пяти групп по восемь импульсов низкого логического уровня в каждой. Импульсы первых трех групп синхронизируют обмен служебной информацией по линиям COMMAND (от декодера к джойстику) и DATA (в обратном направлении). На каждый из 16-ти синхроимпульсов последних двух групп джойстик отвечает установкой на линии DATA логического уровня, отображающего состояние очередной кнопки. Порядок опроса кнопок совпадает с порядком перечисления выходных сигналов декодера на схеме (см. рис. 3, сверху вниз). По окончании цикла опроса микроконтроллер устанавливает на линии SEL высокий уровень.

Нумерация контактов розетки XS1 соответствует указанной на плате видеоприставки модификации "PS one". К декодеру можно подключать как обычный цифровой джойстик, так и цифро-аналоговый ("Dual Shock"). В первом случае на выходах "JoyL" и "JoyR" постоянно присутствует высокий логический уровень, так как соответствующих кнопок на рычагах цифрового джойстика нет.

При необходимости декодер можно питать напряжением 5 В вместо 3,5 В, указанных на схеме. В этом случае излишек напряжения гасят двумя диодами КД522Б (или другими кремниевыми маломощными).

Во все три варианта декодера можно устанавливать кварцевые резонаторы ZQ1 на любую частоту от 4 до 8 МГц. Дальнейшее повышение частоты вплоть до предельной для примененного микроконтроллера возможно, но нежелательно, так как сопровождается уменьшением периода опроса кнопок и повышением тональности звуковых сигналов. Период опроса равен 20 мс при частоте кварца 4 МГц. При необходимости (ее определяют опытным путем) период опроса можно увеличить в два раза. Для этого достаточно соединить между собой выводы 2 и 3 (см. рис. 1), 26 и 27 (см. рис. 2) или 21 и 22 (см. рис. 3) микроконтроллера DD1. Эти соединения показаны на схемах штриховыми линиями.

В предлагаемых декодерах будут работать микроконтроллеры АТ89С51, АТ89С2051 с любыми буквенно-цифровыми индексами, например АТ89С2051-12РС. Цифры в индексе означают максимальную частоту кварцевого резонатора, МГц, буквы Р — корпус PDIP, S — корпус SOIC (для поверхностного монтажа), С или I — интервал рабочей температуры соответственно 0...+70 °С (commercial) или -45...+85 °С (industrial). Для загрузки памяти микроконтроллеров рекомендую воспользоваться программатором, описанным в [4].

Все конденсаторы керамические, например, К10-17. Излучатель звука НА1 из серии ЗП или другой пьезокерамический без встроенного генератора.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кулешов С. Джойстик Dendy—выносной пульт управления. — Радио, 2002, ╧ 4. с. 21.
2. Рюмик С. Особенности схемотехники восьмибитных видеоприставок. — Радио, 1997, ╧ 10, с. 27—30.
3. Рюмик С. Особенности схемотехники 16-битных видеоприставок. — Радио, 1998. ╧ 5, с. 27—29.
4. Рюмик С. "Параллельный" программатор для АТ89. — Радио, 2004, ╧ 2, с. 28—31.

От редакции. Файлы прошивок микроI контроллеров вместе с исходными текстами программ для всех вариантов декодера находятся на нашем FTP-сервере по адресу <ftp://ftp.radio.ru/pub/2004/06/decixier/ decoder.zip>.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 6 номер 2004 год