必做系列之Arduboy👈 - 嘉立创EDA开源硬件平台

## 更新日志 ## <font color=red>(2024/3/3---游戏合集更新，添加了新的游戏，放在附录）</font> ## <font color=red>(2024/4/1---安装python插件有个小问题，已修改，感谢创友提醒） ## <font color=red>(2024/4/18---创友分享了一个不错的工具"Arduboy Toolset",工具安装包放在了附件） # DIY一个自己的Arduboy！👈  ### 成果展示  # 项目介绍 ### 之前用Attiny85做了一个糖果盒游戏机，但是能玩的游戏比较少，偶然间看到一篇文章，内容介绍了[国外创客](https://cn.thesouthshow.com/42158-How-to-Upload-Games-to-Arduboy-and-500-Games-to-Fl-37#menu-9https://cn.thesouthshow.com/42158-How-to-Upload-Games-to-Arduboy-and-500-Games-to-Fl-37#menu-9)制作的一款叫Arduiboy的游戏机，这款游戏机能玩上百个的游戏，精致且小巧，所以作为一个游戏爱好者绝不能错过这款游戏机。在网上一番搜索过后，发现已经有人开源过了，在立创开源平台上也看到[LiLinBai](https://oshwhub.com/lilinbai/Arduboyyou-hu-ji)的作品，自己想写一篇较详细的制作过程，正巧赶上了嘉立创的彩色丝印活动，耗时一个月制作了自己的Arduboy，希望我这次的作品能够让其他想自己做一个Arduboy的创友作为一个参考，提高工作效率。 ### 官方的游戏机价格大概在三四百，排除掉已有的元器件，这次的成本没有超过70RMB💰 ### 如果你喜欢这款游戏机，**你也可以自己做一个！** 接下来，我们开始🤘 # 制作过程 ### 在开始之前，收集信息很重要，我在成功制作一个Arduboy后，意识到制作一个Arduboy并不难，**重要的是有一个清晰且正确的制作过程**，下面是我总结的一个制作过程（仅作参考）  # 第一步 准备开发板和元器件 ### 用到的元器件仅作参考 | 元 件 | 图片 | 价格 | | :---: | :---: | :---: | | Pro Micro开发板 |  | 20RMB | | USBISP或者Arduino UNO |   | 10RMB或20RMB | | 面包板 |  | 4RMB | | 杜邦线、洞洞板、轻触开关 |  | 3RMB | ### 准备一块带有Atmega32U4芯片的Pro Micro开发板，烧录工具可以选择USBISP下载器或者Arduino UNO开发板（两种工具有两种烧录方法，下文有详细介绍），面包板用来搭建简易电路。 # 第二步 准备boot loader ### 这一步我找到两种方法，第一种比较麻烦，是通过Arduino IDE准备好boot loader，需要下载软件并进行相应的配置；第二种较为方便，直接从Github上下载HEX文件（也可以直接从附件中下载🚿）,下面我详细讲解一下第一种方法。 ## 在线安装开发板 ### 1.下载[Arduino IDE](https://www.arduino.cc/en/software/OldSoftwareReleases#00xx)(我用的是版本是1.8.18）并安装驱动后打开 ### 2\. 打开首选项（下面的报错不用管）  ### 3\. 打开管理器网址，将下面的代码复制上去 > https://raw\.githubusercontent\.com/MrBlinky/Arduboy\-homemade\-package/master/package\_arduboy\_homemade\_index\.json  ### 4.打开开发板管理库  ### 5.搜索并安装 *arduboy*(我这里已经安装好了）  ### 6.此时Arduboy的开发板就安装好了，这样我们就有我们需要的boot loader了  ## 离线安装 ### 如果在线安装显示安装出错😰，那就离线安装开发板 ### 1.下载附件中的 *离线安装开发板* 安装包并解压 ### 2.打开Ardino IDE文件  ### 3.将压缩包中的 *package\_arduboy\_homemade\_index\.json* 文件复制到[Arduino15]文件夹  ### 4.将压缩包里[board-package]文件夹里的压缩包全部复制到 Arduino15\staging\packages 文件夹里  ### 5.重新打开Arduino IDE后即可在开发板管理器中找到arduboy开发板 # 第三步 上传boot loader ### 这一步我总结了两种上传方式，第一种是使用刚刚配置好的 **Arduino IDE+Arduino UNO** 烧录；第二种是使用 **Progsip+USBISP** 烧录（Progsip可在附录中下载）。 ### 1.Arduino IDE+Arduino UNO烧录boot loader（美味） * ### 首先打开Arduino IDE，打开示例中的 **ArduinoISP**，然后将UNO与电脑连接。  * ### 配置完开发板后上传即可，然后Arduino UNO就能够对其它开发板进行编程了  * ### Arduino UNO与Pro Micro连接（接完一定要仔细检查，确保准确无误） | Arduino UNO | Pro Micro | | :---------: | :-------: | | VIN | 3V3 | | P11(MOSI) | MOSI | | P12(MISO) | MISO | | P13(SCK) | SCK | | P10(SS) | RST | | GND | GND | * ### 配置完开发板点击烧录引导程序  * ### 如何知道是否正确烧录了boot loader呢？可以提前将0LED与Pro Micro开发板连接起来，当boot loader烧录完成了屏幕上就会出现 **USB boot** 的图标(当时我的OLED不显示USB图标，花了挺长时间去排查，查资料说是厂商硬件问题，OLED的CS脚接GND后可以正常显示，我将OLED的CS脚接地后就可以显示了，如果你没有遇到这个问题请直接忽略这段话） | Pro Mcro | OLED | | :------: | :---: | | GND | GND | | VCC | VDD | | SCK(P15) | SCK | | MOSI(P16) | SDA | | RST | RES | | DC(P2) | DC | | GND | CS |  # 第四步 上传游戏 ### 烧录好boot loader后我们就可以上传单个游戏HEX文件到Pro Micro 开发板上，因为我这里没有单独的存储模块，所以这一步我就不演示上传单个游戏了，我总结以下三种上传方式作为参考： ### 方法一： Progsip + USBISP（只能上传单个游戏） * ### 打开Progsip，将Pro Micro开发板和USBISP连接 | USBISP下载器 | Pro Micro开发板 | | :-------: | :----------: | | MOSI | MOSI | | MISO | MISO | | VCC | 5V | | RST | RES | | SCK | SCK | | GND | GND | * ### 接着调入HEX文件  * ### 配置好熔丝后关闭，点击【自动】即可上传  ### 方法二： Arduino IDE（只能上传单个游戏） * ### 这个需要有游戏的源码，编译后通过UNO上传到开发板上（源码我暂时没有找到，不过你可以自己写游戏源码） ### 方法三：<font color=Cyan>TYPE\-C \+ Python（上传单个游戏和游戏合集的制作\+上传）</font> * ### 这里我们直接利用第三种方法上传游戏合集，这种方式需要Mr.Blinky制作的python脚本，具体内容见 <font color=Crimson>第八步</font> # 第五步 测试游戏 ### 简单来说就是通过面包板将Pro Micro开发板和轻触按键连接起来测试能否控制游戏运行，主要为了确保原理图没有错误。这里我用第四步中的第一种方法上传，下图所示中因为当时我没有大一点的面包板，所以将按键焊接在洞洞板上再插到面包板上。  # 第六步 立创EDA 启动 ### 好！到这里我们的所有准备工作就做完了，看到这里如果累了的话喝杯水休息一下，接下来！我们就可以安心的画图打板焊接了！原......啊不对！立创EDA！启动  ### 我参考并结合了国外创客和LiLinBai的原理图，做了些修改， * #### 电源接口：使用常见的Type-C 16P作为电源接口，同时可以上传游戏合集，<font color=Red>**注意：焊接的时候别漏焊、虚焊、连锡，能用铁板烧就用铁板烧，焊接完一定要用万用表检查一下D+和D-是否短路或者是否与焊盘连接好了，不然后面使用数据线上传游戏合集的时候电脑识别不到芯片（我被这个问题搞惨了😂）**</font>  * ### 一键开关机功能：SAM8108可实现高低电平状态的转换，输出给到稳压芯片SGM2036的使能端，从而控制整个系统电源的通断，网络标签PW同时给到两个芯片的电源输入端，肖特基二极管保证了只有其中一个电源进行供电。我找到了输入电压范围为1.6V-4.5V的SGM2036，输出3.3V电压。还有一件事！这两个芯片便宜，淘宝就能买到👀。  * ### 锂电池充电电路：经典TP4056 * ### 电源切换电路：当外部电源接入，栅源电压差不满足导通条件，外部电源对系统供电的同时对锂电池进行充电，电源指示灯LED3常亮，充满电后LED3熄灭LED4常量；外部电源移走后，栅漏电压满足导通条件，锂电池作为电源对系统进行供电。  * ### 主控电路：我买的芯片封装是VQFN，用烙铁焊挺舒畅的😁（TYPE-C 16P，我的一生之敌）  * ### OLED换成1.3寸（0.96寸的是真的费眼睛），根据数据手册改一下外部元件参数即可  * ### 存储芯片：存储空间16M Byte，足够存储上百个游戏  * ### 这个预留接口以通孔的形式放置在PCB上，如果你是直接买的是单独的芯片，可以通过一些较细的测试针或者单股导线来烧录boot loader（烧录方法参考上文）   * ### 控制按键换成摇杆开关，三个静音按键用作A、B键和复位键，开关按键控制开/关机。  ### <font color=Red>**绘制完原理图一定要仔仔细细地检查，然后再去画PCB**</font> # 第七步 BOM下单 打板 焊接 组装 ### 都快2024年了！不会还有人不知道[嘉立创免费打板](https://www.jlc.com/newOrder/#/collectCoupons)吧？👈  ### 记得先（薅）领完🐑免费打样券再去打板，焊接时注意安全。 # 第八步 <font color=MediumVioletRed>制作游戏合集并上传</font> ### 这位创友😛都看到这里了，不收藏+点赞+关注一下？👅 ### <font color=Red>如果你想直接开玩的话，直接下载附件里我制作的游戏包或者其他创客的游戏包进行上传，也可以直接到文章末使用Arduboy Toolset工具更快的上制作上传游戏合集</font>；如果你想自己制作自己喜欢的游戏合集并上传到Aduboy上，请看下文： * #### 根据Mr.Blinky的read.m文件中的指示,我们先要下载符合自己电脑操作系统的[python 3.7](https://www.python.org/downloads/windows/https:/www.python.org/downloads/windows/), * #### 首先创建一个文件夹，在里面再创建几个文件夹用来给游戏分类，然后新建一个文本文件，后缀名为 ***.csv*** ，接着将flashcart-builder.py和flashcart-writer.py两个脚本复制到这里（脚本在附录）  * #### 安装下面两个插件：[win+r]调出命令窗口，分别输入下列代码回车即可安装 ``` python -m pip install pillow ``` ``` python -m pip install pyserial ``` * #### 我之前用win10安装这两个插件遇到一堆问题，但是用win11安装就很顺利😂。安装完后如下图显示  * #### 接下来制作游戏合集，用记事本打开我们刚刚创建好的 ***arduboy.csv***,因为制作游戏文件主要用到游戏图片和游戏HEX文件，所以我们在[Erwin's Arduboy Collection](https://arduboy.ried.cl/)下载游戏HEX文件并在[模拟器](https://felipemanga.github.io/ProjectABE/)上运行游戏并截屏,HEX文件和游戏图片放在游戏种类文件夹里，<font color=Red>游戏图片直接右键另存为PNG格式即可</font>这样方便制作游戏合集。  * #### <font color=Red>注意！！！每一个游戏文件夹里都要包含游戏HEX文件和游戏图片</font>，还有就是你的图片的分辨率必须是<font color=Red>128x64，图片颜色最好是黑白的</font>，处理方式有很多，自行选择。下面我下载一个射击游戏和一个动作游戏为例演示一下  * #### <font color=Red>重要！！！接着用记事本打开 Game.csv 文件</font>，按照下图格式编写完后保存 （附件有我的.csv文件做参考） 下图看不懂的话请评论区留言，我每天都会查看或者[如何制作游戏合集并打包](https://www.bilibili.com/video/BV1gY411h7CH/?spm_id_from=333.1007.top_right_bar_window_custom_collection.content.click&vd_source=a506be89ba4ff25b0e4862b1407134d2)  * #### 接着在 ***游戏合集*** 这个文件夹内搜索栏输入\*\*\*cmd\*\*\*后回车，输入`python flashcart-builder.py Game.csv`后回车进行打包，打包信息也会显示在界面上。  * #### 接着我们将制作好的Arduboy通过USB连接到电脑，同时记得按下开关机键对系统上电，不然电脑识别不到芯片（曾经我一度怀疑我的焊接技术，最后没想到是没有开机😂)  * #### 接着在命令窗口再次输入`python flashcart-writer.py game-image.bin`后回车就会上传游戏合集，你可以将你喜欢的游戏加入到文本里打包并上传。  * #### 稍微加点东西进去  * #### Mr.bilnky还制作了一个GUI脚本，也可以用来上传打包好游戏合集，一并放在了附件  * ### 到这里Arduboy的整个制作过程就完成了，恭喜你坚持到了这里！，现在你也有自己的Arduboy了。 ## <font color=MediumVioletRed>Arduboy Toolset工具简单使用</font> ### 这个工具也是比之前的GUI脚本更方便，不但可以上传游戏合集，还可以在线选择目前已有的arduboy游戏并上传到设备上，还能直接在线制作并打包游戏合集，效率提升了很多！！！  * ### 在线上传游戏合集  * ### 在线选择和更新游戏  * ### 更新游戏机里原有的游戏；在线选择游戏  * ### 选择全部后选择更新  * ### 点击OK后等待一会  * ### 可以看到最下面显示已经添加了431个游戏  * ### 然后直接上传游戏合集就OK了  # 写在最后 ### 本工程的原理图和PCB都是经过验证并且没有问题，请放心地参考和打板，同时也期待你有更好的优化方案。 # 参考资料 ### 1️⃣如果制作过程中遇到问题的话可以去[Arduboy官网](https://www.arduboy.com/)或者[Arduboy官方论坛](https://community.arduboy.com/)去寻找解决方法（很有用！） ### 2️⃣[\[入门\]使用USBasp给arduino烧写bootloader](https://mc.dfrobot.com.cn/thread-10202-1-1.html) ### 3️⃣[Arduboy PC仿真器使用](https://blog.csdn.net/weixin_37127273/article/details/108408396) ### 4️⃣[如何将游戏上传到Arduboy和500游戏到Flash-cart：8个步骤](https://cn.thesouthshow.com/42158-How-to-Upload-Games-to-Arduboy-and-500-Games-to-Fl-37#google_vignette)（可能打不开）