STM32之移植原生的infoNES nes游戏模拟器源码实现游戏自由！！！（原生纯C版，非汇编版）

一、infoNES 简介

        infoNES 是一款轻量级、开源的 FC（NES）游戏机模拟器，核心目标是在资源受限的平台（如嵌入式设备、早期 PC）上实现 NES 游戏的流畅运行。其设计理念是 “简洁、高效、可移植”，源码结构清晰、无复杂依赖，成为嵌入式开发者学习模拟器原理、移植复古游戏的经典范本。

       InfoNES 的整体架构，从功能上看，InfoNES 由 五个核心子系统组成：

1️⃣ CPU：6502 模拟器

        软件模拟 MOS 6502 CPU，每条指令严格按照 周期（cycle）执行，使用 K6502_Step() 执行指令，是 InfoNES 中 最耗时的部分之一。

2️⃣ PPU：图形渲染系统

        软件模拟 NES 的 PPU（2C02），原生分辨率256X240，以 扫描线（Scanline） 为单位渲染，通过InfoNES_DrawLine()生成一行像素数据。像素最终写入WorkFrame或 DoubleFrame。

3️⃣ APU：音频系统

        软件模拟 NES 的 5 路音源：2 × Pulse、1 × Triangle、1 × Noise、1 × DPCM。通过音频输出接口：void InfoNES_SoundOutput(int samples, BYTE *wave1, BYTE *wave2, BYTE *wave3, BYTE *wave4, BYTE *wave5)输出PCM格式的音频数据。

4️⃣ Mapper：ROM 映射器（最容易出问题）

        NES 游戏使用 Mapper 进行：PRG-ROM 切换、CHR-ROM 切换、IRQ 触发。不支持的 Mapper 会导致花屏 / 错图 / 死机。👉 这是“有的游戏正常，有的花屏”的根本原因。

5️⃣ 平台抽象层（移植关键）

        InfoNES 把所有“与平台有关的东西”都留给你实现：

功能	需要你实现的接口
显示	InfoNES_LoadFrame()
扫描线输出	InfoNES_LoadLine()
输入	InfoNES_PadState()
声音	InfoNES_SoundOutput()
时间同步	InfoNES_Wait()

       总结来讲， InfoNES 是一个轻量级、纯 C 实现的 NES 模拟器内核，适合移植到 STM32 等 MCU 平台。通过自行实现显示、输入、声音和时间同步接口，可以在资源受限的嵌入式系统上完整运行 NES 游戏。

二、移植前准备

1.源码下载

github：Page not found · GitHubhttps://github.com/infoNES/infoNEScsdn：
【免费】 infoNES原生源码（方便移植到嵌入式设备上面）资源-CSDN下载https://download.csdn.net/download/qq_34885669/92459127

2.添加源码到工程

（1）添加好头文件路径

（2）添加核心源码文件到工程

        虽然infoNES的源码文件非常多，设置里面还包含很多的.cpp文件，但是不用担心，我们其实只要关注上面介绍的infoNES的 5大核心模块的源码文件就行，如图：

3.显示驱动（必须）

   infoNES对显示层是完全抽象的，核心是这几类函数：

（1）InfoNES_LoadLine() 行模式显示时必须

        只在这些情况启用：

        #define WORKFRAME_NONE    //使用行刷新

（2）InfoNES_LoadFrame() 帧模式显示时必须

        只在这些情况启用：

        #define WORKFRAME_SINGLE   //使用单帧单缓冲刷新
        #define WORKFRAME_DOUBLE  //使用单帧双缓冲刷新（推荐）

 infoNES对显示屏幕要求：

项目	要求
分辨率	至少支持 256×240
像素单位	逐像素写入（16bit / 24bit / 32bit 均可）
刷新方式	行刷新或整帧刷新均可
帧缓冲	至少 1 个可写 Frame Buffer
时序	不要求固定刷新率（由 CPU 同步）

        总结来讲，如果只是为了先实现移植使用infoNES，不考虑性能和流畅体验，其实你的屏幕驱动只要能实现在屏幕上画点就可以了！

        

4.手柄驱动（可选）

STM32上使用HAL库驱动9针FC手柄实现游戏自由！-CSDN博客https://blog.csdn.net/qq_34885669/article/details/155890282

        没有手柄也可以使用普通的按键来实现！只要把你的按键和游戏手柄对应的键值对应上就可以了。

5.声卡驱动（可选）

        例如，我使用的是MAX98357功放芯片：STM32上使用HAL库完美实现驱动MAX98357声卡模块（I2S+DMA+音频环形缓冲区）_stm32驱动max98357-CSDN博客https://blog.csdn.net/qq_34885669/article/details/154488774?spm=1001.2014.3001.5502

三、移植源码

        讲解到infoNES的源码移植，其实就是对前面提到的infoNES_system.h的平台抽象层的移植适配：

在infoNES_system.h里面，我们可以看到infoNES给我们写好的平台抽象层的API接口，如图：

        所谓的移植infoNES其实就是在根据你现有的硬件情况，其实现上面这些平台抽象层接口！

1.显示驱动移植（必须）

        在移植你的屏幕驱动前，我们还得对infoNES进行一些必要的配置和裁剪：例如配置显示缓存模式、声卡裁剪等等。找到InfoNES_Types.h 头文件，在里面添加下面的宏定义：

#define WORKFRAME_DOUBLE 2					//单帧双缓存模式
#define WORKFRAME_SINGLE 1					//单帧单缓存模式
#define WORKFRAME_NONE	 0					//单行无缓存模式

#define WORKFRAME_DEFINE WORKFRAME_NONE 	//配置显示缓存模式

#define APU_NONE							//关闭声卡，可以节省大量内存消耗，内存小的建议先不移植声卡

#define TRANSPARENT_COLOR	0x0000  		//透明色标记,屏幕不支持透明色的话就设置0

#define RAM_LACK  							//配置infoNES为低性能模式，以达到更好的兼容性和更少的内存消耗

        配置完成后，我们就可以开始移植屏幕驱动了： 打开infoNES_system.c文件，我们可以看到很多平台抽象层接口，为了快速的完成infoNES的移植，我们最低要求只要实现void InfoNES_LoadLine()实现屏幕一行画面的显示：

        备注：对于单帧单缓存和单帧双缓存模式显示移植，这里不介绍，因为比较复杂且消耗内存，容易移植失败，初期移植建议先用行刷新

2.手柄驱动移植（可选）

手柄键值在infoNES.h已经被定义好了，如果你没有手柄，可以使用普通的按键模拟，只要按照下面的键值对应好就也一样效果：

        有手柄的可以按照下面的截图来进行手柄的移植：

3.声卡驱动移植（可选）

        

4.加载游戏文件

        在使用infoNES加载游戏并运行游戏之前，我们必须先解决游戏ROM文件怎么存放的问题,通常解决办法有2种：

方法一：将nes游戏ROM文件转为大数组，使用const修饰以数组形式存放到flash

nes rom二进制文件下载：
【免费】nes游戏ROM二进制文件资源-CSDN下载https://download.csdn.net/download/qq_34885669/92460079

方法二：将nes游戏文件存放到SD卡，使用文件系统去打开和读取nes rom。

        这里涉及文件系统移植等，知识量还是比较多的，不是本博文的重点。

初次移植建议采用方法一!然后使用InfoNES_ReadRom抽象层接口加载游戏：

/* Read ROM image file */
int InfoNES_ReadRom( const char *pszFileName )
{

  /* Read ROM Header */
  BYTE * rom = (BYTE*)nes_rom;
  memcpy( &NesHeader, rom, sizeof(NesHeader));
  if ( memcmp( NesHeader.byID, "NES\x1a", 4 ) != 0 )
  {
    /* not .nes file */
    return -1;
  }
  rom += sizeof(NesHeader);

  /* Clear SRAM */
  memset( SRAM, 0, SRAM_SIZE );

  /* If trainer presents Read Triner at 0x7000-0x71ff */
  if ( NesHeader.byInfo1 & 4 )
  {
    //memcpy( &SRAM[ 0x1000 ], rom, 512);
	rom += 512;
  }

  /* Allocate Memory for ROM Image */
  ROM = rom;
  rom += NesHeader.byRomSize * 0x4000;

  if ( NesHeader.byVRomSize > 0 )
  {
    /* Allocate Memory for VROM Image */
	VROM = (BYTE*)rom;
	rom += NesHeader.byVRomSize * 0x2000;
  }

  /* Successful */
  return 0;
}

四、运行infoNES游戏模拟器

        简单来说，运行模拟器就是首先模拟器先加载游戏，加载游戏成功后就调用InfoNES_Main();接下来你就可以愉快的玩游戏了！

int main(void)
{
	//屏幕初始化
	//手柄初始化
	//.....
	
	while (1)
    { 
		if(InfoNES_Load(NULL)==0)
		{
			InfoNES_Main();
		}
    }
}

五、移植时常见问题和解决办法

1.黑屏无显示

极大可能是堆栈不足导致，请检查和修改堆栈大小，或者更换RAM更大的MCU

2.颜色显示异常

（1）红色变蓝绿色，蓝色变红色，绿色变紫褐色

        这样的情况经常出现在16位色的RGB565的屏幕上，本质上就是由于高8位和低8位数据被交换了。

解决办法有2种：

       方法一：直接交换像素数据的高低8位

       方法二：交换infoNES调色板的高低8位（推荐）

        使用修改调色板方法，还可以节省每次交换高低位的时间，提高刷新速度（实测提高5fps左右）

（2）透明色失效或异常

               通常是前文提到 NES 的 TRANSPARENT_COLOR设置不对导致，建议先设置为0x0000测试。

3.编译报错内存不足

报错现象：Error: L6406E: No space in execution regions with .ANY selector matching 

核心解决方法就是：

（1）减少infoNES的ram占用

        比如使用行刷新，使用RAM_LACK等等。

想更彻底的减少ram占用，就可以直接修改RAM大小设置：

（2）换ram更大的MCU

        

（3）使用外部的sdram

        这个主要还是要用到malloc去申请堆空间给nes使用，还有就是把infoNES里面很多定义的全局大数组一个个都使用malloc定义到外部的sdram。

        例如：

转载自 CSDN-专业IT技术社区

原文链接：https://blog.csdn.net/qq_34885669/article/details/155891400