Brauche Hilfe: NES IGR mit Arduino/Attiny85

mi213 · 8. Dezember 2013, 19:50

Mich hat heute mal wieder der Bastelwahn gepackt. Wollte endlich mal was nützliches mit meinem Arduino anfangen. Daher habe ich mir ein kleines Projekt ausgedacht:

Ich will meine NES per Tastenkombination resetten können. Eben genau so wie der IRG fürs SNES von ikari.
Dazu brauche ich einen Microcontroller der das Pad auslesen kann und überwacht. Wenn eine gewisse Tastenkombination (in meinem Fall: Start + Select) über eine gewisse Zeit gehalten wird (z.B. 2 sec) soll der Microcontroller die NES resetten.

Zuerst hab ich mir für den Arduino eine Library rausgesucht um den NES Controller auslesen zu können. Bin auch schnell fündig geworden: code.google.com/p/nespad/
Leider funktionierte die Library nicht sofort mit der neusten Arduino IDE, daher musste noch eine kleine Änderung vorgenommen werden. (hab die gefixte Library unten angehängt)
So, läuft!
Dann hab ich einen Beispiel Sketch so bearbeitet das eine LED an Pin 8 kurz aufleuchtet, wenn Start+Select für etwa 2sec. gedrückt gehalten wird. Die LED soll später gegen einen Optokoppler getauscht werden, der das resetten übernimmt (keine Ahnung ob der wirklich nötig ist).
Ich bin im Thema Arduino noch eher ein Leihe, daher könnt ihr mir gerne ein paar Verbesserungsvorschläge für meinen Sketch machen:

Spoiler anzeigen

C-Quellcode

/*
NES Pad anschließern:
Arduino pin2 / Attiny85 pin5 = STROBE
Arduino pin3 / Attiny85 pin6 = CLOCK
Arduino pin4 / Attiny85 pin7 = DATA
Arduino GND / Attiny85 pin4 = GND
Arduino +5V / Attiny85 pin8 = +5V
Arduino pin8 / Attiny85 pin2 = LED
*/
#include <NESpad.h>
NESpad nintendo = NESpad(2,3,4); //Arduino setup
//NESpad nintendo = NESpad(0,1,2); //Attiny85 setup
byte state = 0;
int hold = 0;
int led = 8; //Arduino setup
//int led = 3; //Attiny85 setup
void setup() {
Serial.begin(9600); // Arduino only
pinMode(led, OUTPUT);
}
void loop(){
state = nintendo.buttons();
Serial.println(state); // Arduino only
unsigned long time;
if (state==12){
time = millis();
delay(200);
if(state==12 && time - millis() >1000){
hold++;
if(hold==6){
digitalWrite(led, HIGH);
delay(300);
digitalWrite(led, LOW);
delay(5000);
hold=0;
}
}
}
else{
hold=0;
}
}

Alles anzeigen

Das ganze hat auch super funktioniert. Könnt ihr auch ganz einfach nachbauen. Alles was man braucht ist einen Arduino, NES Pad, eine LED + passendem Wiederstand (220Ohm).
Wie man in dem Sketch sehen kann, habe ich das ganze dann über einen Attiny85 (ohne Arduino) laufen lassen, war auch kein Problem.

Nach einem Funktionstest an der NES mit noch extern angeschlossenem Pad hat auch noch alles super geklappt. Erst als ich vorhin die Kabel für DATA, CLOCK und STROBE an den Controllerport gelötet habe, gab es Probleme. Zwar funktioniert die Resettfunktion per Pad immer noch, aber Attiny verursacht irgendwelche eingaben, so das einfach alle Testen des Pads gedrückt werden. Dachte nicht das die Pins im Readmode irgendwelche Signale senden, auf die das NES reagiert.
Irgendjemand eine Idee?

(Bild Nr 1: Chip links ist der Optokoppler, Chip rechts Attiny85. Ist erstmal alles nur provisorisch skizziert.)

Zerberus · 8. Dezember 2013, 20:00

Bin zwar auch kein Experte, was das angeht, aber würden ein paar Dioden das Problem nicht beseitigen, so daß die Signale zwar in den tiny rein gehen, aber er nix raus schicken kann.....

mi213 · 8. Dezember 2013, 20:02

Ja, klingt logisch. Das ich da nicht selber drauf gekommen bin. Werde das mal testen, danke für den Gedankenanstoß.

Aber beim SNES IGR werden ja auch keine Dioden benötigt, also sollte es auch anders gehen, nur wie? Naja, wenn mit den Dioden getan ist, bin ich zufrieden, würde mich aber dennoch interessieren.

Thorax · 8. Dezember 2013, 20:23

Stichwort: interner Pullup bzw. Pulldown. Die PINs des attiny haben wohl keinen definierten Ruhezustand. Je nachdem was die Daten u Clockleitung im idle hat könntest dus mit widerständen versuchen.

micro · 8. Dezember 2013, 20:25

Hab mal kurz in den Code geschaut. Mi, du gehst das leider nicht richtig an. Du darfst den Controller nicht einfach auslesen, sondern du bist nur der stille Beobachter. D.h. alle Signal nur Input und nicht Output.

Du musst es dann tatsächlich so machen, dass du wartest, bis das NES den Controller ausliest und du hörst dann nur zu. Die Clock und P/S (aka Latch aka Strobe) darfst du nicht verändern, ansonsten könnte es nen Kurzschluss geben.

Was die Reset-Taste angeht: Da brauchst du höchstwahrscheinlich keinen Optokoppler. Wahrscheinlich ist der Reset-Pin auf 5 V, wenn ungedrückt. Da reicht es dann einfach, wenn du für deinen Reset-Ausgang den entsprechenden Pin als Ausgang schaltest wenn du resetten willst (Ausgabe von 0V). Wenn er nicht (mehr) resetten soll, konfigurierst du den Pin einfach wieder zum Input-Pin um, das passt dann

mi213 · 8. Dezember 2013, 20:50

Uff... hab mir gerade mal die NESpad Librarie genauer angeschaut. Die strobe und clock Pins sind tatsächlich als Output definiert. Die Librarie hab ich aus dem Netzt und in dem Beispiel etwas rum editiert. Wenn ich das ganze von Grund auf neu machen muss, bin ich leider etwas überfragt. Keine Ahnung wie ich den Attiny dazu bringe genau dann mit zu hören, wenn die NES das Pad ausliest. In der asm Datei vom SNES-IGR steht was von waitforlatch_h und wait for clk=h.

Mist, ist wohl doch ne Nummer zu groß für meine Kenntnisse. :?

micro · 9. Dezember 2013, 06:54

Ja, im richtigen Moment mitzuhören ist ein gutes Stück schwieriger, als wenn man einfach nur das Pad ausliest.

Ich kann dir gerne bei dem Thema helfen, wenn du magst.

(Ab Dienstag)

mi213 · 10. Dezember 2013, 17:51

Gern. Schlecht währe es natürlich auch nicht wenn nich noch was dabei lerne. Hab mich schon mal etwas ins Thema eingelesen. Infos hab ich hier gefunden: mit.edu/~tarvizo/nes-controller.html
So wie ich das verstehe gibt latch an wann der auslesezyklus startet, pulse wann von der einen Taste zur nächsten gesprungen wird und data enthält den tatsächlichen Status des Buttons. So werden dann alle 8 Tasten ausgelesen, bis der Zyklus mit einem neuen latch Signal von Vorne beginnt.

micro · 10. Dezember 2013, 21:50

Ja, so sieht im Wesentlichen das (S)NES-Controller Protokoll aus

Ich hab dir mal ein Programm für den Attiny85 geschrieben. Getestet habe ich das Programm mangels Attiny85 allerdings auf nem Attiny24. Es ist ein AVR Studio 5 Projekt. Aber im Debug-Ordner ist auch schon die hex-Datei, falls du AVR Studio nicht drauf hast, kannst du die einfach nehmen.

Fusebyte low: 0xE2
Fusebyte high: 0xDF

Pinbelegung:

PB0: Latch
PB1: Clock
PB2: Data
PB3: Reset (also zum Resetschalter des NES)

Bevor du den Mikrocontroller an den Resetschalter anschließt, schau aber bitte, ob das Resetsignal wirklich auf GND gezogen wird, wenn du am NES die Resettaste drückst. Also Reset-Schalter ungedrückt => Reset = 5 V; Reset-Schalter gedrückt => Resetsignal = 0 V.

borti4938 · 10. Dezember 2013, 23:22

Moin,

ich habe gerade mit großem Interesse diesen Thread hier entdeckt

Ich würde auch meine Hilfe anbieten, euch zu helfen. Gerade weil ich schon selber am IGR des SNES herumgedocktort habe, könnte ich z.B. n Alternativprogramm für den PIC zusammenschustern:

das Controller-Protokoll des NES sieht ja fast identisch zu dem vom SNES aus, und
so mancher hat eher die Möglichkeit n PIC zu beschreiben anstelle eines ATtiny.

Da ich diese Woche noch auf Dienstreise bin, würde ich ab kommender Woche mit Rat und Tat beiseite stehen

Als kleine Anmerkung: Ich würde die Konsole resetten, wenn man Start+Sel+A+B drückt, wie es beim Gameboy halt auch ist

VG

PS @mi213:
Danke für die einfache und sogleich klasse Idee eines IGRs für'n NES

sanni · 11. Dezember 2013, 00:53

Super Thread :smt006

Hab zwar kein NES aber habe vor einiger Zeit mal versucht einen IGR ins N64 einzubauen und bin auf das selbe Problem wie mi213 gestoßen, auch das N64 mag es nicht, wenn man aktiv mittels einer Arduino Lib alle paar ms den Controller abfragt :vauxhall

Danke auch an micro für den Beispiel Code.

mi213 · 12. Dezember 2013, 13:15

Erstmal dicken Dank an micro für den Code. Ich habe es zeitlich leider noch nicht geschafft rein zu schauen.
Und eine IPS Programmer hab ich leider auch nicht da. Nur meinen Arduino Uno. Kann ich mit dem eigentlich auch die hex Datei auf den Attiny schreiben? Bzw lässt der sich auch als ganz normaler ISP Programmer mit anderer Software nutzen?

@borti4938
Eine PIC Version von dem Teil währe sicher auch nicht falsch.
Mit der Tastenkombination A+B+start+select kann ich zwar verstehen, finde es aber eher unhandlich, da man dann jedes mal erst umgreifen muss. Start + Select ist viel bequemer zu erreichen und damit man nicht versehentlich diese Kombination drückt, hatte ich die Idee die Tasten ca. 2sec gedrückt zu halten damit die NES resettet wird.

borti4938 · 12. Dezember 2013, 13:43

Eine Version mit A+B+Sel+Start habe ich schon zusammen geschrieben

(Ja, die Vorträge waren langweilig, die ich mir auf der Dienstreise "antuendarf :P)
@micro: Ich habe mir anschließend deine Implementierung angeschaut und ich mache das quasi genauso

Stiller Beobachter halt...

Als PIC habe ich den 12F629 genommen, der vollkommen ausreichend ist.

OT: In dem Zuge habe ich gleich mal n abgespeckten IGR für den SNES für Player 2 erstellt, der nur Reset und LongReset kann. (auch PIC 12F629)

Die Version mit Sel+Start 1-2 Sekunden gedrückt halten mache ich dann auch fertig - sollte kein Problem sein. Dann kann jeder selbst entscheiden, welche Version er haben möchte

Sobald ich zu Hause bin, werde ich das dann mal testen und anschließend vorstellen ;). Allerdings muss ich mir erst mal n Paar PICs bestellen - habe leider keine zu Hause...

Also - alles "work-in-progress;) BTW: Ist das Signal vom Reset-Knopf nur ein /Reset, also low-active? Ich habe mich vorerst daran gehalten...

Zerberus · 12. Dezember 2013, 13:57

Wann kommt denn die n64 Version

borti4938 · 12. Dezember 2013, 14:13

Ich habe leider keinen N64 mehr. Deswegen wäre ich da vorerst raus, würde aber keine Hilfe anbieten, wenn sich jemand daran setzt ;). Allerdings möchte ich anmerken, dass ich irgendwo mal gelesen habe, dass der seriellen Datenstrom schneller ist als beim SNES (Vorsicht: gefährliches Halbwissen) und da war es schon knapp mit dem Auslesen mit dem PIC16F630 und dem internen Oszillator.

Ok - aber back on topic

Eine Anmerkung habe ich noch an micro: Du solltest lieber auf die negative Flanke an der Puls-Leitung reagieren, um den Button-Status zu lesen. Dies sichert, dass der Zustand sicher anliegt. Durch das Abwarten von 6us, nachdem du den positiven Zustand festgestellt hast, könntest du im ungünstigsten Fall den Zustand "verpassen".

sanni · 12. Dezember 2013, 16:50

"mi213" schrieb:

Nur meinen Arduino Uno. Kann ich mit dem eigentlich auch die hex Datei auf den Attiny schreiben? Bzw lässt der sich auch als ganz normaler ISP Programmer mit anderer Software nutzen?

Ja, das geht. Ich benutze immer den Arduino als ISP Flasher. Der benötigte Sketch für auf den Arduino ist schon bei der IDE dabei (Beispiele: ArduinoISP)

Als Brenn-Programm dann einfach avrdude:

"C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr\bin\avrdude.exe-C "C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr\etc\avrdude.conf-c arduino -P COM7 -b 19200 -p m8 -U hfuse:w:0xC8:m -U lfuse:w:0xBF:m -U flash:w:alternate_USBaspLoader_betemcu_timeout.hex -U lock:w:0x0F:m
pause

mi213 · 12. Dezember 2013, 23:07

Scheinbar bin ich zu doof für avrdude. Ich bekomme das unter win7 nicht zum laufen und cmd.exe macht auch nicht was ich will... (wobei ich auch nicht weiß ob ich das richtige will) :s000:

n00b · 12. Dezember 2013, 23:22

Woran liegt es denn genau?

1) Für Win7 braucht du WinAVR.

2) Wenn du die Eingabe von sanni 1:1 übernommen hast, müssen Programm und File exakt im angebenen Pfad liegen.

3) Weiter musst du schauen, welchen COM-Port dein Rechner dem Flasher zugewiesen hat (im Gerätemanager).

4) Weiter musst du auch den Typ deines Flashers kennen und (wenn nicht bereits vorhanden) in der conf-Datei in AVRDUDE eintragen (wird dann in der cmd mit "c DEFINIERTER FLASHERangegeben).

sanni · 13. Dezember 2013, 00:17

1) + 4) Nö, ist schon alles in der Arduino IDE mit dabei und eingestellt
2) + 3) Richtig, das war nur schnell ein Beispiel einer meiner *.bat Files zum Programmieren mit avrdude

Als Alternative zu cmd gibts es GUI's für avrdude.

mi213 · 13. Dezember 2013, 00:53

So, ich hab jetzt erstmal das winavr extra instaliert, da ich mit dem was in der Arduino IDE mitgeliefert wurde gar nicht klar gekommen bin.
Nach dem installieren tut sich jetzt wenigstens etwas. Nur weiß ich jetzt nicht was er von mir will. Versucht er jetzt einen Atmega8 zu beschreiben oder was?
Sorry falls ich mich gerade extrem blöd anstelle.

n00b · 13. Dezember 2013, 00:58

Jepp, für den Attiny24 ist der Befehl "-p t24:)

Hier findest du auch eine passende Liste.

Es müssen auch noch die Fuse-Werte angepasst werden.

Eine Liste mit Rechner findest du dazu hier.

Allerdings bin ich mir nicht ganz sicher, ob der Haken bei "Divide clock by 8 internally; [CKDIV8=0]raus muss. Viell. kann da sanni was zu sagen...

mi213 · 13. Dezember 2013, 01:13

Ist ein Attiny85.

Danke!!! Jetzt hat es geklappt

Schau bitte noch mal drüber, aber dürfte alles nach Plan verlaufen sein, oder?
Edit: high und low fuse hab ich die genommen die micro angegeben hatte (siehe erste Zeile).

n00b · 13. Dezember 2013, 01:16

Wie gesagt, bei den Fuses weiß ich leider nicht genau, ob der Haken raus muss (hast du ja gemacht), aber ansonsten passt es so.

EDIT: Also micro hat da deutlich mehr Ahnung als ich und dann wird es wohl stimmen, somit musste der Haken tatsächlich rausgenommen werden.

Die "Fehlermeldungam Anfang ist auch okay (siehe auch hier).

mi213 · 13. Dezember 2013, 01:21

Danke dir noch mal für die Hilfe n00b. Ohne dich hätte ich es vorhin erstmal gelassen.

Einbauen und testen werde ich den Chip erst morgen. Melde mich dann noch mal.

n00b · 13. Dezember 2013, 01:25

Null Problemo,
bin auch erst neu in der Materie (habe vor kurzem erst den LED-Mod fürs SNES-Logo gebrannt), aber dazu musste ich mir auch ein paar Infos anlesen und sanni hatte mir auch 1 bis 2 ergänzende Tipps gegeben.

mi213 · 13. Dezember 2013, 01:44

"micro" schrieb:

Bevor du den Mikrocontroller an den Resetschalter anschließt, schau aber bitte, ob das Resetsignal wirklich auf GND gezogen wird, wenn du am NES die Resettaste drückst. Also Reset-Schalter ungedrückt => Reset = 5 V; Reset-Schalter gedrückt => Resetsignal = 0 V.

Reset-Schalter ungedrückt = Reset-Pin 0V
Reset-Schalter gedrückt = Reset-Pin 5V

Ist also genau andersherum. Schade, kann ich doch erstmal so nicht testen.
Eine Anmerkung noch: Bei der NES ist der Lockoutchip deaktiviert, ein Spiel war eingelegt. Muss mal gucken ob ich den Pin vom Lockout wieder angelötet bekomme, dann schaue ich da auch noch mal nach. Dürfte aber eigentlich nur einen Unterschied machen bei nicht eingelegtem oder nicht erkanntem Spiel.

micro · 13. Dezember 2013, 07:29

"borti4938" schrieb:

Ok - aber back on topic
Eine Anmerkung habe ich noch an micro: Du solltest lieber auf die negative Flanke an der Puls-Leitung reagieren, um den Button-Status zu lesen. Dies sichert, dass der Zustand sicher anliegt. Durch das Abwarten von 6us, nachdem du den positiven Zustand festgestellt hast, könntest du im ungünstigsten Fall den Zustand "verpassen".

Also ich habe mir mal die Signalverläufe auf dem Oszi angeschaut. Von 50% duty cycle kann da keine Rede sein. Das Clock Signal ist nur ein bisschen länger als 1 us low, dann geht's sofort wieder hoch. Und die Rise Time ist auch elendig lang, das sieht verdächtig nach ner RC-Ladefunktion aus... (Open Collector Ausgang mit Pull-up...?)

Der 4021 im NES Controller jedenfalls schiebt bei einer positiven Clock-Flanke das Byte um eine Stelle weiter. Deswegen sollte man tatsächlich eher die pos. Clock-Flanke abwarten, dann noch mal ein bisschen warten und danach die Data Line auswerten.

In meinem ersten Code war's aber trotzdem falsch

Hab auf die negative Clock-Flanke gewartet. Hat aber trotzdem funktioniert, weil die beiden wie gesagt so eng bei einander liegen.

Hier mal noch ein paar Screenshots:
Clock- und Latch-Signal:

Clock- und Data-Signal (B-Taste gedrückt):

Wenn du da auf die neg. Clock-Flanke wartest, ist es fast schon wieder zu spät... (Bzw. halt auch nicht in der Mitte des jeweiligen Buttons)

"mi213" schrieb:

"micro" schrieb:

Bevor du den Mikrocontroller an den Resetschalter anschließt, schau aber bitte, ob das Resetsignal wirklich auf GND gezogen wird, wenn du am NES die Resettaste drückst. Also Reset-Schalter ungedrückt => Reset = 5 V; Reset-Schalter gedrückt => Resetsignal = 0 V.

Reset-Schalter ungedrückt = Reset-Pin 0V
Reset-Schalter gedrückt = Reset-Pin 5V

Ist also genau andersherum. Schade, kann ich doch erstmal so nicht testen.
Eine Anmerkung noch: Bei der NES ist der Lockoutchip deaktiviert, ein Spiel war eingelegt. Muss mal gucken ob ich den Pin vom Lockout wieder angelötet bekomme, dann schaue ich da auch noch mal nach. Dürfte aber eigentlich nur einen Unterschied machen bei nicht eingelegtem oder nicht erkanntem Spiel.

Hab mir mal einen Schaltplan vom NES angeschaut, anscheinend schließt der Reset-Taster tatsächlich +5 V kurz und nicht GND wie bspw. beim Famicom. Deswegen habe ich das Programm angepasst bzw. gesplittet in eine NES- und Famicom Version. Fusebytes und Pinout sind natürlich gleich geblieben. Kannst ja mal ausprobieren

borti4938 · 13. Dezember 2013, 08:44

danke für die Infos

Ich hatte es bei mir zwar schon geändert, weil ja noch n Paar Assemblerbefehle zwischen Detektion und auslesen liegen. Aber ich werde es trotzdem nochmal durchschauen

Das Signal auf der Latch-Leitung ist ja auch alles andere als 12us auf positiv

Magst du mal messen, wie weit das genau ist? Ich mache derzeit in Polling und dafür bräuchte ich 3us Weite. Im Fall, dass es kürzer ist, würde es dann aber auf "interrupt-on-pin changeändern...

Der Hinweis mit dem Reset ist auch sehr gut...

mi213 · 13. Dezember 2013, 12:06

So, hab den neuen Code gerade mal getestet. NES lässt sich wunderbar resetten indem man 2 sekunden die Start und Select Taste gedrückt hält. Nur verbleibt die NES dann im Resetzustand. Der pb3 pin des Attiny hat nach dem Reset per Controller dauerhaft +4,6 irgendwas V.

micro · 13. Dezember 2013, 14:34

Haha, das ist ja auch kein Wunder! Da ist ein Denkfehler, das Programm wartet jetzt bis du die Reset-Kombination wieder los lässt. Aber da der Reset ja ausgelöst wird frägt das NES die Controller auch nicht mehr ab -> Ergo NES bleibt im Reset-Zustand hängen.

Bei meinen Tests habe ich nur ne LED leuchten lassen, da trat das Problem natürlich nicht auf.

Ich hab das Programm mal abgeändert, jetzt sollte es funktionieren.

@borti: Momentan ist eher schlecht mit messen. Ich hatte nen Four Score Adapter aufgeschraubt und da die Kabel dran gelötet. Hab mittlerweile aber alles wieder entfernt, zugeschraubt und im Schrank verstaut...

C-Quellcode

Ähnliche Themen